有機(jī)玻璃研磨拋光技術(shù)的研究進(jìn)展

高 越，曲東亮

1.中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院，北京 100095

2.北京青云航空儀表有限公司，北京 100086

0 引言

為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的外觀和表面質(zhì)量要求，在產(chǎn)品精加工過(guò)程中，經(jīng)常使用研磨和拋光，研磨和拋光過(guò)程的目的是為了獲得在研磨和拋光過(guò)程中需要的形狀和表面質(zhì)量的產(chǎn)品，研磨和拋光的工藝質(zhì)量有許多因素，包括：類型的工具在研磨和拋光，工件材料，顆粒厚度（大小）等使用；打磨和拋光過(guò)程當(dāng)如加工路徑的參數(shù)，研磨和拋光機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，切削速度，進(jìn)給速度，法國(guó)接觸力，處理時(shí)間和其他因素，找到了這些參數(shù)的最佳組合，打磨和拋光工藝的試驗(yàn)研究，以滿足產(chǎn)品的形狀和表面質(zhì)量要求和提高研磨和拋光的效率[1]。

1 有機(jī)玻璃的研磨拋光技術(shù)背景

機(jī)玻璃在塑料中透光性最佳，透射率高達(dá)92%～93%，相對(duì)密度較小，為1.19，相對(duì)密度石英玻璃半透明塑料有機(jī)玻璃只有1/2：抗斷裂性能，并為硅玻璃7～18倍，機(jī)械強(qiáng)度和超過(guò)10倍以上的石英玻璃更大的韌性；具有卓越的耐久性和耐老化的低溫（-50℃～60℃）和（100℃）高溫下，沖擊強(qiáng)度小的變化：良好的電絕緣性能，可耐電弧，良好的熱塑性塑料的加工性能，化學(xué)穩(wěn)定性，一般腐蝕能力強(qiáng)，對(duì)酸，堿低濃度是次要的，因而在建筑，航空，汽車制造，科學(xué)儀器，文具及其他日常用品上有廣泛的應(yīng)用范圍[2]。

2 由機(jī)械研磨拋光到準(zhǔn)分子激光旋轉(zhuǎn)拋磨法及系統(tǒng)

以前的準(zhǔn)分子微細(xì)加工方法，通過(guò)掩模圖像投射激光直接向工件成像后獲得所需的精細(xì)結(jié)構(gòu)；另一種方法是使用激光束直寫(xiě)在工件上刻腐蝕的方法為重點(diǎn)。雖然這兩種工作走在合作可以獲取所需的三維微結(jié)構(gòu)，但易受掩蓋其精度，重點(diǎn)部位，以及限制和其他因素，但無(wú)法達(dá)到的表面質(zhì)量?jī)?yōu)化。

準(zhǔn)分子激光拋光法和旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，通過(guò)準(zhǔn)分子激光蝕刻工件旋轉(zhuǎn)，以達(dá)到快速，靈活的加工工藝軸對(duì)稱微結(jié)構(gòu)法，并在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高精度的表面處理裝置的工藝參數(shù)控制。這是一種非接觸式，非磨削應(yīng)力光技術(shù)，是冷加工準(zhǔn)分子激光設(shè)備的特點(diǎn)來(lái)達(dá)到降低表面粗糙度小，該技術(shù)達(dá)到鏡面效果。

激光的LAMBDA Physik公司305IF類型，作為芯片基板，具體處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示有機(jī)玻璃。

圖1 準(zhǔn)分子激光旋轉(zhuǎn)拋磨加工法的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

準(zhǔn)分子激光旋轉(zhuǎn)拋光處理方法的主要原則和旋轉(zhuǎn)裝置，如圖2所示。被加工工件是固定的通過(guò)調(diào)節(jié)工作的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的中心，并通過(guò)調(diào)整與轉(zhuǎn)盤中心的對(duì)稱工件主軸軸線重合，以確保軸對(duì)稱的結(jié)果處理。

圖2 工件裝卡及旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)示意圖

由電腦數(shù)控系統(tǒng)述孔先生調(diào)整表和激光束的相對(duì)位置，使激光束聚焦到工件被處理，并通過(guò)激光能量，激光頻率，距離控制工件和Guangban參數(shù)，分別可達(dá)到蝕刻微拋光表面的裝置和設(shè)備的目的。準(zhǔn)分子激光加工旋轉(zhuǎn)拋光方法有一個(gè)強(qiáng)大和靈活。對(duì)處理結(jié)果的例子，只要與表中的不同的動(dòng)作，你可以實(shí)現(xiàn)對(duì)加工表面質(zhì)量和改善品種結(jié)構(gòu)部分，以解決微器件容易損壞工件拋光的問(wèn)題，這是一個(gè)非接觸應(yīng)力自由的加工方法，在微機(jī)械加工和拋光的工件，具有廣闊的應(yīng)用前景。

