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随着现代科学技术的发展,以光学玻璃、微晶玻璃等硬脆材料为代表的光学元件应用范围不断扩大,同时对面形精度的要求也越来越高.尤其是非球面光学元件,它具有很多球面光学元件所无法比拟的优良特性,已经在许多工程领域得到了广泛应用.但是传统的光学加工方法无论从生产效率上还是从面形精度、成品率等方面都难以满足其加工要求,因此开发一种新型、高效的光学非球面加工方法具有重要的实践意义.最近人们提出来了一种先进的光学非球面加工工艺——气囊式抛光,它能够依据气囊所特有的柔性、自适应性和可变气压结构,在加工过程中始终保持抛光头与工件表面之间的紧密吻合,从而在保证工件面形精度的同时也获得了较低的表面粗糙度和一致的加工纹理.气囊式抛光的去除函数近似于高斯分布,并且在加工过程中基本上不随时间变化,因此通过控制抛光头在工件表面的相对运动轨迹和驻留时间能够实现光学非球面的确定量加工.该文首先对光学玻璃气囊式抛光的加工机理进行了分析,结合Preston方程建立了定点抛光的材料去除模型,通过Matlab进行仿真,并与抛光实验结果作比较,证明了该模型的正确性和适用性.其次,文中对气囊的结构特性和抛光区的影响因素进行了实验研究.通过对不同结构气囊的弹性系数和抗变形能力的分析,确定了理想气囊的结构形式.此外还研究了进动角、下陷量、气囊内部压力等工艺参数对抛光区形状的影响特点,给出了各参数的合理取值范围.最后,该文对影响光学玻璃气囊式抛光的加工效率和表面粗糙度的各因素(气囊的下陷量、抛光头转速、气囊内部压力、进动角度、抛光液浓度等)进行了工艺实验,研究了它们各自的影响规律,并根据气囊式抛光的加工原理和材料去除模型进行分析,确定出了光学玻璃气囊式抛光的最佳工艺参数组合,为该项技术在光学非球面加工领域的实际应用提供了理论基础和工艺准备.