[发明专利]带有轻量化结构的高精度同轴非球面反射镜快速加工工艺

权利要求书

1.一种带有轻量化结构的高精度同轴非球面反射镜快速加工工艺，其特征在于具体步骤如下：

步骤一：轻量化成形：根据零件轻量化要求，使用精雕机在镜坯上进行轻量化孔的加工，加工后进行酸洗去应力；

步骤二：铣磨粗抛：首先使用数控超精密磨削的方法进行铣磨成形，然后经酸洗液酸洗后进行抛光，粗抛使用大尺寸气囊抛光进行，主要控制中高频残差，避免出现大量相邻环状误差；

步骤三：修形抛光：使用干涉仪搭配补偿光路进行精确面形测量，对测量数据进行适当的滤波后，再使用磁流变抛光设备进行精确修形抛光，提升面型精度，多次修形后若面形精度达到要求RMS≤0.02λ，λ＝632.8nm，进入步骤五；若面形精度经多次修型无法提升，达不到要求，则进行步骤四；

步骤四：光顺加工：使用小磨头抛光设备进行光顺加工以去除中高频残差；

步骤五：成形加工：若零件有中心孔则先定心磨边再进行中心孔的铣磨，若无中心孔则只进行定心磨边；使用定心磨边机进行外圆铣磨，使用精雕机进行中心孔的铣磨，成形后测量面形，若变形较小符合要求，则加工完成，若变形较大，面形精度不符合要求，进行步骤六；

步骤六：精修抛光：针对成形引起的面形变化进行精修抛光直至达到要求。

2.根据权利要求1所述带有轻量化结构的高精度同轴非球面反射镜快速加工工艺，其特征在于：所述步骤一中，零件的镜坯直径大于成品零件直径10-20mm。

3.根据权利要求1所述带有轻量化结构的高精度同轴非球面反射镜快速加工工艺，其特征在于：所述步骤一中，镜坯在轻量化孔加工前，首先精磨其两端面，控制边厚差在0.01mm以内；然后铣磨外圆，控制圆柱度在0.01mm以内。

4.根据权利要求1所述带有轻量化结构的高精度同轴非球面反射镜快速加工工艺，其特征在于：所述步骤三中，通过低通傅里叶滤波的方式对测量结果进行处理，将尺寸小于加工工具去除函数尺寸1/5的中高频滤掉，去除磁流变无法修行的高频误差；所述加工工具为磁流变抛光设备的抛光头。

5.根据权利要求1所述带有轻量化结构的高精度同轴非球面反射镜快速加工工艺，其特征在于：所述步骤三中，磁流变抛光设备结合滤波处理后的测量数据进行修形抛光，磁流变抛光液为氧化铈磁流变液，抛光轮转速220rpm，液体流量125Lit/Hour，磁场电压7V。

6.根据权利要求1所述带有轻量化结构的高精度同轴非球面反射镜快速加工工艺，其特征在于：所述步骤四中，光顺加工方法为，使用Φ40mm的沥青抛光工具进行匀速光顺加工，沥青为62#，抛光工具自转转速125rpm，公转转速为0，抛光粉为氧化铈。

7.根据权利要求1所述带有轻量化结构的高精度同轴非球面反射镜快速加工工艺，其特征在于：所述步骤五中，中心孔的铣磨方法为：

步骤1：划切一块长方体窗玻璃，其长、宽尺寸大于零件外圆直径，将窗玻璃的两端面进行精磨；

步骤2：在电热板上放置隔热层，将窗玻璃与加工零件放置于隔热层上，设置电热板的最高温度为200℃，加热后使用热熔性粘接剂将零件粘接于窗玻璃端面中间位置，自然冷却；

步骤3：测量粘接后的整体等厚，通过精磨窗玻璃控制等厚在0.01mm以内；

步骤4：用压板压在窗玻璃上进行固定，将千分表吸附在机床主轴上，转动主轴观察千分表跳动，保证外圆跳动在0.01mm以内，加工平面跳动在0.01mm以内；

步骤5：进行中心孔的铣磨，并倒角；

步骤6：铣磨中心孔后，拆除窗玻璃，用汽油进行零件清洗，并手工对背部中心孔进行倒角。

8.根据权利要求1所述带有轻量化结构的高精度同轴非球面反射镜快速加工工艺，其特征在于：所述步骤六中，首先采用干涉仪搭配补偿光路进行精确面形测量；然后，通过低通傅里叶滤波的方式对测量结果进行处理，将尺寸小于加工工具去除函数尺寸1/5的中高频滤掉，去除磁流变无法修行的高频误差；最后，使用磁流变抛光设备结合滤波处理后的数据进行修形抛光，磁流变抛光液为氧化铈磁流变液，抛光轮转速220rpm，液体流量125Lit/Hour，磁场电压7V。