大氣等離子體加工數控方法研究.pdf

1、現代光學技術的發(fā)展對光學零件的要求越來越高，不但要求光學零件具有高的面型精度以及好的表面粗糙度，而且要求盡可能減輕亞表層的損傷。雖然目前的計算機控制光學表面成形（CCOS）工藝較傳統(tǒng)的加工方式在很大程度上提高了加工的效率以及精度，但是由于其采用的是接觸式加工方式，所以仍然存在亞表層損傷等問題。大氣等離子體加工工藝是在電極之間加上高頻電壓，利用放電的方式將氣體電離，產生活性的離子與工件表層的原子發(fā)生化學反應，生成氣態(tài)產物，從而實現對光學零

2、件的加工。由于等離子體加工是基于原子之間的化學反應，因而可以達到很高的加工精度，而且由于是非接觸加工不像常規(guī)加工會產生接觸應力，從而可以避免造成亞表層的損傷，有利于提高工件的加工質量。大氣等離子體加工的去除函數穩(wěn)定，不存在傳統(tǒng)的“拋光盤磨損”問題，而且其為高斯型分布（中間去除量最大，兩邊逐漸減小至零），這樣的去除函數是確定性加工中最理想的去除函數，因此等離子體加工特別適合光學零件的超精密加工。
　　大氣等離子體加工的單位去除函數是

3、研究的基礎，本文首先分析了加工中工藝參數對去除函數的影響，在實驗的基礎上擬合出加工的單位去除函數并進一步分析驗證了去除函數峰值隨時間的線性變化規(guī)律，為后面的駐留時間推導中去除深度對時間的線性疊加提供實驗基礎。
　　駐留時間函數的求解是利用大氣等離子體進行超精密加工的核心，本文推導了基于Fourier變換法以及線性方程組法的駐留時間求解方法，針對線性方程組系數矩陣的病態(tài)性進行了深入的分析，并進行了駐留時間求解的仿真研究。