基于固结磨料磨具的金属镜研磨加工技术研究

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随着光学技术及产品的开发和应用,金属镜作为其中重要的光学元件之一,对金属镜实现高效、高精、低表面损伤加工的需求越来越多,对加工技术的要求越来越高。本文针对固结磨料磨具研磨金属镜加工技术进行了深入的研究。本文对固结磨料磨具研磨的加工机理进行分析,从磨粒角度入手,分析了单颗磨粒的受力和磨粒整体分布情况;对不定偏心研磨下,固结磨料磨具与工件间的相对运动轨迹进行探索,推导出了磨具上一点相对于工件的轨迹方程与相对速度以及磨具与工件间的压强分布,对工件表面上研磨轨迹均匀性进行分析,得出磨具转速、摆幅和初始偏心距对研磨轨迹的影响;以磨具的均匀磨损为理论依据,基于Preston方程,分析磨具的结构参数对磨具均匀磨损的影响,进行固结磨料磨具结构设计,分析研磨参数对磨具均匀磨损的影响,选择合适的摆幅和初始偏心距有利于磨具均匀磨损。对固结磨料磨具不定偏心平面研磨中影响工件运动的因素进行实验分析,工件转速受到磨具转速、初始偏心距和研磨压力的直接影响;以铝合金圆盘为工件进行了固结磨料磨具平面研磨实验,用粒度为#1500碳化硅固结磨料磨具精磨铝合金工件,经过研磨抛光后,得到了粗糙度为214.88 nm的铝合金金属镜,验证了铝合金金属镜应用固结磨料磨具研磨的可行性与实用性;设计并进行关于研磨压力和磨具转速的研磨对比实验,实验结果表明:对于铝合金金属镜,过快的磨具转速和过高的研磨压力均会导致被加工工件表面粗糙度升高,宜采用低速、低压进行精密研磨。
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