超光滑表面加工技术作为超精密加工体系的重要组成部分,在光学仪器、航空航天、国防工业、高精密机械等高尖端领域中获得广泛的应用,是一个国家综合国力和科技水平的重要体现。伴随着产品的不断更新换代,这些领域对工件表面质量要求也越来越高,超光滑表面加工技术已成为当今制造业研究的热点方向。本文针对如何高效、稳定地获取超光滑表面,提出了一种新型的抛光方法——液动压悬浮抛光。该方法可以有效提高抛光区域液体压力的大小,改善其分布均匀性,有利于超光滑、少无损伤的工件表面的形成。主要研究工作包括:(1)分析了液动压悬浮抛光工作原理,并从表面原子去除角度出发,揭示了液动压悬浮抛光加工过程中材料的去除过程。应用Fluent对抛光区域进行数值模拟,确定了工件适于安放的位置,研究表明加入约束边界和蓄流槽的新型抛光工具盘可有效提高液体压力的大小,改善其分布情况,从理论上说明了液动压悬浮抛光的可行性、有效性。(2)根据理论分析设计制造了一套液动压悬浮抛光试验装置,主要包括光学隔振平台、伺服电机控制系统、微进给调控系统、抛光液控制系统、抛光工具盘以及机架结构部分。借助ANSYS Workbench对抛光工具盘进行模态分析,同时采用LMS Test.Lab对抛光装置开展模态试验分析研究,通过PolyMAX模态参数识别法获得了抛光装置的固有频率,证实了液动压悬浮抛光装置具有较高的稳定性。(3)以铜试样为加工对象,进行液动压悬浮抛光试验研究,将传统的机械研磨作为粗加工,再利用已研制完成的液动压悬浮抛光装置进行超光滑、少无损伤的试样表面制备,并通过TEM分别对比了加工前后铜试样的微观形貌,结果表明液动压悬浮抛光可获得原子级超光滑、少无损伤的工件表面。