[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(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111323686.4
• 申請(qǐng)日: 2021-11-08
• 公開（公告）號(hào): 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(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司洛陽(yáng)電光設(shè)備研究所
• 主分類號(hào): B24B1/00
• 分類號(hào): 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(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61290
• 代理人: 云燕春

本發(fā)明一種帶有輕量化結(jié)構(gòu)的高精度同軸非球面反射鏡快速加工工藝，屬于非球面反射鏡加工技術(shù)領(lǐng)域；工藝步驟依次為：輕量化成形、銑磨粗拋、修形拋光、光順加工、成形加工、成形后精修拋光；在成形加工時(shí)進(jìn)行中心孔的加工方式為，加熱后使用熱熔性粘接劑將加工零件粘接于窗玻璃端面中間位置，采用壓板壓在窗玻璃上進(jìn)行固定，再對(duì)中心孔進(jìn)行銑磨，能夠有效減小了受力變形。本發(fā)明的加工方法給出了帶有輕量化結(jié)構(gòu)且?guī)в型庑纬尚我蟮耐S非球面反射鏡的加工工藝流程，加工周期短，零件精度高，帶有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于非球面反射鏡加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶有輕量化結(jié)構(gòu)的高精度同軸非球面反射鏡快速加工工藝。

背景技術(shù)

隨著航空技術(shù)的發(fā)展，偵查預(yù)警探測(cè)裝備對(duì)光學(xué)系統(tǒng)性能、體積、輕量化等提出了越來越高的要求，非球面反射鏡在矯正像差方面帶有明顯的優(yōu)勢(shì)，通常單一非球面鏡能夠?qū)崿F(xiàn)多塊球面鏡的使用效果，能夠有效的降低光學(xué)系統(tǒng)的復(fù)雜性、尺寸以及重量，因此帶有輕量化結(jié)構(gòu)的高精度同軸非球面反射鏡極具應(yīng)用價(jià)值。

現(xiàn)有加工技術(shù)未針對(duì)整體加工工藝進(jìn)行合理規(guī)劃，各環(huán)節(jié)控制要求不夠合理，使得加工效率低下，且精度提升困難，影響了帶有輕量化結(jié)構(gòu)的高精度非球面反射鏡的大規(guī)模應(yīng)用，因此研究一種帶有輕量化結(jié)構(gòu)的高精度同軸非球面反射鏡快速加工工藝勢(shì)在必行。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題：

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種帶有輕量化結(jié)構(gòu)的高精度同軸非球面反射鏡快速加工工藝，針對(duì)背部帶有輕量化減重盲孔結(jié)構(gòu)，且有中心孔的同軸非球面反射鏡，通過嚴(yán)格精密的工藝流程，有效地提高了非球面的加工效率，并得到一個(gè)較高的加工精度。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：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(cè)量，對(duì)測(cè)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(cè)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(duì)成形引起的面形變化進(jìn)行精修拋光直至達(dá)到要求。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述步驟一中，零件的鏡坯直徑大于成品零件直徑10-20mm。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：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)。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述步驟三中，通過低通傅里葉濾波的方式對(duì)測(cè)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。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述步驟三中，磁流變拋光設(shè)備結(jié)合濾波處理后的測(cè)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(chǎng)電壓7V。