[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

说明书

本发明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，属于非球面反射镜加工技术领域；工艺步骤依次为：轻量化成形、铣磨粗抛、修形抛光、光顺加工、成形加工、成形后精修抛光；在成形加工时进行中心孔的加工方式为，加热后使用热熔性粘接剂将加工零件粘接于窗玻璃端面中间位置，采用压板压在窗玻璃上进行固定，再对中心孔进行铣磨，能够有效减小了受力变形。本发明的加工方法给出了带有轻量化结构且带有外形成形要求的同轴非球面反射镜的加工工艺流程，加工周期短，零件精度高，带有广泛的应用价值。

技术领域

本发明属于非球面反射镜加工技术领域，具体涉及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。

背景技术

随着航空技术的发展，侦查预警探测装备对光学系统性能、体积、轻量化等提出了越来越高的要求，非球面反射镜在矫正像差方面带有明显的优势，通常单一非球面镜能够实现多块球面镜的使用效果，能够有效的降低光学系统的复杂性、尺寸以及重量，因此带有轻量化结构的高精度同轴非球面反射镜极具应用价值。

现有加工技术未针对整体加工工艺进行合理规划，各环节控制要求不够合理，使得加工效率低下，且精度提升困难，影响了带有轻量化结构的高精度非球面反射镜的大规模应用，因此研究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，针对背部带有轻量化减重盲孔结构，且有中心孔的同轴非球面反射镜，通过严格精密的工艺流程，有效地提高了非球面的加工效率，并得到一个较高的加工精度。

本发明的技术方案是：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。

本发明的进一步技术方案是：所述步骤一中，零件的镜坯直径大于成品零件直径10-20mm。

本发明的进一步技术方案是：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。

本发明的进一步技术方案是：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。

本发明的进一步技术方案是：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。