[發(fā)明專利]一種旋轉(zhuǎn)半橢球非回轉(zhuǎn)反射面結(jié)構(gòu)的加工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910185216.2
• 申請(qǐng)日: 2019-03-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109759799B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳麗雄;楊鵬翎;王立君;陳紹武
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北核技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): B23P15/00
• 分類號(hào): B23P15/00;G02B5/08
• 代理公司: 61211 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 唐沛<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入國(guó)

本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)半橢球非回轉(zhuǎn)反射面結(jié)構(gòu)的加工方法。通過(guò)該方法可有效降低較大尺寸旋轉(zhuǎn)半橢球非回轉(zhuǎn)反射面的加工難度和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，具有加工精度高、成本低、結(jié)果可控性好等特點(diǎn)。其主要加工步驟為：1)加工兩個(gè)1/4橢球殼；2)中間過(guò)程回轉(zhuǎn)體拼接；3)精銑加工中間過(guò)程回轉(zhuǎn)體；4)安裝封光堵頭；5)對(duì)中間過(guò)程回轉(zhuǎn)體進(jìn)行精車；6)拼接反射面結(jié)構(gòu)雛形；7)精銑反射面結(jié)構(gòu)雛形；8)拼接二次中間過(guò)程回轉(zhuǎn)體；9)精細(xì)拋光形成鏡面；10)拼接最終反射面結(jié)構(gòu)；11)鍍膜。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)加工技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域，涉及一種旋轉(zhuǎn)半橢球非回轉(zhuǎn)反射面結(jié)構(gòu)的加工方法。

背景技術(shù)

半橢球反射面(x²/a²+y²/b²+z²/c²＝1；z≥0)具有獨(dú)特的空間結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用其共軛成像或匯聚特性，可以高效地簡(jiǎn)化光路，解決當(dāng)前光學(xué)應(yīng)用中存在的諸多技術(shù)問(wèn)題。

根據(jù)橢球三軸關(guān)系，可將半橢球面分為非旋轉(zhuǎn)半橢球面(z＝0時(shí)截面為橢圓)、旋轉(zhuǎn)半橢球面(z＝0時(shí)截面為圓)兩類，非旋轉(zhuǎn)半橢球面又分三軸半橢球面(a≠b≠c)和旋轉(zhuǎn)半橢球非回轉(zhuǎn)面(a≠b＝c) 兩種情況。

相比于旋轉(zhuǎn)半橢球反射面，非旋轉(zhuǎn)半橢球反射面的兩個(gè)焦點(diǎn)遠(yuǎn)離反射面且與橢球橫截面等距，光路更簡(jiǎn)單、應(yīng)用前景更為廣闊。

根據(jù)半橢球反射面工作原理，反射面的面型精度、光潔度、反射率等都是影響其應(yīng)用效果的關(guān)鍵指標(biāo)，實(shí)際應(yīng)用中為保證被測(cè)物與測(cè)試系統(tǒng)的良好隔離，通常使用長(zhǎng)軸尺寸較大且扁率較小的半橢球反射面。非旋轉(zhuǎn)半橢球反射面具有非回轉(zhuǎn)性，屬于自由曲面加工范疇，其結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)光學(xué)加工而言偏大，而加工精度要求又高于機(jī)械加工，通過(guò)常規(guī)方法難以達(dá)到精度要求，限制了其推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種旋轉(zhuǎn)半橢球非回轉(zhuǎn)反射面結(jié)構(gòu)的加工方法，通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、分體式加工和光學(xué)鍍膜，實(shí)現(xiàn)反射面結(jié)構(gòu)的技術(shù)指標(biāo)。通過(guò)該方法可有效降低較大尺寸旋轉(zhuǎn)半橢球非回轉(zhuǎn)反射面的加工難度和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，具有加工精度高、成本低、結(jié)果可控性好等特點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案為：

本發(fā)明一種旋轉(zhuǎn)半橢球非回轉(zhuǎn)反射面結(jié)構(gòu)的加工方法，旋轉(zhuǎn)半橢球非回轉(zhuǎn)反射面結(jié)構(gòu)由兩個(gè)1/4橢球殼拼接而成；采用以下步驟進(jìn)行加工：

1)根據(jù)待加工的旋轉(zhuǎn)半橢球非回轉(zhuǎn)反射面結(jié)構(gòu)建立坐標(biāo)系XYZ，定義XY平面為反射面結(jié)構(gòu)的焦平面，且焦平面為半橢圓形，YZ面為反射面結(jié)構(gòu)的拼接面，且拼接面為半圓形；

2)加工兩個(gè)1/4橢球殼；

2.1)粗加工；

對(duì)基材進(jìn)行粗銑，加工出兩個(gè)1/4橢球殼；1/4橢球殼的兩個(gè)端面分別為半橢圓形端面、半圓形端面；半橢圓形端面與所述坐標(biāo)系 XYZ中的XY平面對(duì)應(yīng)；半圓形端面與所述坐標(biāo)系XYZ中的YZ面對(duì)應(yīng)；在半橢圓形端面上銑削出設(shè)備法蘭，在半圓形端面銑削出拼接法蘭；

在1/4橢球殼外表面上粗銑出多個(gè)通光孔，在1/4橢球殼外表面通光孔周圍加工堵頭安裝孔；

2.2)半精銑加工1/4橢球殼；

分別對(duì)兩個(gè)1/4橢球殼的內(nèi)表面進(jìn)行半精銑；

2.3)精銑加工1/4橢球殼設(shè)備法蘭；

對(duì)設(shè)備法蘭的輪廓進(jìn)行精銑，并在設(shè)備法蘭上加工設(shè)備法蘭孔；

3)中間過(guò)程回轉(zhuǎn)體拼接；

將兩個(gè)1/4橢球殼通過(guò)設(shè)備法蘭對(duì)接裝配成一個(gè)中間過(guò)程回轉(zhuǎn)體；

中間過(guò)程回轉(zhuǎn)體的底面為圓形，與中間過(guò)程回轉(zhuǎn)體的底面平行的水平截面均為圓形；