光学玻璃钻削时孔口损伤的形成机理及抑制工艺

摘要

由于光学玻璃高硬度、高脆性和低断裂韧性的力学性能,边缘损伤已成为光学玻璃加工的常见缺陷形式,严重制约了加工质量的提高.基于BK7光学玻璃的钻削试验,分析了孔入口和出口边缘损伤的基本特征;利用脆硬材料的压缩断裂理论,探讨了孔口损伤的形成机理;研究了钻削参数对孔口损伤的影响规律.在此基础上,初步探索了旋转超声钻削(Rotary Ultrasonic Drilling,RUD)和旋转超声啄式钻削(RUPD)工艺对孔口损伤的抑制效果.结果 表明:“局部崩边”是孔入口损伤的主要形式,“整体剥落”和“不连续崩碎”相互叠加是孔出口损伤的表现形式;金刚石磨棒端面磨粒的刻划切入所导致的亚表层侧向裂纹扩展是造成入口损伤的重要原因,而中位裂纹扩展和轴向压溃是出口损伤的主要成因.RUD能够有效抑制孔口损伤,其最大人口崩边尺寸和最大出口剥落尺寸分别为普通钻削的15％～50％和45％～65％.RUPD能够促进磨屑和脱落磨粒的排出,因此可以获得更小的出口损伤.