【正文】 OPTICS, , , 1 october,1998. 非球面以及自由曲面的加工技術(shù) 液體噴射拋光技術(shù) [1] 優(yōu)點 不存在 “ 磨頭 ” 磨損 加工難度與球面相當 各種非球面的拋光 加工特性不受位置影響 去除函數(shù)保持不變 4 ? 去除機理 的初步研究 ? 材料去除量與 工藝參數(shù) 的關(guān)系 ? 數(shù)學(xué)模型 的建立 ? 去除函數(shù) 的優(yōu)化 ? 駐留函數(shù) 的求解 ? 表面粗糙度 的研究 二、已開展的工作 5 一 、去除機理的研究 圖 （一）實驗設(shè)計 已開展的工作 6 一 、去除機理的研究 （二）實驗結(jié)果 圖 材料去除量分布 已開展的工作 7 一、去除機理的研究 （三）結(jié)果分析 圖 流場的分布特征 8 （三）結(jié)果分析 一 、去除機理的研究 圖 射流體對工件表面壓力分布 圖 射流體在工件表面速度分布 9 一 、去除機理的研究 （四）結(jié)果討論 [2] 沖擊壓力 軸向壓應(yīng)力 徑向運動 徑向剪切應(yīng)力 中心有最大值 玻璃材料的抗壓強度（ ～ ）大于抗拉及抗張強度(～ ) 沖擊邊緣最大 形成 W型去除量分布 拋光液中磨料粒子的徑向流動對工件產(chǎn)生的徑向剪切應(yīng)力是材料去除的關(guān)鍵。 60176。）作用四次 （ 2）、四點傾斜作用 [8] Hui Fang， Peiji Guo, Jingchi Yu, Optimization of the Material Removal in Fluid Jet Polishing, Optical Engineering 五、去除函數(shù)的優(yōu)化 40 （三）、噴管旋轉(zhuǎn) 五、去除函數(shù)的優(yōu)化 噴射角為 30176。 SR（ nm） 表 七、表面粗糙度 ?噴射角度不同，得到的表面粗糙度的值也不同 ?以不同的角度噴射時，磨料粒子對工件產(chǎn)生的沖擊及剪切力不同 51 補 充 ? 散粒磨料拋光 （ loose abrasive conditions） ： ? Buijs and KorpelVan Houten [10] 得到： 七、表面粗糙度 ? 固著磨料拋光 （ deterministic microgrinding） [9]： 12vE H12~vESR H? Aleinikov and Kryukova[7,8] SiC abrasive particles(100~150um) ~1 vS R H2~ ( )ckKSRH[10] John C. Lambropoulos, et al, Loose abrasive lapping hardness of optical glasses and its interpretation. APPLIED OPTICS, , , March, 1997, 15011516. 52 二、將要開展的工作 從課題研究的方向 （一）、基礎(chǔ)型研究 ? 去除方式及去除特性的研究 ? 工件與粒子的作用形式 ? 下表面破壞層的研究 （二）、應(yīng)用型研究 ? 消除高頻誤差的方法 ? 修正面形的能力 53 （一）、材料的去除方式 ? 需要解決的問題 ： 在一定條件下，材料是以脆性裂紋的形式還是以塑性變形的方 式去除 ? 擬采取的研究方案： 從塑性變形與脆性斷裂的不同特征出發(fā) ? 去除量的 大小 ? 去除量與 噴射角 的關(guān)系 ? 去除量的 分布形狀 ? 工件材料與 磨料粒子 的相對性質(zhì) 基礎(chǔ)型研究 54 依據(jù)一、材料去除量的大小 ? 材料的去除量很小，材料的脆性不再起作用 ? 磨料粒子的能量較小，不能達到使工件表面產(chǎn)生裂紋的程度，則材料是以塑性變形的形式去除的 ?措施 從實驗及材料結(jié)構(gòu)方面考察材料的去除量是不是以 nm量級去除的 去除方式 55 依據(jù)二、去除量與沖擊角的關(guān)系 [11] ? 若材料是以脆性裂紋的形式去除 沖擊角為 90度時去除量最大 ? 若以塑性變形的方式 與磨料粒子的沖擊及橫向剪 切有關(guān)，且沖擊角為 40度時有最大去除量。 )SR ? 對于固著磨料拋光 [14]： Edwards發(fā)現(xiàn)： SSR=(177。 41 七、表面粗糙度 ?光學(xué)元件的表面粗糙度是表面微觀幾何形狀的表征，即加工表面上的微觀不平度。 [6] John C. Lambropoulos, Su Xu, and Tong Fang, Loose abrasive lapping hardness of optical glasses and its interpretation. APPLIED OPTICS, , , March, 1997, 15011516. 23 三 、數(shù)學(xué)模型的建立 ? 材料去除的本質(zhì)：高速磨料粒子與工件表面之間的碰撞剪切作用 ,區(qū)別于傳統(tǒng)的拋光技術(shù) ? 利用計算機控制拋光技術(shù)，需要根據(jù)被加工件的面形誤差進行定量修正 ? 為此，有必要提出并建立一個數(shù)學(xué)物理模型，來定量描述整個光學(xué)加工過程 已開展的工作 24 （一） 、影響去除量的因素分析 ? 影響去除量的大小 ? 磨料粒子及工件材料的特性 ? 拋光液的濃度、溫度 ? 工作壓力 ? 工作時間 ? 影響去除量分布特征 ? 噴管的形狀、尺寸及口徑等 準確建立去除函數(shù)與所有工藝參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系是不現(xiàn)實的，只能重點探討對材料去除影響較大的幾個參數(shù) 數(shù)學(xué)模型的建立 25 ?選擇工件表面不同半徑處的四個環(huán)帶區(qū)域 ?噴管在工件表面沿直徑方向運動，控制駐留時間正比于工件的半徑 圖 （ ω=504 rpm） ?不同半徑區(qū)域處材料的去除量是不同的，說明工件