[發明專利]米量級光學元件的超高精度加工方法

有效

• 申請號: 201310554717.6
• 申請日: 2013-11-11
• 公開（公告）號: CN103692294A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 魏朝陽;顧昊金;程鑫;易葵;邵建達
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

1.一種米量級光學元件的超高精度加工方法，其特征在于該方法包括下列步驟：

1）環形拋光：

使用環形拋光機對米量級光學元件進行預加工，在加工過程中使用Φ300mm干涉儀測量所述的米量級光學元件的面形精度的PV值，直至該米量級光學元件的面形精度小于1個波長；

2）磁流變加工：

①設定磁流變機床的拋光參數：拋光輪的轉速為170-180r/min，磁場電流為6.5～7A，磁流變液的粘度為190～195Pa·s，流量為110～120L/h，拋光輪底部與所述的米量級光學元件的上表面距離為1～1.1mm；

②標定磁流變液去除效率：

a)用Φ100mm干涉儀測出Φ100mm的圓鏡的原始面形，存入工藝電腦中；

b)將所述的Φ100mm的圓鏡放置在磁流變機床的轉臺的調整架上，調節所述的調整架，配合百分表使所述的Φ100mm的圓鏡保持水平；

c)在Φ100mm的圓鏡上四個正交位置定點拋光T秒，利用干涉儀測出加工后的面形，存入工藝電腦中；

d)工藝電腦用加工后的面形減去原始面形，得到所述的四個正交定點拋光區域的去除深度，四個定點區域的去除深度分別記作L1、L2、L3、L4，求平均得磁流變液的平均去除深度L=(L1+L2+L3+L4)/4，四個定點區域的去除體積記作V1、V2、V3、V4，并且根據加工時間T，求平均得磁流變液的平均去除效率η=(V1+V2+V3+V4)/4T；

③米量級光學元件定位：將所述的米量級光學元件固定在磁流變機床的轉臺中央，利用百分表確定所述的米量級光學元件的中心在轉臺上的x軸和y軸位置（X1、Y1），通過對刀系統確定所述的米量級光學元件的上表面的位置（Z1），利用墊在所述的米量級光學元件下的紙片配合百分表使所述的米量級光學元件保持水平，整個所述的米量級光學元件的上表面的高度差不超過1μm；

④數控加工代碼生成：首先使用干涉儀對所述的米量級光學元件進行面形測量，以確定所述的米量級光學元件表面的材料去除量V，然后設定加工步距為0.5～2mm，將所述的米量級光學元件劃分成n個加工區域，根據表面的材料去除量V與磁流變液的去除深度L和去除效率η，使用脈沖迭代法得出每個加工區域的駐留時間，生成數控加工代碼，存入工藝電腦中；

⑤將數控加工代碼從所述的工藝電腦拷貝至機床數控電腦中，待磁流變液的粘度與流量顯示穩定后，對米量級光學元件進行加工；

⑥加工完成后使用干涉儀進行測量，當面形精度PV值達到1/8波長，RMS值達到1/50波長，則完成了超高精度加工；否則進入步驟⑦；

⑦重復步驟②～⑤，進行再次加工，直至達到超高精度加工所需指標。