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。對于圓形光學(xué)元部件來說，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。
2.大玻璃校正盤修磨的單環(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)校正盤沿著徑向向外移動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)力矩增大，使瀝青膠盤變凸；當(dāng)校正盤沿著徑向向內(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，并相對磨盤中心和工件中心連線的角度為θ。磨盤的相對速度為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、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)備簡介[/R]