[發明專利]一種離子束輔助的鋁合金反射鏡加工方法

有效

• 申請號: 202011043620.5
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112171205B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 戴一帆;彭小強;胡皓;關朝亮;杜春陽
• 申請（專利權）人: 湖南天創精工科技有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

本發明公開了一種離子束輔助的鋁合金反射鏡加工方法，包括：針對鋁合金反射鏡采用單點金剛石車削進行面形誤差修正；利用磁流變工藝對采用單點金剛石車削后的鋁合金反射鏡表面進行進一步的修形加工；采用離子束拋光工藝對采用磁流變工藝修形加工后的鋁合金反射鏡表面進行進一步的修形加工，對磁流變工藝加工后的表面進行污染去除；利用化學機械拋光工藝對鋁合金反射鏡表面進行拋光。本發明通過引入離子束清洗，減少化學機械拋光的材料去除量，縮短拋光時間，降低劃痕和面形破壞出現的機率，減少因面形不達標，劃痕出現而導致的迭代加工過程次數，提高加工效率。

技術領域

本發明屬于光學加工技術領域，具體涉及一種離子束輔助的鋁合金反射鏡加工方法。

背景技術

鋁合金反射鏡具有質量輕，加工性能好的特點，在航空載荷應用方面具有廣闊的前景，但是其加工仍存在一定的缺陷。鋁合金具有化學性質活潑，表面質地軟的特點，極易在加工過程中產生表面污染和表面劃痕，反復的迭代降低鋁合金反射鏡的加工效率。

鋁合金反射鏡的加工技術手段主要是單點金剛石車削，但是由于單點金剛石車削屬于母性加工，其加工精度不會超過機床本身的精度，以最新的Precitech公司的Nanoform700機床為例，其加工精度也只能到PV 0.125μm。其加工出來的反射鏡也只能應用與紅外波段。并且，加工過程中的振動和周期性的車削刀紋，也極大的影響了鋁合金反射鏡表面的粗糙度，造成光散射，降低鏡面成像效果。為達到可見光波段應用，要求鏡面面形誤差RMS值達到15nm以下，表面粗糙度低于2nm。所以需要復雜的修形拋光方法來降低車削后表面的面形誤差和粗糙度。

磁流變修形常作為車削后的下一步工序。磁流變技術可以快速的對鋁合金表面實現修形加工，其穩定性較強，去除效率高，能獲得可見光級的面形需求。但是，加工時會對表面造成污染。應用化學機械拋光的方法，可以有效去除表面的污染，但是常會造成表面的劃痕和面形的破壞。所以，為了滿足加工需求，主要通過反復的迭代加工，整體加工效率比較低。

發明內容

本發明要解決的技術問題為：為了解決現有鋁合金反射鏡加工中由于加工迭代次數過多導致加工效率低的問題，本發明提供一種離子束輔助的鋁合金反射鏡加工方法，通過引入離子束清洗，減少化學機械拋光的材料去除量，縮短拋光時間，降低劃痕和面形破壞出現的機率，減少因面形不達標，劃痕出現而導致的迭代加工過程次數，提高加工效率。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種離子束輔助的鋁合金反射鏡加工方法，該方法包括：

1)針對鋁合金反射鏡采用單點金剛石車削進行面形誤差修正；

2)利用磁流變工藝對采用單點金剛石車削后的鋁合金反射鏡表面進行進一步的修形加工；

3)采用離子束拋光工藝對采用磁流變工藝修形加工后的鋁合金反射鏡表面進行進一步的修形加工，對磁流變工藝加工后的表面進行污染去除；

4)利用化學機械拋光工藝對鋁合金反射鏡表面進行拋光。

可選地，步驟1)中采用單點金剛石車削進行面形誤差修正時的結束條件為面形誤差修正到RMS值優于第一預設閾值。

可選地，步驟2)中進行進一步的修形加工時的結束條件為面形誤差修正到RMS值優于第二預設閾值，所述第二預設閾值比第一預設閾值小。

可選地，所述第二預設閾值為10nm。

可選地，所述第一預設閾值為100nm。

可選地，步驟3)的詳細步驟包括：

3.1)調整離子束拋光的工藝參數，設定離子能量、工作電流與加工距離，根據上述工藝參數，針對磁流變工藝加工后的鋁合金反射鏡表面進行離子束去除函數的制作；