[发明专利]一种环形抛光中沥青抛光盘表面螺旋槽的生成方法

说明书

本发明公开了一种环形抛光中沥青抛光盘表面螺旋槽的生成方法，规划螺旋路径，螺旋路径包括逆时针和顺时针两组，首先确定单条螺旋路径的两个端点分别对应抛光盘表面的半径，同组螺旋路径中相邻螺旋路径的夹角，以及单条螺旋路径的扫描角度；然后设定逆时针和顺时针两组螺旋路径中第一条螺旋路径起点的极角均为零度，计算每条逆时针螺旋路径和顺时针螺旋路径起点的极角；最后设定铣刀开槽时抛光盘的转速，计算铣刀在半径方向的移动速度，通过机床控制铣刀以规划的螺旋路径在沥青抛光盘表面铣削生成螺旋槽。

技术领域

本发明涉及光学加工技术领域，更具体的说是涉及一种环形抛光中沥青抛光盘表面螺旋槽的生成方法。

背景技术

环形抛光是加工大口径平面光学元件的关键技术之一。环形抛光机床通常采用大尺寸、热稳定性良好的天然花岗岩制成抛光盘基盘，基盘表面浇制环形的沥青胶层作为抛光盘。沥青抛光盘的环带表面依次放有修正盘和工件盘，其中修正盘用于修正和控制抛光盘的形状误差，而工件盘则用于把持光学元件。加工时抛光盘、修正盘、工件盘均以一定的转速绕逆时针方向匀速旋转，放在工件盘内的光学元件在沥青抛光盘及其承载的抛光颗粒作用下产生材料去除从而形成光学表面。

沥青抛光盘表面通常开有沟槽来改善抛光液的分布均匀性，抛光盘表面的开槽图案对材料去除均匀性和面形误差具有非常重要的影响。传统方法主要采用环形开槽图案，但是由于环形结构特征叠加光学元件的旋转运动使得光学元件表面产生环形纹理，从而影响低频面形误差和中频波纹度误差。

因此，如何在环形抛光中抵消光学元件的旋转运动特征，改善光学元件的匀滑性和面形误差是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种环形抛光中沥青抛光盘表面螺旋槽的生成方法，规划螺旋路径，所述螺旋路径包括逆时针和顺时针两组，首先确定单条螺旋路径的两个端点分别对应抛光盘表面的半径，同组螺旋路径中相邻螺旋路径的夹角，以及单条螺旋路径的扫描角度；然后设定逆时针和顺时针两组螺旋路径中第一条螺旋路径起点的极角均为零度，计算每条逆时针螺旋路径和顺时针螺旋路径起点的极角；最后设定铣刀开槽时抛光盘的转速，计算铣刀在半径方向的移动速度，通过机床控制铣刀以规划的螺旋路径在沥青抛光盘表面铣削生成螺旋槽。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种环形抛光中沥青抛光盘表面螺旋槽的生成方法，具体包括以下步骤：

步骤1：规划螺旋路径，所述螺旋路径包括逆时针螺旋路径和顺时针螺旋路径；

步骤2：设定所述逆时针螺旋路径和所述顺时针螺旋路径的极角；

步骤3：设定所述机床铣刀的移动速度和所述沥青抛光盘的转速，通过所述机床控制所述铣刀在所述沥青抛光盘表面移动以规划的所述螺旋路径铣削生成螺旋槽。

优选的，所述步骤1中规划所述螺旋路径时，确定单条所述螺旋路径的起点和终点分别对应抛光盘表面的半径为内半径ri和外半径ro，同组所述螺旋路径中相邻螺旋路径的夹角Ф，以及单条所述螺旋路径的扫描角度θ。

优选的，所述步骤2中设定所述逆时针螺旋路径和所述顺时针螺旋路径中第一条螺旋路径起点的所述极角均为零度，第一条逆时针螺旋路径起点的所述极角u1＝0°，第一条顺时针螺旋路径起点的所述极角v1＝0°；计算第i个逆时针螺旋路径起点的所述极角为ui＝(i-1)Ф，第i个顺时针螺旋路径起点的所述极角为vi＝(1-i)Ф。

优选的，所述步骤3中设定所述铣刀开槽时所述沥青抛光盘的所述转速为w，所述铣刀在所述沥青抛光盘半径方向的所述移动速度为k＝(ro-ri)w/θ，以及所述铣刀的开槽深度；通过所述机床控制所述铣刀以规划的第i个逆时针螺旋路径或第i个顺时针螺旋路径生成螺旋槽的具体过程为：