[发明专利]一种复制制造Wolter-I型反射镜的工艺

摘要

本发明公开了一种复制制造Wolter‑I型反射镜的工艺，其工艺流程为：复制所用的精密芯轴制造→PVD工艺涂敷DLC膜层→PVD工艺涂敷金膜反射层→电铸镜壳→对镜壳表面修整→利用脱模装置在低温制冷室内将反射镜从芯轴上释放→清洗反射镜表面。本发明在复制金膜和芯轴表面之间涂敷DLC作为脱膜层，可以有效防止脱模过程中金膜的破损，有利于复制金膜从芯轴上顺利脱下；镀金膜时在芯轴回转表面和两个端面同时进行，防止电铸过程中电铸镍从芯轴端面金膜与芯轴表面之间渗入；延长电铸时间，可以提高镜壳的强度，防止变形，而且易于脱壳、运输和安装；在低温室内通过辅助脱壳装置使芯轴与镜壳分离，避免了反射镜制造成本增加和健康危害。

主权项

1.一种复制制造Wolter‑I型反射镜的工艺，其特征在于所述工艺步骤如下：第一步、芯轴制造：（1）两步粗车削芯轴毛坯：a、第一步粗车削采用三维软件建立芯轴数学模型，生成加工用数控代码，在XZ两轴普通数控车床中使用硬质合金刀具对圆柱形铝合金棒材料进行芯轴毛坯第一步粗车削；b、第二步粗车削根据被加工非球面子午截面曲线方程计算出刀具中心运动轨迹，使刀具中心沿着待加工非球面子午截面轮廓曲线的等距线运动，保持刀具中心在插补点法线上且偏离插补点一个刀具圆弧半径；（2）芯轴表面化学镀镍磷合金采用电脉冲提高化学镀镍磷合金层厚度的方法对芯轴毛坯表面进行镀镍磷合金处理；（3）芯轴表面精密车削：分别使用聚晶金刚石刀具和天然单晶金刚石刀具在XZ两轴精密车床中半精密车削和精密车削芯轴，车削过程中使刀具中心沿着待加工非球面子午截面曲线的等距线运动，保持刀具中心在插补点法线上且偏离插补点一个刀具圆弧半径；（4）芯轴表面自动抛光：在XZ两轴精密车床中，选用弹性球形抛光工具，在其球面上依次包裹棉花和抛光绒布，选用粒径0.5～2μm的金刚石抛光液分别对芯轴表面进行粗抛和精抛，通过计算使抛光球球心沿着待加工非球面子午截面曲线的等距线运动，保持抛光球球心在插补点法线上且偏离插补点一个抛光球半径；（5）芯轴表面手工抛光；第二步、镜面复制复制金膜和芯轴表面之间采用PVD工艺涂敷类金刚石碳膜作为脱膜层；然后采用PVD工艺在芯轴回转表面和两个端面同时镀金膜，复制出反射镜表面；第三步、电铸镜壳以导电的芯轴作阴极，电铸材料镍作阳极，含电铸材料镍的金属盐溶液作电铸溶液，在复制金膜后的芯轴表面进行电铸，形成镜壳，使镜壳壁厚大于3mm；对电铸后的镜壳进行修整，去除多余的电铸部分，获得光滑的镜壳表面，使修整后的镜壳厚度为1.5～2.5mm；第四步、脱壳利用脱模装置在低温制冷室内将镜壳从芯轴上释放，得到反射镜，最后对芯轴和镜面上残留的类金刚石碳膜清洗。