聚焦超聲換能器的使用特點(diǎn),提出了一種新型磨料流拋光加工方法,即采用凹球殼聚焦超聲振動(dòng)的方式在拋光液中產(chǎn)生聚焦磨料流拋光光學(xué)材料。先對(duì)聚焦超聲振動(dòng)換能器的聲壓場(chǎng)進(jìn)行了測(cè)量,證明了聲壓場(chǎng)具有顯著的聚焦特性,其中聲壓的值出現(xiàn)在焦距90 mm處;然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),利用該裝備對(duì)碳化硅試件進(jìn)行了拋光。結(jié)果表明:這一方法可以對(duì)光學(xué)材料進(jìn)行拋光處理,不僅可以降低表面粗糙度和提高表面質(zhì)量,而且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)的磨料水射流拋光系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單,沒(méi)有管路、噴嘴損耗等。

采用霧化施液化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）的方法,以材料去除速率和表面粗糙度為評(píng)價(jià)指標(biāo),選取適合硒化鋅拋光的磨料,通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)對(duì)比CeO2、SiO2和Al2O3三種磨料的拋光效果。結(jié)果顯示:采用Al2O3拋光液可以獲得的材料去除率,為615.19nm/min,而CeO2和SiO2磨料的材料去除率分別只有184.92和78.56nm/min。進(jìn)一步分析磨料粒徑對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響規(guī)律,表明100nm Al2O3拋光后的表面質(zhì)量,粗糙度Ra僅為2.51nm,300nm Al2O3的去除速率,達(dá)到1 256.5nm/min,但表面存在嚴(yán)重缺陷,出現(xiàn)明顯劃痕和蝕坑。在相同工況條件下,與傳統(tǒng)化學(xué)機(jī)械拋光相比,精細(xì)霧化拋光的去除速率和表面粗糙度與傳統(tǒng)拋光相近,但所用拋光液量約為傳統(tǒng)拋光的1/8,大大提高了拋光液的利用率。

超聲復(fù)合磨料振動(dòng)拋光方法對(duì)工件表面材料去除量與工件表面粗糙度的影響,分析了超聲復(fù)合磨料振動(dòng)拋光方法;并利用ANSYS Workbench軟件分別分析了超聲振動(dòng)條件下和超聲復(fù)合磨料振動(dòng)條件下工件表面結(jié)構(gòu)與應(yīng)力變化情況,同時(shí)在超聲復(fù)合磨料振動(dòng)條件下通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證超聲復(fù)合磨料振動(dòng)拋光技術(shù)對(duì)工件表面材料去除量與工件表面粗糙度的影響程度。結(jié)果表明:超聲復(fù)合磨料振動(dòng)條件下工件表面位移小于超聲振動(dòng)條件下的工件表面位移,超聲復(fù)合磨料振動(dòng)條件下工件表面應(yīng)力大于超聲振動(dòng)條件下的工件表面應(yīng)力;在超聲復(fù)合磨料振動(dòng)條件下,影響工件表面粗糙度顯著的因素是磨料質(zhì)量分?jǐn)?shù),影響工件表面材料去除量顯著的因素是拋光時(shí)間,且磨料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%、拋光時(shí)間為4 h時(shí),拋光效果。

超硬磨料磨具以其優(yōu)異的磨削性能獲得機(jī)械加工領(lǐng)域普遍認(rèn)可,但制約其進(jìn)一步拓展應(yīng)用的主要原因之一是超硬砂輪修整極其困難。面對(duì)此難題,作者梳理目前超硬砂輪在工程應(yīng)用中的主要修整方法,分析其工作原理、技術(shù)演變、主要特點(diǎn)、應(yīng)用狀況,對(duì)先進(jìn)修整技術(shù)進(jìn)行闡述,后總結(jié)并展望三大結(jié)合劑超硬砂輪實(shí)用修整技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)。金屬結(jié)合劑超硬砂余量去除基本鎖定為電火花放電修整,小余量修整主要以普通磨具磨削法修整為主,細(xì)粒度超硬砂輪采用在線電解修整優(yōu)勢(shì)明顯;陶瓷結(jié)合劑超硬砂輪簡(jiǎn)單直線修整逐漸被點(diǎn)輪修整取代,高陡度成型砂輪修整仍是金剛石滾輪;樹(shù)脂結(jié)合劑超硬砂輪多以磨削法修整為主,但科學(xué)實(shí)用修整技術(shù)仍需進(jìn)一步研發(fā)。激光修整具有非接觸、高效、便利、易控、超長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn),具有更加廣闊的發(fā)展前景;集機(jī)、電、聲、熱、化等多種方法于一體的復(fù)合修整也是超硬砂輪技術(shù)人員一直關(guān)注和研發(fā)的重點(diǎn)。