[发明专利]一种应用于高速扫描系统的五面体反射镜的制作方法

说明书

本发明涉及一种应用于高速扫描系统的五面体反射镜的制作方法，包括如下步骤：S1车削坯体：坯体为棒料，粗车棒料的两端和外圆面及加工内孔；S2铣削面型：铣削加工粗车后的毛坯，加工出五面体的五个面型；S3热处理：S4一次装夹，精车内孔、精车端面及对五个面进行镜面加工，分别达到定位内孔尺寸、定位基准平面尺寸和镜面尺寸要求，具体的，采用的设备为单点金刚石车床，车床上设置有车销内孔和端面的车刀机构和切削镜面的飞刀机构，工件毛坯通过负压夹具进行固定，利用机床精度定位，工件毛坯背对定位端面的一端与负压夹具吸附接触。本制作方法不仅减少了加工工序，而且将五面镜的定位精度提升了一个数量级。

技术领域

本发明属于多面体棱镜的制作方法技术领域，具体涉及一种应用于高速扫描系统的五面体反射镜的制作方法。

背景技术

多面体棱镜结构的显著特点在于其旋转一周能够将入射到该结构上的光线多次反射到固定区域，从而实现光线高效扫描动作，经常应用于各类打印机等光学系统。由于多面体棱镜旋转一周可实现多次光线扫描，所以在驱动多面体棱镜电机同转速情况下，可使扫描系统更节能、更高效。目前，已得到广泛的应用，市场前景很广阔。

目前主要的制造方法如下：

1)单件飞刀(flycutting)加工，镜面制作也采用超精密金刚石切削技术，通常五个镜面为最后的加工工序，但在加工镜面前要做一系列的辅助工作，车削坯体、铣削面型、定位柱面精铰(或精密车削)、定位平面磨、热处理等工艺流程，总工序约6项左右，工艺过程繁琐，基准面由多个工序重复安装加工实现，定位基准存在微米量级的误差，而且一致性不能得到保证，效率不高，所需配套资源要求较高。

2)多件飞刀加工，镜面制作同样采用超精密金刚石切削技术，通常五个镜面也是最后的加工工序，镜面加工前的辅助工作一样，不同的是最后加工五个镜面是采用多片一起加工的方式，带来的好处是镜面成型效率提高，但是同时带来的问题也很突出，问题主要集中在两个方面：一是多片的镜面角度定位比较麻烦，且多片的切削厚度不均匀，导致镜面平面度一致性不好的现象；二是平面定位基准误差累计，因为多片叠加在一起加工，从依靠基准的第一件开始，后者均以前者的定位面作为基准面定位，导致一次性加工的工件平面定位基准精度不一致的现象，优点是镜面成型效率高，但是工艺过程复杂，定位精度低。

以上两种制作方法没有结合超精密车削技术对定位基准面和反射镜面的同时加工，从而导致角五面镜的制作流程复杂，定位精度不高等问题，使五面体棱镜的高精度定位应用难题得不到有效的解决

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种应用于高速扫描系统的五面体反射镜的制作方法。该方法通过单点金刚石车削技术中的车削和飞刀相结合，可提高制作五面体棱镜结构的精度，同时有望提高其反射性能并使其具有超高精度的定位基准。

本发明的上述目的通过如下技术方案来实现：

一种应用于高速扫描系统的五面体反射镜的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1车削坯体：坯体为棒料，粗车棒料的两端和外圆面及加工内孔；

S2铣削面型：铣削加工粗车后的毛坯，加工出五面体的五个面型；

S3热处理：

S4一次装夹，精车内孔、精车端面及对五个面进行镜面加工，分别达到定位内孔尺寸、定位基准平面尺寸和镜面尺寸要求，具体的，采用的设备为单点金刚石车床，车床上设置有车销内孔和端面的车刀机构和切削镜面的飞刀机构，工件毛坯通过负压夹具固定，利用机床精度进行定位，工件毛坯背对定位端面的一端与负压夹具吸附接触。

本发明具有的优点和积极效果：