光学元件磁流变抛光理论与关键技术

本书介绍了光学元件磁流变抛光理论与关键工艺，尤其重点介绍了离轴非球面光学元件磁流变抛光关键技术。第一章～第六章侧重介绍磁流变抛光的理论和工艺研究，主要针对高精度光学镜面磁流变抛光过程中的去除函数多参数模型、表面与亚表面质量控制、驻留时间高精度求解与实现、修形工艺优化方法等关键问题进行深入研究和实验验证；第七章～第十二章以离轴非球面光学零件的高精高效制造为需求牵引，针对离轴非球面磁流变抛光过程中的关键理论和工艺问题开展研究，旨在实现面形误差和特征量参数双重约束条件下的离轴非球面光学零件的磁流变抛光，形成基于磁流变抛光技术的加工工艺路线，从而进一步提高我国离轴非球面光学零件的制造水平。

石峰，国防科技大学智能科学学院，研究员。获国家技术发明二等奖1项，军队科技进步一等奖1项，授权发明专利30项；发表学术论文40篇，其中SCI检索17篇、EI检索15篇，出版专著4部。学校青年拔尖人才培养对象，军队优秀专业技术人才三类岗。宋辞，国防科技大学智能科学学院，副研究员，长期从事先进光学制造装备与工艺研究。发表SCI论文10余篇，EI论文20余篇，授权发明专利8项，获军队科技进步一等奖1项。

上篇：典型光学元件磁流变抛光关键技术第一章绪论1.1 研究背景和意义1.1.1 高精度光学镜面的需求1.1.2 高精度光学镜面抛光方法1.1.3 离轴非球面特征分析1.1.4 离轴非球面应用需求1.1.5 课题研究的意义1.2 磁流变抛光国内外研究现状1.2.1 磁流变抛光技术发展过程1.2.2 磁流变抛光技术国内外发展现状1.2.3 磁流变抛光关键技术与研究热点1.3 主要研究内容第二章KDMRF-1000F简介2.1 CCOS成形原理2.1.1 CCOS成形的理论基础2.1.2 CCOS工艺对磁流变抛光系统的基本要求2.2 KDMRF-1000F系统组成与性能分析2.2.1 系统组成及主要性能2.2.2 多轴运动系统性能分析2.2.3 循环控制系统性能分析2.2.4 磁流变液配制与性能分析第三章去除函数多参数建模与实验研究3.1 去除函数多参数理论模型3.1.1 磁流变抛光过程理论分析3.1.2 单颗磨粒所受载荷与压入深度理论计算3.1.3 去除效率理论模型3.1.4 表面粗糙度理论模型3.2 磁流变抛光区域流体动力学分析与计算3.2.1 Bingham流体动力学基本方程3.2.2 抛光区域磁流变液成核状态分析3.2.3 实验验证3.3 去除函数多参数模型实验研究3.3.1 工艺参数对去除函数的影响3.3.2 去除函数多参数模型准确性分析3.3.3 材料和磁流变液对去除函数的影响3.4 去除函数基本特性实验研究3.4.1 去除函数稳定性3.4.2 去除函数相似性3.4.3 去除函数线性性第四章磁流变抛光表面与亚表面质量实验研究4.1 磁流变抛光表面质量实验研究4.1.1 磁流变抛光表面质量影响因素分析4.1.2 常见光学材料磁流变抛光表面粗糙度4.2 磁流变抛光亚表面损伤实验研究4.2.1 磁流变消除磨削亚表面裂纹层实验研究4.2.2 磁流变消除传统抛光亚表面损伤实验研究第五章磁流变修形驻留时间高精度求解与实现5.1 磁流变修形过程评价指标5.2 磁流变修形驻留时间求解算法5.2.1 线性方程组模型5.2.2 加权非负广义最小残差算法5.2.3 驻留时间求解仿真研究5.3 基于运动系统动态性能的驻留时间实现方法5.4 驻留时间求解与实现的联合优化5.5 驻留时间求解与实现的实验验证5.5.1 线性扫描加工路径5.5.2 极轴扫描加工路径第六章磁流变修形工艺优化研究6.1 去除函数误差影响分析与优化方法6.1.1 去除函数误差影响分析6.1.2 去除函数误差优化方法6.1.3 实验验证6.2 基于熵增原理抑制磁流变修形中高频误差6.2.1 基于熵增原理的局部随机加工路径6.2.2 实验验证第七章高精度光学镜面磁流变抛光试验7.1 磁流变抛光试验设计7.2 大中型平面反射镜磁流变抛光试验7.2.1 口径202mm平面反射镜7.2.2 口径605mm平面反射镜7.3 大中型球面、非球面反射镜磁流变抛光试验7.3.1 口径200mm球面反射镜7.3.2 口径200mm非球面反射镜7.3.3 口径500mm非球面反射镜7.4 轻质薄型、异形平面反射镜磁流变抛光试验7.4.1 轻质薄型碳化硅平面反射镜7.4.2 异形碳化硅平面反射镜下篇：离轴非球面光学元件磁流变抛光关键技术第一章离轴非球面加工技术简介1.1 离轴非球面加工技术现状1.1.1 加工方法综述1.1.2 关键参数控制研究现状1.1.3 国内离轴非球面加工现状1.2 离轴光学零件磁流变抛光研究现状第二章离轴非球面修形理论研究2.1 变曲率去除函数建模2.1.1 去除函数模型分析2.1.2 去除函数形状模型2.1.3 去除函数效率模型2.1.4 去除函数实验研究2.2 计算机控制成形模型2.2.1 线性成形过程2.2.2 非线性成形过程2.3 高动态性驻留时间模型及算法2.3.1 高动态性驻留时间模型2.3.2 高动态性驻留时间算法2.3.3 高动态性驻留时间模型仿真第三章离轴非球面修形工艺研究3.1 加工位姿模型研究3.1.1 加工位姿建模3.1.2 加工特性分析3.1.3 加工位姿模型仿真3.2 离轴非球面修形工艺评估3.2.1 去除函数特性评估3.2.2 补偿修形工艺选择3.3 去除函数线性补偿修形工艺3.3.1 去除函数线性误差分析3.3.2 修形过程误差传递模型3.3.3 修形过程误差作用仿真3.3.4 线性补偿修形工艺及实验3.4 去除函数非线性补偿修形工艺3.4.1 去除函数非线性误差分析3.4.2 非线性补偿修形工艺分析3.4.3 非线性补偿修形实验验证第四章特征量参数测量与控制研究4.1 离轴量测量与控制4.1.1 离轴量标定过程4.1.2 离轴量测量实验4.2 顶点曲率半径及二次曲面常数控制4.2.1 理论测算模型4.2.2 标定实验研究4.3 面形误差测量与控制4.3.1 面形误差测量方法4.3.2 非线性畸变误差控制4.3.3 特征量参数公差域约束的像差分离第五章加工工艺路线优化及加工实例5.1 离轴非球面加工工艺路线优化5.1.1 典型工艺路线分析5.1.2 优化工艺路线分析5.2 离轴非球面光学零件加工实例5.2.1 加工背景简介5.2.2 工艺路线分析5.2.3 加工过程分析参考文献