[发明专利]一种复制制造Wolter-I型反射镜的工艺

权利要求书

1.一种复制制造Wolter-I型反射镜的工艺，其特征在于所述工艺步骤如下：

第一步、芯轴制造：

（1）两步粗车削芯轴毛坯：

a、第一步粗车削

采用三维软件建立芯轴数学模型，生成加工用数控代码，在XZ两轴普通数控车床中使用硬质合金刀具对圆柱形铝合金棒材料进行芯轴毛坯第一步粗车削；

b、第二步粗车削

根据被加工非球面子午截面曲线方程计算出刀具中心运动轨迹，使刀具中心沿着待加工非球面子午截面轮廓曲线的等距线运动，保持刀具中心在插补点法线上且偏离插补点一个刀具圆弧半径；

（2）芯轴表面化学镀镍磷合金

采用电脉冲提高化学镀镍磷合金层厚度的方法对芯轴毛坯表面进行镀镍磷合金处理；

（3）芯轴表面精密车削：

分别使用聚晶金刚石刀具和天然单晶金刚石刀具在XZ两轴精密车床中半精密车削和精密车削芯轴，车削过程中使刀具中心沿着待加工非球面子午截面曲线的等距线运动，保持刀具中心在插补点法线上且偏离插补点一个刀具圆弧半径；

（4）芯轴表面自动抛光：

在XZ两轴精密车床中，选用弹性球形抛光工具，在其球面上依次包裹棉花和抛光绒布，选用粒径0.5～2μm的金刚石抛光液分别对芯轴表面进行粗抛和精抛，通过计算使抛光球球心沿着待加工非球面子午截面曲线的等距线运动，保持抛光球球心在插补点法线上且偏离插补点一个抛光球半径；

（5）芯轴表面手工抛光；

第二步、镜面复制

复制金膜和芯轴表面之间采用PVD工艺涂敷类金刚石碳膜作为脱膜层；然后采用PVD工艺在芯轴回转表面和两个端面同时镀金膜，复制出反射镜表面；

第三步、电铸镜壳

以导电的芯轴作阴极，电铸材料镍作阳极，含电铸材料镍的金属盐溶液作电铸溶液，在复制金膜后的芯轴表面进行电铸，形成镜壳，使镜壳壁厚大于3mm；对电铸后的镜壳进行修整，去除多余的电铸部分，获得光滑的镜壳表面，使修整后的镜壳厚度为1.5～2.5mm；

第四步、脱壳

利用脱模装置在低温制冷室内将镜壳从芯轴上释放，得到反射镜，最后对芯轴和镜面上残留的类金刚石碳膜清洗。

2.根据权利要求1所述的复制制造Wolter-I型反射镜的工艺，其特征在于所述第一步粗车削的加工参数为：主轴转速150～300rpm，切削深度1～2mm，进给速度20～30mm/min，预留加工余量1mm；第二步粗车削的加工参数为：主轴转速150～300rpm，切削深度0.1～0.5mm，进给速度15～20mm/min。

3.根据权利要求1所述的复制制造Wolter-I型反射镜的工艺，其特征在于所述芯轴表面化学镀镍磷合金步骤中，镀层厚度100μm。

4.根据权利要求1所述的复制制造Wolter-I型反射镜的工艺，其特征在于所述聚晶金刚石刀具半精密车削的加工参数为：聚晶金刚石刀具半精密车削3～5次，切削深度5～10μm，主轴转速300～500rpm，进给速度10～15mm/min；天然单晶金刚石刀具精密车削的加工参数为：天然单晶金刚石刀具精密车削2～3次，切削深度3～5μm，主轴转速500rpm，进给速度4～7mm/min。

5.根据权利要求1所述的复制制造Wolter-I型反射镜的工艺，其特征在于所述芯轴表面自动抛光时，弹性球形抛光工具为塑料或橡胶球，主轴转速500～1500rpm。

6.根据权利要求1所述的复制制造Wolter-I型反射镜的工艺，其特征在于所述脱模装置包括螺母、垫块、芯轴和镜壳的联合体、垫圈、底座和丝杆，所述螺母、垫块、芯轴和镜壳的联合体、垫圈、底座自上而下同轴设置；所述丝杆的下端沿轴向依次穿过垫块、芯轴和镜壳的联合体、垫圈、底座并固定在底座上，上端与螺母螺纹连接；所述镜壳与垫圈接触，芯轴上放置垫块。