1 中国科学院海西研究院 厦门稀土材料研究中心，福建 厦门 361021
2 厦门市稀土光电功能材料重点实验室，福建 厦门 361021
3 天津津航技术物理研究所，天津 300308
为攻克高陡度球面光学零件成型技术，以半球及超半球红外光学整流罩为研究对像，提出了一种子孔径铣磨加工方法。对传统范成法铣磨成型理论进行拓展，将球面离散为一系列子孔径环带，砂轮沿环带“步进”运动，拼接成型得到完整的球面。分析了成型球面与三轴机床位置坐标之间的转换关系，对加工运动轨迹进行仿真，开展半径误差补偿验证实验及变速进给参数优化实验，提出变半径铣磨法解决超半球加工材料过切问题。对长径比分别为0.5（半球）和0.55（超半球）的热压硫化锌、镁铝尖晶石整流罩开展成型工艺试验，加工表面各点矢高差<4 μm，表面粗糙度Ra<1.5 μm。实验结果表明：该方法为高陡度球面加工提供了有效的解决方案。
光学加工 铣磨 范成法 超半球 optical processing grinding generating method hyper-hemisphere
单点金刚石车削技术广泛应用于红外脆性晶体材料光学表面的加工。然而, 受车削参数、材料特性、刀具参数等多因素的影响, 将会导致车削表面质量的不均匀。为了获得更为均匀优质的表面质量, 在分析单点金刚石车削影响因素的基础上, 提出了等距恒速的车削方法。详细介绍了等距恒速车削的原理, 分析了车削参数的确定过程, 得到了等距恒速车削的工件转速和进给速度曲线。最后应用一CVD ZnS 材料进行了车削试验, 获得了该材料车削最佳的线速度, 应用此参数进行车削, 得到了均匀优质的车削表面, 整体表面粗糙度由Ra=6.4 nm降低到了Ra=4.1 nm。
红外晶体 等距恒速 单点金刚石车削 infrared crystal Evenly tool marks Space and Constant linear Veloci Single Point Diamond Turning(SPDT) 红外与激光工程
2019, 48(7): 0742001
1 天津津航技术物理研究所, 天津 300380
2 香港理工大学工业及系统工程学系超精密加工技术国家重点实验室, 香港 00852
单点金刚石车削技术被广泛应用于光学表面的超精密加工。然而，车削表面固有的周期性残留刀痕结构将增强表面散射效应，恶化元件光学性能。为了抑制散射以获得高质量光学表面，采用气囊抛光技术主动改变车削表面周期性刀痕结构。基于Taguchi正交试验，以表面粗糙度及功率谱密度的改善率为设计指标，分析获得了最优抛光参数。采用该最优参数对一精车表面进行了抛光试验，抛光后表面粗糙度Ra 由3.81 nm 降到1.42 nm，各空间频率功率谱密度大幅降低，同时表面的衍射条纹消失。试验结果验证了所采用的抛光及相应优化方法的有效性，具有重要的工程应用价值。
光学制造 金刚石车削 表面微观形貌 气囊抛光 参数优化
1 天津津航技术物理研究所, 天津 300192
2 空军驻京津地区军事代表室, 天津 300192
针对激光陀螺光学腔体这种复杂结构的光学零件, 采用传统的光学抛光的方法无法对其凹槽、孔道进行抛光的问题, 提出了一种采用化学溶液对玻璃进行侵蚀的化学抛光技术。本文分析了微晶玻璃的组成及化学抛光的机理, 制备了适合的化学抛光溶液, 设计了抛光技术方案、工艺流程及方法。对化学抛光后的光学表面进行了测试、分析, 结果表明: 采用 NH4HF2、H2O、添加剂组成的化抛溶液, 抛光后能够得到光滑、透明玻璃表面, 抛光表面的粗糙度可达 0.2 ~0.3 μm, 可见光透过率 88%~90%, 化学抛光去除量为 0~100 μm, 本研究实现了复杂结构的光学零件的 “确定性”化学抛光。
微晶玻璃 化学抛光 确定性 光学加工 glass-ceramics chemical polishing certainty optical processing
