[發(fā)明專利]帶有輕量化結(jié)構(gòu)的高精度同軸非球面反射鏡快速加工工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111323686.4
• 申請日: 2021-11-08
• 公開（公告）號: CN114193236B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉楚;張林超;薛萌;吳曉鳴;李辛;李岳峰;袁兆峰;孫紅曉;張文明;陳志航
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司洛陽電光設(shè)備研究所
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B13/00;B24B31/112;B24B9/14;B24B27/00;B24B13/005;B24B41/06
• 代理公司: 西安凱多思知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61290
• 代理人: 云燕春

1.一種帶有輕量化結(jié)構(gòu)的高精度同軸非球面反射鏡快速加工工藝，其特征在于具體步驟如下：

步驟一：輕量化成形：根據(jù)零件輕量化要求，使用精雕機(jī)在鏡坯上進(jìn)行輕量化孔的加工，加工后進(jìn)行酸洗去應(yīng)力；

步驟二：銑磨粗拋：首先使用數(shù)控超精密磨削的方法進(jìn)行銑磨成形，然后經(jīng)酸洗液酸洗后進(jìn)行拋光，粗拋使用大尺寸氣囊拋光進(jìn)行，主要控制中高頻殘差，避免出現(xiàn)大量相鄰環(huán)狀誤差；

步驟三：修形拋光：使用干涉儀搭配補(bǔ)償光路進(jìn)行精確面形測量，對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臑V波后，再使用磁流變拋光設(shè)備進(jìn)行精確修形拋光，提升面型精度，多次修形后若面形精度達(dá)到要求RMS≤0.02λ，λ＝632.8nm，進(jìn)入步驟五；若面形精度經(jīng)多次修型無法提升，達(dá)不到要求，則進(jìn)行步驟四；

步驟四：光順加工：使用小磨頭拋光設(shè)備進(jìn)行光順加工以去除中高頻殘差；

步驟五：成形加工：若零件有中心孔則先定心磨邊再進(jìn)行中心孔的銑磨，若無中心孔則只進(jìn)行定心磨邊；使用定心磨邊機(jī)進(jìn)行外圓銑磨，使用精雕機(jī)進(jìn)行中心孔的銑磨，成形后測量面形，若變形較小符合要求，則加工完成，若變形較大，面形精度不符合要求，進(jìn)行步驟六；

步驟六：精修拋光：針對成形引起的面形變化進(jìn)行精修拋光直至達(dá)到要求。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶有輕量化結(jié)構(gòu)的高精度同軸非球面反射鏡快速加工工藝，其特征在于：所述步驟一中，零件的鏡坯直徑大于成品零件直徑10-20mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶有輕量化結(jié)構(gòu)的高精度同軸非球面反射鏡快速加工工藝，其特征在于：所述步驟一中，鏡坯在輕量化孔加工前，首先精磨其兩端面，控制邊厚差在0.01mm以內(nèi)；然后銑磨外圓，控制圓柱度在0.01mm以內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶有輕量化結(jié)構(gòu)的高精度同軸非球面反射鏡快速加工工藝，其特征在于：所述步驟三中，通過低通傅里葉濾波的方式對測量結(jié)果進(jìn)行處理，將尺寸小于加工工具去除函數(shù)尺寸1/5的中高頻濾掉，去除磁流變無法修行的高頻誤差；所述加工工具為磁流變拋光設(shè)備的拋光頭。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶有輕量化結(jié)構(gòu)的高精度同軸非球面反射鏡快速加工工藝，其特征在于：所述步驟三中，磁流變拋光設(shè)備結(jié)合濾波處理后的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行修形拋光，磁流變拋光液為氧化鈰磁流變液，拋光輪轉(zhuǎn)速220rpm，液體流量125Lit/Hour，磁場電壓7V。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶有輕量化結(jié)構(gòu)的高精度同軸非球面反射鏡快速加工工藝，其特征在于：所述步驟四中，光順加工方法為，使用Φ40mm的瀝青拋光工具進(jìn)行勻速光順加工，瀝青為62#，拋光工具自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速125rpm，公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為0，拋光粉為氧化鈰。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶有輕量化結(jié)構(gòu)的高精度同軸非球面反射鏡快速加工工藝，其特征在于：所述步驟五中，中心孔的銑磨方法為：

步驟1：劃切一塊長方體窗玻璃，其長、寬尺寸大于零件外圓直徑，將窗玻璃的兩端面進(jìn)行精磨；

步驟2：在電熱板上放置隔熱層，將窗玻璃與加工零件放置于隔熱層上，設(shè)置電熱板的最高溫度為200℃，加熱后使用熱熔性粘接劑將零件粘接于窗玻璃端面中間位置，自然冷卻；

步驟3：測量粘接后的整體等厚，通過精磨窗玻璃控制等厚在0.01mm以內(nèi)；

步驟4：用壓板壓在窗玻璃上進(jìn)行固定，將千分表吸附在機(jī)床主軸上，轉(zhuǎn)動主軸觀察千分表跳動，保證外圓跳動在0.01mm以內(nèi)，加工平面跳動在0.01mm以內(nèi)；

步驟5：進(jìn)行中心孔的銑磨，并倒角；

步驟6：銑磨中心孔后，拆除窗玻璃，用汽油進(jìn)行零件清洗，并手工對背部中心孔進(jìn)行倒角。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶有輕量化結(jié)構(gòu)的高精度同軸非球面反射鏡快速加工工藝，其特征在于：所述步驟六中，首先采用干涉儀搭配補(bǔ)償光路進(jìn)行精確面形測量；然后，通過低通傅里葉濾波的方式對測量結(jié)果進(jìn)行處理，將尺寸小于加工工具去除函數(shù)尺寸1/5的中高頻濾掉，去除磁流變無法修行的高頻誤差；最后，使用磁流變拋光設(shè)備結(jié)合濾波處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行修形拋光，磁流變拋光液為氧化鈰磁流變液，拋光輪轉(zhuǎn)速220rpm，液體流量125Lit/Hour，磁場電壓7V。