[發明專利]水電極大氣等離子體加工大口徑非球面光學零件的方法

有效

• 申請號: 201310177039.6
• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN103273149A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 王波;李娜;姚英學;李國;金會良;辛強;金江;李鐸
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B23H3/00
• 分類號: B23H3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.水電極大氣等離子體加工大口徑非球面光學零件的方法，其特征在于它的步驟方法是：

步驟一：將成形電極（1）的上端面絕緣連接在升降裝置（2）的豎直運動工作架（2-1）上，使成形電極（1）與射頻電源（3）的輸出端連接作為大氣等離子體放電的陽極；

步驟二：將待加工光學零件（4）裝卡在夾具（2-2）上，在待加工零件（4）的下方設置有直線排列的一排噴頭（2-3），所有噴頭（2-3）都設置在多自由度運動工作臺（2-4）上，所有噴頭（2-3）的進水口都連接水泵（6）的出水口，使待加工光學零件（4）的下端面與所有噴頭（2-3）的噴嘴口之間有一定的間隙，間隙的距離為1mm-50mm；根據去除函數半高寬的要求，所有噴頭（2-3）的噴嘴口的直徑可在0.5mm-50mm范圍內調節；所有噴頭（2-3）噴出的水都通過噴頭（2-3）接地作為大氣等離子體放電的陰極；

步驟三：使成形電極（1）靠近待加工光學零件（4）的待加工表面，并使它們之間保持一定的放電間隙，放電距離范圍為2mm-5mm；放電間隙附近設置有出氣管（5-1），出氣管（5-1）的進氣端口與混合等離子體氣源（5）的出氣端口導氣連通；

步驟四：預熱射頻電源（3）和混合等離子體氣源（5）中的氣體質量流量控制器，預熱時間為5-10分鐘；然后打開混合等離子體氣源（5），使離子體氣體的流量為2?L/min?-5?L/min，反應氣體流量為20?ml/min-?90?ml/min，輔助氣體與反應氣體流量的比例為0%-50%；

步驟五：當成形電極（1）和待加工光學零件（4）的待加工表面之間的放電間隙內充滿等離子體氣體、反應氣體與輔助氣體的混合氣體后，啟動水泵（6），使噴頭（2-3）噴水，其水的電導率為125μs/cm-1250?μs/cm，水的壓力為0.1MPa-0.5MPa，使所有噴頭（2-3）噴出的水都噴射到待加工光學零件（4）的下端面上，啟動射頻電源（3），逐步增加射頻電源（3）的功率，使功率達到200W-400W，同時控制射頻電源（3）的反射功率為零，在射頻電源（3）工作的過程中持續穩定的通入混合氣體，使成形電極（1）和待加工光學零件（4）的待加工表面之間的放電間隙產生穩定的等離子體放電；

步驟六：根據待加工光學零件（4）的表面相應位置的期望去除量，使直線排列的所有噴頭（2-3）進行左右移動和前后移動，形成直線光柵式的掃描路徑，并且控制所有噴頭（2-3）噴射出的水在待加工光學零件（4）的下端面上不同位置的駐留時間；

步驟七：待加工完成后，關閉射頻電源（3）的電源，關閉混合等離子體氣源（5），關閉水泵（6），停止噴頭（2-3）噴水，取出待加工光學零件（4），對加工去除深度進行測量，以判斷是否達到加工要求。

2.根據權利要求1所述的水電極大氣等離子體加工大口徑非球面光學零件的方法，其特征在于所述成形電極（1）的材質為鋁。

3.根據權利要求1所述的水電極大氣等離子體加工大口徑非球面光學零件的方法，其特征在于所述混合等離子體氣源（5）中的大氣等離子體激發氣體可以為氦氣、氬氣等惰性氣體；反應氣體可以為六氟化硫、四氟化碳、三氟化氮等；輔助氣體可以為氧氣。