基于固著磨料加工硅碳棒反射鏡的微觀作用原理
2023-08-30 19:50:18 點(diǎn)擊：
基于固著磨料加工硅碳棒反射鏡的微觀作用原理，從理論上定量分析了金剛石磨料壓人硅碳棒工件的深度對材料去除率、光學(xué)元件表面粗糙度的影響，分別獲得了材料去除率數(shù)學(xué)模型及粗糙度的仿真計算結(jié)果。實(shí)驗(yàn)與理論模型的對比結(jié)果表明:去除率實(shí)驗(yàn)值與理論值走勢相同并穩(wěn)定在同一數(shù)量級內(nèi);粗糙度實(shí)驗(yàn)所使用的Wl. 5,W3.5,W5等丸片獲得的粗糙度理論值與實(shí)驗(yàn)偏差分別為5. 9700 ,3. 1900 >3. 5900，由此驗(yàn)證了理論分析的正確性。
新一代的空間對地光學(xué)信息收集系統(tǒng)，不僅要求其具有高的地面像元分辨力，還要有大的覆蓋寬度，這使得光學(xué)系統(tǒng)不斷地向大口徑、離軸化、高度輕量化的方向發(fā)展，以滿足我國國防空間技術(shù)的發(fā)展對光學(xué)系統(tǒng)的高質(zhì)量、高分辨力和寬覆蓋的技術(shù)需要。這種發(fā)展趨勢對光學(xué)遙感相機(jī)的核心關(guān)鍵元件一優(yōu)質(zhì)輕型光學(xué)反射鏡的材料亦提出了極高的要求。
硅碳棒材料具有較高的彈性模量，適中的密度，較小的熱膨脹系數(shù)，較高的導(dǎo)熱系數(shù)和耐熱沖擊性，因此具有比剛度高、尺寸穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)良的物理特性，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的反射鏡材料。但是，由于硅碳棒材料具有高硬度、高彈性模量等性質(zhì)，使硅碳棒反射鏡的光學(xué)加工難度很大，尤其是應(yīng)用傳統(tǒng)散粒磨料工藝會遇到加工精度不穩(wěn)定、效率較低而成本較高等一系列亞待解決的問題。
20世紀(jì)70年代固著磨料工藝的出現(xiàn)解決了傳統(tǒng)散粒磨料慢速加工中所存在的大部分缺欠，經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，固著磨料工藝無論是從制作工藝還是從使用性能上都有了質(zhì)的提高。因此，利用固著磨料工藝加工出優(yōu)質(zhì)輕型的硅碳棒反射鏡成為可能。由于固著磨料的確定性加工特點(diǎn)便于從數(shù)學(xué)模型角度精確描述加工過程，具有良好的預(yù)測性，為采用數(shù)控光學(xué)加工技術(shù)進(jìn)行大口徑硅碳棒反射鏡的加工奠定了理論基礎(chǔ)。本文正是基于上述理由首次采用固著磨料樹脂丸片加工反應(yīng)燒結(jié)硅碳棒反射鏡，從理論分析和實(shí)驗(yàn)分析兩方面著手，驗(yàn)證了固著磨料工藝加工反應(yīng)燒結(jié)硅碳棒反射鏡的可行性。zsrider.com
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