[發(fā)明專利]等厚離軸非球面反射鏡的加工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711086570.7
• 申請(qǐng)日: 2017-11-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107984303B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡晨;吳令奇;顧昊金;魏朝陽(yáng);邵建達(dá)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): B24B1/00
• 分類號(hào): B24B1/00;B24B13/01
• 代理公司: 上海恒慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

1.一種等厚離軸非球面反射鏡的加工方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)同軸母鏡工裝和子鏡加工：根據(jù)待加工離軸非球面反射鏡的加工參數(shù)，即口徑、離軸角、離軸量，對(duì)同軸母鏡工裝進(jìn)行設(shè)計(jì)，以下將離軸非球面反射鏡稱為子鏡，采用數(shù)控加工中心完成同軸母鏡工裝外形及相應(yīng)的定位沉孔加工，并在各個(gè)定位沉孔的底面劃線，并延伸至孔的邊沿，其延長(zhǎng)線過(guò)母鏡的中心，用于標(biāo)記離子鏡坯料軸方向；經(jīng)外形加工后，采用金剛石刀具在其背面劃線，劃線的一側(cè)延伸至鏡片邊沿；

2)子鏡上盤：將子鏡坯料置于定位沉孔中，邊沿刻線對(duì)齊，同時(shí)用塞片固定，然后置于電爐上高溫烘烤，將液態(tài)的蠟滴入縫隙中，待蠟充分填滿縫隙后，關(guān)閉電爐，常溫下自然冷卻后，子鏡坯料就成功鑲?cè)肽哥R中形成工件；

3)工件銑磨：采用高精度數(shù)控光學(xué)銑磨加工中心，使用半球形碟形砂輪銑磨工件，采用輪廓儀進(jìn)行輪廓檢驗(yàn)，判斷輪廓誤差是否達(dá)到要求，若達(dá)到要求則進(jìn)入下一步，否則繼續(xù)銑磨加工；

4)工件研拋：采用傳統(tǒng)單軸機(jī)對(duì)工件進(jìn)行研磨及粗拋加工，嚴(yán)格控制起始球面半徑的準(zhǔn)確度以及同一環(huán)帶上半徑的一致性，采用輪廓儀進(jìn)行檢測(cè)，判斷輪廓誤差是否達(dá)到要求，若達(dá)到要求則進(jìn)入下一步，否則繼續(xù)研拋加工；

5)待加工件的面形精度收斂到進(jìn)入干涉儀量程后，上述面形精度為小于2μm，采用激光干涉儀對(duì)所述的工件的反射鏡面形進(jìn)行測(cè)量，得到工件所需要的全口徑面形誤差；

6)工件精拋：采用高精度數(shù)控拋光機(jī)床對(duì)工件進(jìn)行精密拋光，判斷面形誤差是否達(dá)到加工要求，若達(dá)到要求則結(jié)束加工，否則繼續(xù)拋光加工；

7)將加工完成后的母鏡置于電爐上加熱，待溫度升高到蠟融化后，用吸盤將所述的子鏡吸出，獲得離軸非球面反射鏡。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等厚離軸非球面反射鏡加工方法，其特征在于，所述的同軸母鏡工裝保證了離軸非球面反射鏡的等厚加工，該同軸母鏡工裝的設(shè)計(jì)方法如下：

a)材料：根據(jù)子鏡加工工件的材料，母鏡需選擇相同材料，才能保證在拼接后，埋入的子鏡與母鏡具有相同的研拋效率，避免出現(xiàn)局部加工不均勻的情況；

b)尺寸：母鏡的口徑＝2×(子鏡口徑/2+離軸量+留邊量)，單位為mm；留邊量是加工時(shí)，需保證母鏡邊緣留出一定加工余量，以防止數(shù)控加工時(shí)產(chǎn)生的邊緣效應(yīng)導(dǎo)致面形難以收斂的問(wèn)題，加工余量不小于10mm；母鏡的厚度需在滿足一定徑厚比的同時(shí)，徑厚比為不大于5，還應(yīng)保證子鏡能完全埋入，且定位沉孔的最低點(diǎn)距母鏡底面的厚度不小于10mm；

c)定位沉孔：定位沉孔的口徑需比子鏡口徑大1.1mm到1.2mm，以便于塞片插入及蠟的流入；定位沉孔中心與母鏡中心的距離＝離軸量—子鏡的中心厚度×sin(離軸角)，長(zhǎng)度單位為mm，角度單位為度；定位沉孔的深度至少應(yīng)保證子鏡能完全埋入；離軸角決定了定位沉孔底面與母鏡底面的夾角，該角度決定了最終加工的離軸非球面鏡是否為等厚，因此需要精確控制。