大口徑碳化硅質(zhì)反射鏡數(shù)控光學(xué)加工的研究.pdf

1、隨著空間光學(xué)技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)反射鏡材料已經(jīng)不能滿足空間光學(xué)系統(tǒng)的要求.碳化硅(SiC)材料以其較高的彈性模量,適中的密度,較小的熱膨脹系數(shù),較高的導(dǎo)熱系數(shù),耐熱沖擊性,高的比剛度和高度的尺寸穩(wěn)定性等一系列優(yōu)秀的物理性質(zhì),引起了各國航天科學(xué)工作者的廣泛關(guān)注.但是,由于碳化硅材料所具有高硬度、高彈性模量等性質(zhì),使碳化硅質(zhì)反射鏡的光學(xué)加工難度很大.掌握了碳化硅質(zhì)反射鏡的數(shù)控光學(xué)加工技術(shù)對于我國空間相機(jī)的制造具有重要意義.本文針對大口徑碳化硅反

2、射鏡的數(shù)控光學(xué)加工中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的探討.1.加工設(shè)備簡要介紹了實(shí)現(xiàn)碳化硅質(zhì)反射鏡數(shù)控加工的設(shè)備——FSGJ-Ⅱ非球面數(shù)控加工中心,包括其加工控制原理、主要技術(shù)指標(biāo)、總體結(jié)構(gòu)、數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和與之配套的ASM1.0軟件主要功能等.2.數(shù)控研磨針對碳化硅反射鏡的研磨機(jī)理進(jìn)行了討論,證明了碳化硅反射鏡的研磨過程符合Preston假設(shè),可以應(yīng)用FSGJ-Ⅱ非球面數(shù)控加工中心進(jìn)行研磨;并通過大量的工藝實(shí)驗對磨料、磨料粒度、磨頭材料、壓力、轉(zhuǎn)

3、速等工藝參數(shù)對研磨效果的影響進(jìn)行了討論,并對工藝參數(shù)進(jìn)行了選擇.3.數(shù)控拋光在拋光方面,定性的對碳化硅材料的拋光過程進(jìn)行了討論;通過大量的工藝實(shí)驗對磨料粒度、拋光盤材料、壓力、轉(zhuǎn)速、拋光液酸堿度等工藝參數(shù)對拋光效果的影響進(jìn)行了討論,并對工藝參數(shù)進(jìn)行了選擇;最后,測定了碳化硅樣片的表面質(zhì)量和一些光學(xué)性能.4.表面改性研究討論了表面改性對碳化硅樣片表面質(zhì)量的優(yōu)化,并進(jìn)行了改性層的附著力和溫度沖擊實(shí)驗.5.加工實(shí)例最后,簡要介紹了有效口徑為4