3-86  超精密环行抛光技术

杨李茗  曹  冲  王  岚

在大口径超精密平面光学元件加工中，环抛是一种重要的抛光技术，作为古典抛光的一种改进工艺，它在光学加工中得到了广泛的应用。但是它目前还存在着一些问题：对操作者的经验依赖太强，加工效率不高，加工质量也不稳定。根本原因是人们对抛光磨削的规律还认识不够，尤其是一些工艺参数的影响。

在抛光过程中，从表面材料的去除方式来看，导致工件材料磨削的因素主要是机械磨削和化学作用。该技术针对磨盘抛光模与工件的机械磨削作用，利用Preston方程，从理论上研究了环行抛光的磨削规律、抛光过程中的不均匀磨削情况以及各种参数因素对去除量的影响。用相对磨削量来描述抛光过程中工件表面的不均匀磨削程度，根据实验条件以及以前的研究结果，对于相对磨削量进行了计算，分析了工件和磨盘以不同的转速比、不同的偏心距，不同的压强分布的3种情况下，相对磨削量的分布以及不均匀磨削的情况。计算结果表明，在不同的偏心距下，转速比对相对磨削量的影响也不一样，偏心距越小，这种影响越大。当转速比越接近1或偏心距越大时，磨削越均匀；均匀分布的压强越大，相对磨削量就越大，磨削越不均匀，在一定的线性或二次型压强梯度分布的情况下，磨削比压强均匀分布时更加均匀。这3个影响因素中，转速比的作用最显著。实现均匀磨削所需的压强应为二次型分布。这为超精密环抛提供了指导，有助于实现主动控制。可以对工件加载进行各种控制，使其压强尽量接近我们需要的分布。如图1所示。

据此进行了工艺实验研究，设计了一套主动抛光控制装置，在1 m环抛加工上安装并运行，迄今为止，主动抛光控制装置运行稳定，可以有效地控制校正盘匀速转动，并能加速校正盘面形修改过程，提高了加工效率。