Para resolver a dificuldade no controle da forma da superfície de uma máquina de polimento de eixo único, que depende fortemente da experiência humana e não pode atender ao aumento na quantidade e precisão dos componentes ópticos, propõe-se o desenvolvimento de uma nova máquina de polimento anular ultraprecisa. Primeiro, o salto do disco de polimento é introduzido como variável para construir um modelo de remoção de material baseado na fórmula de Preston e na teoria de contato de Hertz; a análise de simulação do modelo mostra que variações no erro de salto do disco levam à remoção irregular do material, enquanto erros de salto do eixo e erros lineares do trilho afetam diretamente a correção da forma do disco e a precisão da medição. Em seguida, com base nessa conclusão, o layout geral da máquina e a forma de suporte da viga são otimizados utilizando análises estáticas, modais e de resposta harmônica; ao mesmo tempo, guias hidrostáticas de gás e eixo são projetados para melhorar a precisão do movimento linear e a precisão de rotação do eixo. Finalmente, para verificar a precisão da máquina e os índices de processamento, um sensor laser LK-G5000 foi utilizado para detectar erros de movimento nos trilhos e no prato rotativo, com valores inferiores a 1,2 μm/400 mm e 0,4 μm, respectivamente. Foi feito o polimento de um componente óptico UBK7 de ⌀300 mm e, após 8 horas, a rugosidade e o valor PV foram melhores que Ra0,56 nm e 1/10λ, respectivamente. Os resultados mostram que a máquina de polimento anular ultraprecisa desenvolvida atende aos requisitos de projeto.

máquinas ultraprecisas; polimento anular; eixo hidrostático a gás; guias hidrostáticas a gás; modelo de remoção de material