[发明专利]一种光学玻璃轻量化结构数控加工工艺方法

说明书

本发明涉及一种光学玻璃轻量化结构数控加工工艺方法，包括如下步骤：步骤1：工装设计：根据零件结构特点设计一种工装，可设计为一种可弹性收缩的部件或者仿零件形状的、具有阵列分布凸台定位面的零件；步骤2：零件的定位与装夹：零件定位基准面形状公差优于0.01mm；工装的定位基准形状公差不大于0.008mm；根据结构不同零件的夹紧采用弹性收缩夹紧、粘接夹紧。步骤3：轻量化结构加工工艺：预钻孔——层优先首层铣轻量化结构——层优先粗铣剩余层轻量化结构——深度优先精铣轻量化结构；步骤4：残余应力去除：保护精密面或非加工面，配置去应力酸洗液，浸泡零件，清水清洗零件，完成光学玻璃残余加工应力的去除。提高光学玻璃轻量化结构数控加工成功率。

技术领域

本发明属于机械精密制造技术，涉及一种光学玻璃轻量化结构数控加工工艺方法。

背景技术

随着航空技术的发展，产品功能个性化、重量轻量化、结构高强度化的要求愈加迫切，光学元件突破了传统的圆柱形或方形凸镜、凹镜和平面镜结构设计，轻量化结构越来越多的出现在光学零件设计中，光学元件轻量化结构主要是在光学元件上设计有圆柱形、三角形或多边形减重结构。

传统光学玻璃加工方法包括铣磨、切边、抛光和落圆等，加工特征主要为开阔性表面和方形柱、圆形柱等规则形柱体等，对于轻量化结构特征无法使用传统光学加工方式完成加工。光学玻璃由于其硬脆性，数控加工极易产生崩边、裂纹、碎裂现象，同时对加工振动相当敏感，加工性能极差，特别是轻量化结构加工，不恰当的工艺方法极易导致零件碎裂，因此研究一种光学玻璃轻量化结构数控加工工艺势在必行。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种光学玻璃轻量化结构数控加工工艺方法。

技术方案

一种光学玻璃轻量化结构数控加工工艺方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：工装设计：根据零件结构特点设计一种工装，所述的工装为一种可弹性收缩的部件或者仿零件形状的、具有阵列分布凸台定位面的零件；

步骤2：零件的定位与装夹：零件定位基准面形状公差优于0.01mm；工装的定位基准形状公差不大于0.008mm；根据结构不同零件的夹紧采用弹性收缩夹紧、粘接夹紧；

步骤3：轻量化结构加工工艺：预钻孔——层优先首层铣轻量化结构——层优先粗铣剩余层轻量化结构——深度优先精铣轻量化结构；

步骤4：残余应力去除：保护精密面或非加工面，配置去应力酸洗液，浸泡零件，清水清洗零件，完成光学玻璃残余加工应力的去除。

步骤1中的工装设计为：

根据零件结构特点，设计不同类型的工装，其中类圆柱形零件工装设计为一种可弹性收缩的部件，简称I型工装；若零件为非圆柱形且零件尺寸小于100mm，则工装应设计为仿零件形状的、外部接口为圆柱的部件，简称II型工装；若零件为非圆柱形且零件尺寸大于100mm，则工装应设计为仿零件形状的板类部件，简称 III型工装；

所述的I型工装应包含2个零件：一个零件内腔与所加工零件外径配合，配合间隙0.1-0.3mm，外部为斜面，圆周分布锯槽，受压可以向内收缩，该零件具备圆柱接口；另一个零件内腔为斜面，该斜面与第一个零件配合，斜面角度不大于5度，且与第一个零件连接，且可对配合斜面施加压力，通过2个零件的相互作用实现夹紧，配合螺纹螺距不小于2mm；

所述的II型工装具备一个圆柱接口，方便工装夹紧，圆柱上方为一个仿零件形状的板，板面上分布有阵列凸台，凸台高度0.08-0.1mm，间隙用于填充粘接剂，凸台平面与圆柱接口须规定垂直度要求，通过3面实现零件定位；