[发明专利]一种确定单点金刚石车削刀痕抛光去除特性的方法

说明书

本发明公开了一种确定单点金刚石车削刀痕抛光去除特性的方法，包括以下步骤：S1：确定抛光区域半径；S2：原始数据测量；S3：抛光试验；S4：抛光后数据测量；S5：数据分析。本发明方法简单有效，能够提供0°～360°范围内任意抛光夹角的材料去除量，使得参数确定的过程准确而有说服力，为后“确定性”抛光的实施奠定了基础。

技术领域

本发明属于光学冷加工及超精密加工领域，涉及一种确定单点金刚石车削刀痕抛光去除特性的方法。

背景技术

由于具备高效制造平面、球面、非球面和自由曲面等多种类型表面，并能够获得纳米级表面粗糙度和亚微米级面形精度的加工精度等优点，单点金刚石车削技术已经广泛应用于光学表面以及其它的超精密加工领域，但是受加工方式的限制，不可避免的会在被车削表面残留规律性的微纳刀痕结构，这些结构将会诱发衍射和散射效应，从而表面质量。在一些高分辨率、高精度的光学系统中，需要消除此类微纳刀痕，其中抛光是去除刀痕最为常用技术手段之一。

在一般精磨表面抛光过程中，其材料去除量与抛光的压力和相对运动速度成正比，已经成为表征抛光过程中材料去除数学模型的基础。但是与一般的精磨表面杂散纹路不同，单点金刚石车削表面残留有规律性的微纳刀痕结构。前期研究表明，如附图1所示，抛光去除车削刀痕过程中的材料去除量的多少与抛光方向和刀纹间的夹角α有明显联系，成为影响后续“确定性”抛光去除和面形精度控制的关键因素之一。但是目前的抛光过程中的材料去除数学模型中还未曾涉及到抛光角度的影响。因此，有必要提供一种确定抛光去除特性的方法，并建立一种抛光去除规律性单点金刚石刀痕理论模型，为后续研究奠定基础。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是：提供一种确定单点金刚石车削刀痕抛光去除特性的方法，使其能够快速的确定抛光特性，为后续研究奠定基础。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种确定单点金刚石车削刀痕抛光去除特性的方法，其包括以下步骤：

S1：确定抛光区域半径

根据所选择的抛光用小工具的类型，以及抛光指标，确定抛光区域的半径及区域；

S2：原始数据测量

抛光区域及半径确定后，对该区域的原始基面的微纳结构进行测量，得到原始数据；

S3：抛光试验

应用所选用小工具进行定点抛光去除试验，定义抛光时间为T；

S4：抛光后数据测量

经过T时间的抛光结束后，选择已测量原始数据的位置点进行测量，并记录数据；

S5：数据分析

将抛光前与抛光后的数据进行比较，以抛光角为0°时的材料去除量为基础，将各个点的数据进行分析比较整理得到抛光深度、抛光气囊的球面半径，并采用最小二乘法对各个点进行拟合，插值，从而得到抛光方向与抛光特性的关系。

其中，所述步骤S1之前还包括：

步骤S0：确定抛光试验参数

确定试验中单点金刚石车削基底选择恒转速等进给速度的车削方式，则基底表面车削刀痕为阿基米德螺旋线的形式；抛光过程采用定点抛光的方式，选用具有自转功能的小工具进行抛光，小工具与车削基面接触区域的抛光直径为d，定点抛光区域不应覆盖车削表面中心，即：d＜r，r为车削基面的半径；

定义定点抛光的接触区域的中心位置为Op，Op设在距车削基面回转中心位置r/2处，小工具的回转轴线与车削基面r/2处的法线同轴。

其中，所述步骤S2中，原始数据选用白光干涉仪进行测量。