3 由傳統(tǒng)的手工研磨拋光方法到機(jī)器人研磨拋光方法

使用傳統(tǒng)的手工拋光方法不僅費(fèi)時(shí)，而且難以保證一致的加工質(zhì)量，而工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的噪音，灰塵會(huì)嚴(yán)重影響工人的健康。由機(jī)器人研磨，拋光加工效率提高有機(jī)玻璃窗口處理，機(jī)器，確保產(chǎn)品質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度具有重要意義。

圖3 研磨拋光過(guò)程買現(xiàn)曲線

拋光機(jī)器人，他的雙手固定在電機(jī)驅(qū)動(dòng)研磨和拋光工具，研磨和拋光前與拋光研磨，研磨和拋光的研磨拋光處理高速旋轉(zhuǎn)電動(dòng)工具裝配工具旋轉(zhuǎn)。研磨時(shí)，研磨方一側(cè)的水侵蝕，而在拋光過(guò)程中，除了研磨成毛墊，而且使用的泥漿。為了提高拋光效果。方案確定時(shí)，研磨和拋光，研磨，拋光研磨，拋光設(shè)備和工具類型，工件材料，顆粒大小已經(jīng)確定，當(dāng)已知加工要求，加工路徑和加工范圍也已確定，但研磨和拋光機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速∞，切向速度V，正常接觸力△F，進(jìn)給速度f(wàn)為未知參數(shù)，研磨，拋光參數(shù)w、v、△F、f作為效益和效率的研磨，拋光定義主要因素，對(duì)這些直接分析四個(gè)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的正交設(shè)計(jì)中使用。在研磨和拋光的厚的部分，見(jiàn)圖3的實(shí)際過(guò)程。處理時(shí)間不同時(shí)，相應(yīng)的工件搬遷是不同的。加工工件上的劃痕深度可設(shè)定不同的處理時(shí)間。

經(jīng)過(guò)研磨拋光玻璃，達(dá)到所要求的尺寸，良好的表面光潔度，與此同時(shí)，參數(shù)優(yōu)化后，提高研磨和拋光的效率。機(jī)器人研磨拋光機(jī)窗有機(jī)玻璃工藝知識(shí)是建立在研磨和拋光機(jī)器人在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，具有一定的客觀性。它對(duì)加工工件的拋光機(jī)器人不同的材料進(jìn)一步研究是有一定的參考價(jià)值的。

4 結(jié)論

通過(guò)上述對(duì)有機(jī)玻璃的研磨拋光技術(shù)背景和工藝發(fā)展歷史介紹，本文由機(jī)械研磨拋光到準(zhǔn)分子激光旋轉(zhuǎn)拋磨法及系統(tǒng)和由傳統(tǒng)的手工研磨拋光方法到機(jī)器人研磨拋光方法，包括磨拋工序、磨拋路徑及范圍、磨拋策略和磨拋實(shí)驗(yàn)等等，總結(jié)出經(jīng)過(guò)研磨拋光后的有機(jī)玻璃的要求：外形尺寸達(dá)到要求，表面平滑性好；同時(shí)，經(jīng)過(guò)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高磨拋的效率，研磨拋光機(jī)窗有機(jī)玻璃的工藝知識(shí)是建立在大量機(jī)器人磨拋試驗(yàn)基礎(chǔ)上的，要具有一定的客觀性。

[1]Fan，s.R Gretton—Watson，J.H.G.Steinke，E Alpay，Chemical Engineering Science，2003(58)：2479-2490

[2]Schmidt J Finishing of dies and moulds-an approach to quality-oriented automation with the help of industrial robots，1994(1).

[3]T.Y.Guo，D.K.Qu，Research On Path Planning for Polishing Robot Based on Improved Genetic Algorithm，Proceeding of the IEEE In.Con.on Robotics and Biomimetics，2004：300-305.

[4]Ming J.T.，etal.Development of automatic mold Polishing system，Proceeding of the IEEE In.Con.I')II Robotic＆Automation，2003：14-19.

[5]Ming J T Development of Automatic Mold Polishing System，2003.