辊式非谐振型振动辅助抛光装置

详细说明

基于吉林省在卫星及光电仪器等领域行成的鲜明特色，项目团队自主研发了辊式非谐振型振动辅助抛光装置，该装置可以广泛的应用在星载仪器的反射镜和透镜，生医材料，和单晶硅芯片的抛光加工工艺中。该装置主要由非谐振型振动辅助加工机构，滚珠丝杠进给驱动系统和抛光辊加工系统组成。利用功率放大器对信号发生器提供的控制信号进行放大，然后将放大后的信号发送到压电致动器上进行振动辅助加工机构的驱动。为了获得纳米级的表面粗糙度，力传感器用来检测抛光辊与工件的接触，电荷放大器用于测量实际抛光力。

该装置与传统抛光技术比较的先进性如下：基于振动辅助加工方法，通过引入平面二维振动改善传统辊式抛光装置的加工能力，并且具有可调节的加工频率带宽；基于二级放大柔性铰链机构设计了具有分辨率较高，工作空间较大的振动辅助加工机构，并且保证了良好的运动精度；受益于抛光辊与工件的线性接触原则，可以降低超薄硬脆陶瓷工件发生脆性断裂的可能性，并且保证表面均匀性，改善表面和亚表面损伤。

该装置的技术指标如下：滚珠丝杠进给系统可以实现1μm的Z向进给分辨率。并且通过振动辅助加工机构的测试实验，我们测得了该机构沿x和y方向的谐振频率分别为205.39Hz，237.51Hz，行程分别为71μm，83μm和分辨率分别为70nm和56nm。

团队已开出不同驱动原理与结构的非谐振型振动辅助加工机构4套，已获授权国家发明专利3项，实用新型专利31项，SCI论文发表10篇，为该项目提供了强有力的科研支撑。