[发明专利]一种芬顿辅助变刚度气压砂轮抛光SIC光学自由曲面方法

权利要求书

1.一种芬顿辅助变刚度气压砂轮抛光SIC光学自由曲面方法，其特征在于：先将SIC工件不需要加工的表面套上隔绝材料，然后完全浸没在装有芬顿试剂的反应池中，待一段时间反应，在SIC工件的表面生成等厚均匀的SIO₂表层后，将SIC工件取出，用限位装置固定在工作台上；通过浮动连接装置保证抛光力是恒力，进而保证发生反应后生成的SIO₂表层均匀去除；通过机械臂调节工具系统相对于工件的位置及姿势，通过改变进入变刚度气压砂轮的压缩空气的气压调节变刚度气压砂轮的刚度，使变刚度气压砂轮与自由曲面的SIC工件贴合，使用变刚度气压砂轮对自由曲面的SIC工件进行最后的抛光。

2.如权利要求1所述的一种芬顿辅助变刚度气压砂轮抛光SIC光学自由曲面方法，其特征在于：在整个的抛光过程中，先将SIC工件不需要加工的表面套上隔绝材料，然后用负泊松比材料的紧固件密封，之后整个放入装有芬顿试剂的反应池中，使之完全浸没，这样可以保证非反应区域与芬顿试剂完全的隔绝，使得反应区域发生芬顿反应，生成等厚均匀的SIO₂表层，保证材料均匀去除。

3.如权利要求1或2所述的一种芬顿辅助变刚度气压砂轮抛光SIC光学自由曲面方法，其特征在于：所述负泊松比材料在受到压缩时,材料在垂直于应力方向发生收缩,而不是通常的膨胀，即在宏观上，负泊松比材料在受力时，在受力方向为膨胀而不是收缩，其作为紧固件可以很好的密封，保证反应区域与非反应区域隔绝，使反应区域发生芬顿反应生成刚度比SIC小，且等厚均匀的SIO₂表层；负泊松比材料为楔块结构、多孔固体或聚合体。

4.如权利要求1或2所述的一种芬顿辅助变刚度气压砂轮抛光SIC光学自由曲面方法，其特征在于：所述的芬顿试剂中的强氧化剂羟基自由基，其是通过催化剂和氧化剂反应生成的，其催化剂为氯化铁FeCl₃、氯化亚铁FeCl₂、四氧化三铁Fe₃O₄、氧化铁Fe₂O₃、硫酸铁Fe₂(SO4)₃或硫酸亚铁FeSO₄，其氧化剂为过氧化氢H₂O₂、高锰酸钾KMNO₄或次氯酸HCLO。

5.如权利要求4所述的一种芬顿辅助变刚度气压砂轮抛光SIC光学自由曲面方法，其特征在于：芬顿反应发生所需的环境最好为酸性环境，在酸性环境中其芬顿反应的氧化作用最强，但是在芬顿反应中会产生氢氧离子，会使得反应酸性不断减弱，因此在芬顿反应的环境中需要加入酸性的试剂使其保持酸性环境。

6.如权利要求4所述的一种芬顿辅助变刚度气压砂轮抛光SIC光学自由曲面方法，其特征在于：先将选择好的氧化剂与催化剂按照设定的浓度和比例倒入反应池中，让其反应生成强氧化剂羟基自由基，再将套好隔绝材料的SIC工件完全浸没在反应池中，让裸露在外的SIC曲面表面与羟基自由基反应，生成硬度比SIC小，且等厚均匀的SIO₂表层。

7.如权利要求1或2所述的一种芬顿辅助变刚度气压砂轮抛光SIC光学自由曲面方法，其特征在于：在整个加工抛光过程中所使用的变刚度气压砂轮，其是由类似橡胶的空心半球柔性基体和粘结在基体的磨粒层构成的，磨粒的硬度要大于SIO₂，且小于SIC；所述变刚度气压砂轮的刚性可以通过进入变刚度气压砂轮的压缩空气的气压来控制，且可以实时在线可调，可以实现更好的与自由曲面的SIC工件贴合。

8.如权利要求1或2所述的一种芬顿辅助变刚度气压砂轮抛光SIC光学自由曲面方法，其特征在于：所述浮动连接装包括有气缸、位移传感器、导轨、压缩弹簧、上基座和下基座，所述气缸、位移传感器、导轨、压缩弹簧都位于上基座与下基座之间，其在浮动连接装置下方外接了一个比例阀，比例阀中装有压力传感器。

9.如权利要求8所述的一种芬顿辅助变刚度气压砂轮抛光SIC光学自由曲面方法，其特征在于：所述浮动连接装置中，当工作时，上基座对于下基座会发生相对位移，位移传感器会返回给控制器一个信号，然后控制器会给比例阀一个信号，比例阀的值会被重新设定，然后给气缸充气产生一个驱动力，使其带动上基座相对于下基座发生线性位移，在其过程中，比例阀中的压力传感器会实时监测气缸内的压强；上基座会带动与其固定的导轨运动，使压缩弹簧受到压缩而产生一个恢复力，驱动力与恢复力之差通过位移传感器与压力传感器的信号输送给控制器，然后与设定需要的值比较，若相同，则不变，若不同，则在改变比例阀的设定值，以此来保证恒力。