厦门大学 航空航天学院， 福建 厦门 361005
为了克服游离磨粒抛光的随机性、磨料浪费以及产生的水合层等问题，提出了一种无水环境下熔融石英玻璃固结磨粒抛光技术。研究实现了稳定的抛光轮烧结工艺，并应用于熔融石英玻璃抛光加工，通过对加工产物和抛光轮粉末进行EDS能谱分析和XRD衍射分析，从微观上初步阐述了固结磨粒抛光的去除机理；从宏观上探索压力和转速对去除效率和表面粗糙度的影响。实验结果表明：加工过程中，在法向力和剪切力作用下，CeO2磨粒和熔融石英发生化学反应，CeO2将SiO2带出玻璃，实现材料去除；同时，压力和转速对加工效率影响并不遵循Preston公式，温升和排屑成为决定去除效率的关键。
固结磨粒抛光 熔融石英 粗糙度 去除率 烧结工艺 bounded abrasive polishing fused silica roughness removal rate sintering process 强激光与粒子束
2018, 30(8): 082001
1 厦门大学 机电工程系, 福建 厦门 361005
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
对磨削加工的K9材料试件进行亚表面损伤探究，分析磨削加工产生亚表面损伤的原因。分别用亚表面损伤深度预测法、分阶刻蚀法预测和检测元件亚表面损伤深度，并分析切深、工作台进给速度、砂轮转速等参数对亚表面损伤深度的影响。研究表明，分阶刻蚀法直观有效，与亚表面损伤深度预测法的结果一致性较好。在本文实验条件下，自行加工K9试件的亚表面损伤深度随切深增大而加深，随工作台进给速度增大而有所增加，砂轮转速对亚表面损伤深度影响并不明显。
光学元件 磨削 亚表面损伤 损伤深度 分阶刻蚀法 optical elements ground subsurface damage damage depth step-by-step etching method 强激光与粒子束
2014, 26(9): 092010
1 厦门大学 机电工程系, 福建 厦门 361005
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
对于大尺寸高精密光学元件，不仅要对光学元件表面低频面形精度和高频粗糙度进行控制，还需要严格限制中频误差，以保证其使用性能和稳定性。为了确定光学元件的不合格区域并指导其返修，引入经验模态分解(EMD)和Wigner分布(WVD)函数方法，通过理论分析确定该方法与功率谱密度函数间的关系，实现对光学元件表面中频误差的辨识与定位。实验结果表明：EMD-WVD方法不仅可以识别分布在实验光学元件表面15~27 mm空间频率为0.1 mm-1的中频误差，还可以减小多分量信号所引起的空间频率为1.0~1.5 mm-1的交叉项干扰，提高中频误差辨识的准确率。
中频误差 经验模态分解 固有模态函数 Wigner分布 mid-spatial frequency error empirical mode decomposition intrinsic mode function Wigner-Ville distribution 强激光与粒子束
2014, 26(3): 032003
1 厦门大学 物理与机电工程学院, 福建 厦门 361005
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
根据大口径非球面光学元件的实际加工需要，设计并制造可控气囊抛光系统，并对机构进行运动学仿真，仿真结果表明,气囊自转轴的运动空间可以满足大口径非球面光学元件的连续进动加工要求。为了证明所设计系统的可加工性，以直径320 mm的圆形平面光学元件进行加工实验。经过该气囊抛光工具24 h的抛光后，工件达到较好的面型精度，光学元件的表面粗糙度由0.272λ减小到0.068λ(λ＝632.8 nm)， PV值从1.671λ降低到0.905λ。对光学元件的实际加工实验结果表明：可控气囊抛光系统在加工过程中结构稳定性好，符合设计要求，可有效提高加工工件面型精度。
大口径非球面光学元件 进动抛光 可控气囊抛光系统 设计及研制 large aspheric lenses precession finishing controlled bonnet polishing system design and manufacture
1 成都精密光学工程研究中心,成都 610041
2 厦门大学 机电工程系,福建 厦门 361005
本文研究了应用于平面光学元件的快速抛光技术,从材料去除率、元件面形和表面粗糙度出发,对快速抛光技术应用于平面大口径元件的加工效果进行了探讨。研究了在快速抛光技术中压力和主轴转速对材料去除率的影响,验证了Preston公式在快速抛光中的适用性,快速抛光技术的去除效率可达10μm/h;其次,研究了聚氨酯抛光元件面形的精度,对于330mm×330mm元件可达～1.0λ(λ=632.8nm);最后,对快速抛光系统中抛光粉颗粒大小及形态随使用时间的变化进行了观测,并测量了使用300目和500目抛光粉时快速抛光元件表面粗糙度以及其随抛光粉使用时间的变化。
聚氨酯 材料去除率 元件表面面形 表面粗糙度 polyurethane material removal rate surface form surface roughness
