石英玻璃固结磨料研磨工艺参数响应面模型的研究

王占奎，杨亚坤，逄明华，李勇峰，马利杰，姚建国,，朱永伟，苏建修

（1.河南科技学院 机电学院，河南 新乡 453003；2.河南科技大学 信息工程学院，河南 洛阳 471000；3.南京航空航天大学 机电学院，南京 210016）

石英玻璃具有极低的热膨胀系数、优良的电绝缘性、良好的光谱透过性、优异的压电性能等优点[1]，因而被广泛应用于航天、光电、激光、通讯等工业领域[2-3]。但是石英玻璃属于硬脆材料，具有较高的硬度和脆性，很难高效地获得高质量表面。因此，如何高效地获得高质量表面已是石英玻璃超精密加工亟待解决的关键技术问题。

研磨的目的是，尽可能地去除上一道工序留下的表面、亚表面损伤，提高平面度和表面质量，从而降低后续抛光加工的周期和成本[4-5]。传统的游离磨料研磨，其材料去除机理为三体磨损，具有工件亚表面损伤层深、表面一致性差、磨料利用率低等缺点[6-7]。而固结磨料研磨的材料去除机理为二体磨损，能够避免游离磨料研磨的上述缺点，并获得较高的材料去除率和良好的表面质量[8-9]，因而引起了许多研究者的关注。为分析工艺参数对固结磨料研磨时工件亚表面损伤的影响，戴子华等[10]测量了不同粒径作用下，固结磨料研磨石英玻璃、K9 玻璃的亚表面损伤层，并建立了不同工艺参数下亚表面损伤层的预测模型。王文泽等[11]采用5、14、30 μm 三种粒径的金刚石固结磨料垫，对石英玻璃进行加工，发现粒径为14 μm 的固结磨料垫的材料去除率可达5.65 μm/min，加工后Ra仅为66.8 nm。Byoung-Jun Cho[12]优化了亲水性固结磨料研磨垫双面研磨石英玻璃等材料的工艺参数，分析了材料去除机理，认为玻璃表面在富水环境中形成的水合层有利于工件材料的去除。……