[发明专利]自由曲面光学零件的大气等离子体数控加工的装置

权利要求书

1.自由曲面光学零件的大气等离子体数控加工的装置，其特征在于它由大口径的等离子体炬（1）、中口径的等离子体炬（2）、小口径的等离子体炬（3）、五轴联动数控机床（4）、射频电源（5）、混合等离子体气源（7）组成；

五轴联动数控机床（4）的绝缘工作架（4-1）上安装有大口径的等离子体炬（1）或中口径的等离子体炬（2）或小口径的等离子体炬（3），大口径的等离子体炬（1）或中口径的等离子体炬（2）或小口径的等离子体炬（3）可与射频电源（5）的输出端连接作为大气等离子体放电的阳极；将待加工光学零件（6）装卡在地电极（4-2）上，地电极（4-2）固定在五轴联动数控机床（4）的水平运动工作台（4-3）上；将地电极（4-2）接地作为大气等离子体放电的阴极；当绝缘工作架（4-1）上安装有大口径的等离子体炬（1）时，大口径的等离子体炬（1）的进气端口（1-1）可通过绝缘工作架（4-1）上的导气孔（4-4）、气管（7-1）与混合等离子体气源（7）导气连通；当绝缘工作架（4-1）上安装有中口径的等离子体炬（2）时，中口径的等离子体炬（2）的进气端口（2-1）可通过绝缘工作架（4-1）上的导气孔（4-4）、气管（7-1）与混合等离子体气源（7）导气连通；当绝缘工作架（4-1）上安装有小口径的等离子体炬（3）时，小口径的等离子体炬（3）的进气端口（3-2）可通过绝缘工作架（4-1）上的导气孔（4-4）、气管（7-1）与混合等离子体气源（7）导气连通；大口径的等离子体炬（1）的放电工作面或中口径的等离子体炬（2）的放电工作面或小口径的等离子体炬（3）的放电工作面靠近待加工光学零件（6）的待加工表面，并使它们之间保持一定的放电间隙，放电距离范围为2mm-5mm。

2.根据权利要求1所述的自由曲面光学零件的大气等离子体数控加工的装置，其特征在于所述大口径的等离子体炬（1）的放电工作面为方形平面或圆形平面，其材质为铝，并与射频电源（5）的输出端连接作为大气等离子体放电的阳极，其边侧位置设置有进气口（1-1），进气口（1-1）与绝缘工作架（4-1）上的导气孔（4-4）的出气口导气连接；当大口径的等离子体炬（1）进行大气等离子体加工时，离子体气体的流量为2 L/min-5 L/min，反应气体的气体流量为20 ml/min-90 ml/min，辅助气体与反应气体流量的比例为0%-50%，所加射频功率范围200W-400W。

3.根据权利要求1所述的自由曲面光学零件的大气等离子体数控加工的装置，其特征在于所述中口径的等离子体炬（2）由内电极（A1）、圆环形聚四氟乙烯连接块（A2）、圆环形绝缘固定套（A3）、中空圆环形外电极（A4）、圆管形陶瓷喷嘴（A5）组成；

圆环形聚四氟乙烯连接块（A2）的上端面上开有与圆环形聚四氟乙烯连接块（A2）内孔（A2-1）连通的进气孔（A2-2），圆环形绝缘固定套（A3）上设置有多个通气孔（A3-1），中空圆环形外电极（A4）内部设置有冷却空腔（A4-1）；内电极（A1）的上端镶嵌在圆环形聚四氟乙烯连接块（A2）的内孔（A2-1）的上端中，圆环形绝缘固定套（A3）套接在内电极（A1）的中部，圆环形绝缘固定套（A3）外圆面的上部镶嵌在圆环形聚四氟乙烯连接块（A2）的内孔（A2-1）的下端处，圆管形陶瓷喷嘴（A5）的上端套接在圆环形绝缘固定套A3外圆面的下部上，使圆管形陶瓷喷嘴（A5）的内圆面与内电极（A1）的外圆面下部之间有一圈均匀的间隙（A5-1），使进气孔（A2-2）通过内孔（A2-1）、通气孔（A3-1）与间隙（A5-1）导气连通，中空圆环形外电极A4的上端与圆环形聚四氟乙烯连接块（A2）的下端连接，中空圆环形外电极A4的内孔套接在圆管形陶瓷喷嘴（A5）的外圆面上，中空圆环形外电极（A4）的下端面与圆管形陶瓷喷嘴（A5）的下端面、内电极（A1）的下端面平齐；所述内电极（A1）与射频电源（5）的输出端连接作为大气等离子体放电的阳极，进气孔（A2-2）与绝缘工作架（4-1）上的导气孔（4-4）的出气口导气连接；当中口径的等离子体炬（2）进行大气等离子体加工时，离子体气体的流量为2 L/min-3 L/min，反应气体的气体流量为10 ml/min-80 ml/min，辅助气体与反应气体流量的比例为0%-50%，所加射频功率范围200W-360W。