[發明專利]一種用于精密光機系統的柔性應力隔離薄環加工方法

有效

• 申請號: 201911397301.1
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111069858B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 姚惠;李琨
• 申請（專利權）人: 長春奧普光電技術股份有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 長春中科長光知識產權代理事務所(普通合伙) 22218
• 代理人: 高一明;郭婷

本發明提供一種用于精密光機系統的柔性應力隔離薄環加工方法，具體步驟為：S1粗加工：將坯料粗車成圓筒狀工件，工件內徑和外徑均留有余量，將粗車之后的工件進行第一次熱處理除內應力；S2半精加工：將工件的一端卡在機床上，并車削成每個薄環，每個薄環的厚度留有余量，相鄰的兩個薄環之間在內徑根部相連接，再將工件進行第二次熱處理除內應力；S3精加工：依次將圓筒狀工件上的單個薄環厚度、內徑加工至目標值，并切斷成單個薄環，S4將單個薄環的端面完成線切割加工柔性圖案。具有工藝簡單、用料節約、成本降低和加工效率高的優點，并且成品率高。

技術領域

本發明涉及光機結構件制造技術領域，具體涉及一種用于精密光機系統的柔性應力隔離薄環加工方法。

背景技術

隨著光學設計水平的提高，光學系統對鏡片的面形精度要求越來越高，光機結構設計上為了避免由于機械結構件的形變對光學鏡片引入的面形惡化，精密光機系統中一般會采用柔性隔離環的結構設計來達到隔離外界應力對鏡面面形變化的作用。因此，柔性應力隔離環的加工精度指標直接關系著最終裝配的光學系統成像質量。

柔性應力隔離類零件的軸向厚度一般在1-2mm左右，直徑在100-300mm左右，在結構上屬于徑厚比在50:1到300:1的超薄環狀零件。

常規加工過程中，薄環類零件傳統工藝方法的流程為粗加工留量、半精加工成薄環狀，精加工單件粘接逐一加工。上述加工方法主要存在如下兩個問題：

一、裝夾力對薄壁環狀零件引入的裝夾變形過大；

二、由于切削力和材料自身應力等原因極其容易引起薄壁環狀零件自身發生扭曲等形變，導致零件在圓周方向剛度分配不均勻，所以加工完成的零件不僅不能起到隔離外界應力的作用，其自身的應力變形也會直接導致與之相連的鏡片發生形變，從而導致廢品率極高。

因此，如何獲得厚度和剛度一致性好的柔性隔離類零件，并且降低生產用料成本、提高加工效率、優化產品質量，是本領域技術人員目前亟待解決的問題。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種用于精密光機系統的柔性應力隔離薄環加工方法，具有工藝簡單、用料節約、成本降低和加工效率高的優點，并且可以實現成品率100%。

本發明具體技術方案如下：

一種用于精密光機系統的柔性應力隔離薄環加工方法，包括如下步驟：

S1粗加工：將坯料粗車成圓筒狀工件，工件內徑和外徑均留有余量，將粗車之后的工件進行第一次熱處理除內應力；

S2半精加工：將工件的一端卡在機床上，并車削成每個薄環，每個薄環的厚度留有余量，相鄰的兩個薄環之間在內徑根部相連接，再將工件進行第二次熱處理除內應力；

S3精加工：依次將圓筒狀工件上的單個薄環厚度、內徑加工至目標值，并切斷成單個薄環。

S4線切割：將單個薄環的端面完成線切割加工柔性圖案。

本發明所述的步驟S1中圓筒狀工件的一端為徑向厚度大于其余位置的用于卡接在機床上的卡頭部分。

本發明所述的工件的卡頭部分的長度為20mm。

本發明所述的步驟S1中圓筒狀工件的軸向長度為多個薄環的軸向厚度目標值之和及加工余量。

本發明所述的坯料為彈簧鋼或碳合金。

本發明所述的步驟S2中還包括鉆孔加工，將所述的相鄰的兩個薄環之間在內徑根部相連接的工件完成后鉆孔加工，再進行第二次熱處理除內應力，所述的鉆孔加工包括安裝孔位和線切割孔位中的至少一種。

本發明所述的步驟S3，具體包括如下步驟：

S301：將所述的工件壁厚兩端面余量第一次去除，兩個端面各留有余量，