摘要：采用環(huán)行拋光技術(shù)實(shí)現(xiàn)大尺寸、高面形精度和細(xì)表面粗糙度要求的方形或長(zhǎng)方形平面元件批量化加工的一條有效途徑。介紹了利用環(huán)行拋光工藝實(shí)際制作了兩塊320mm×320mm×35mm 和320×320×48mmUBK7材料的工藝實(shí)驗(yàn)樣品。加工的結(jié)果是，透射元件獲得了鍍膜后雙次透射波前0.293λ(P-V,λ=0.6328um)和反射元部件的反射波前0.22λ(P-V,λ=0.6328um)的結(jié)果。
關(guān)鍵詞：環(huán)行浮動(dòng)拋光技術(shù)；工藝實(shí)驗(yàn)；透射波前；反射波前
中圖分類(lèi)號(hào)：TH706 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)A
Research of fabricating large quadrate high-precision plane optical elements
Liu min-cai , Hu xiao-yang , Li zhuang-sheng
   (Chengdu Fine Optical Engineering Research Centre, chengdu 610041, China)
Abstract : It's a valid means to fabricate large quadrate or rectangle high-precision plane optical elements using annular lapping technology . In this paper , we manufacture 320mm×320mm×35mm and 320×320×48mm UBK7 optical elements with 2 meter annular lapping machines , and the transmission wavefront after coating for 320mm×320mm×35mm is 0.293λ(P-V,λ=0.638um), the reflect wavefront after coating for 320mm×320mm×48mm is 0.22λ(P-V,λ=0.6328um).
Key words: annular lapping technology experiment ; transmission wavefront ; reflect wavefront .
1.前言
為了滿足大型光學(xué)系統(tǒng)對(duì)大口徑高精度平面光學(xué)元部件的需要，環(huán)行拋光技術(shù)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用到實(shí)際光學(xué)元部件的生產(chǎn)中。采用環(huán)行拋光技術(shù)（本文中主要涉及大玻璃校正盤(pán)修磨的單環(huán)行拋光機(jī)）加工的光學(xué)元部件可以獲得較高的面形精度。對(duì)于圓形光學(xué)元部件來(lái)說(shuō)，使用環(huán)行拋光技術(shù)可以得到λ/8（P-V），有多年光學(xué)加工經(jīng)驗(yàn)的加工者可以加工到λ/20~λ/40。環(huán)形拋光技術(shù)在加工大口徑高精度平面光學(xué)元部件中，同傳統(tǒng)的加工方法相比，可以獲得更好的面形精度或波前精度，在加工異形光學(xué)元部件中更有優(yōu)勢(shì)。
2.大玻璃校正盤(pán)修磨的單環(huán)行拋光機(jī)環(huán)行拋光原理
在原理上，環(huán)行拋光運(yùn)轉(zhuǎn)特性與傳統(tǒng)盤(pán)相同。任何兩個(gè)工件表面如能在任一部分任一方向上向彼此都能均勻接觸，其表面形狀必定是球面，其曲率可以是正、負(fù)或零。當(dāng)校正盤(pán)沿著徑向向外移動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)力矩增大，使瀝青膠盤(pán)變凸；當(dāng)校正盤(pán)沿著徑向向內(nèi)移動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)力矩減小，使瀝青膠盤(pán)變凹。
假設(shè)一個(gè)工件以角速度ω旋轉(zhuǎn)，以Ω旋轉(zhuǎn)的磨盤(pán)中心到工件旋轉(zhuǎn)中心距離為R，距工件旋轉(zhuǎn)中心距離為r，并相對(duì)磨盤(pán)中心和工件中心連線的角度為θ。磨盤(pán)的相對(duì)速度為V(r,θ)= [R2Ω2+(Ω-ω)2+2rR(Ω-ω)cosθ]1/2 (1) 當(dāng)Ω等于ω時(shí)，磨盤(pán)與工件之間的速度關(guān)系在任意位置都是一個(gè)常數(shù)。由于在環(huán)拋加工時(shí)加工件及校正盤(pán)處于自由狀態(tài)壓力均勻，從而使整個(gè)表面均勻磨削；當(dāng)Ω不等于ω 時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)徑向的磨損變化，使表面的磨削不均勻。
整個(gè)表面磨削量dh/dt 可由Preston 方程表示為：dh/dt=kPv=kP(ds/dt)。
式中，k 比例常數(shù)，它與被拋光材料、拋光膜層材料、拋光粉種類(lèi)、拋光液濃度、PH值及拋光溫度等參數(shù)有關(guān)；P為局部壓力；V為相對(duì)速度，等于在dt 時(shí)間內(nèi)的行程ds的比值。
3.工藝實(shí)驗(yàn)
3.1.環(huán)拋設(shè)備簡(jiǎn)介[/R]