技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)零件的加工方法，尤其涉及一種非球面光學(xué)零件的加工方法。

背景技術(shù)

非球面的制造非常復(fù)雜，需要專門測(cè)量系統(tǒng)，傳統(tǒng)加工方法雖然已經(jīng)比較成熟，但是需要專業(yè)的工匠技藝，確定性差，手工修拋的效率非常低。

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制小工具(磨頭)拋光可以消除研磨粗拋后剩余的研磨損傷，并對(duì)面形具有光順效應(yīng)，但是數(shù)控小工具拋光技術(shù)，雖然得到了一定的發(fā)展，但由于小磨頭加工非球面時(shí)，拋光盤與鏡面不能完全“貼合”，導(dǎo)致拋光膠與拋光液的濃度不能保持長(zhǎng)久穩(wěn)定，使得傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)小磨頭加工“去除函數(shù)”在加工過程中不能保持穩(wěn)定，加工收斂比較慢，需要大量的迭代加工，成本難于控制。

磁流變拋光技術(shù)可以克服傳統(tǒng)拋光的這些限制，其確定性高的特點(diǎn)可以帶來高的收斂比，特別是在精加工階段。磁流變拋光是一種可控柔體拋光，拋光液與鏡面接觸形成“柔性拋光膜”通過數(shù)控的方法使拋光液在鏡面上的截流狀態(tài)保持高度穩(wěn)定性，具有確定性高，精度高等優(yōu)點(diǎn)，但其在去除中高頻誤差上也有局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有非球面光學(xué)零件加工工藝加工周期長(zhǎng)、確定性低的不足，提供一種高效率、高精度的非球面光學(xué)零件短流程加工方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：一種非球面光學(xué)零件短流程加工方法，主要包括以下步驟：

(a)研磨粗拋：對(duì)非球面光學(xué)零件進(jìn)行研磨粗拋后，如果所述非球面光學(xué)零件表面出現(xiàn)損傷，利用磁流變進(jìn)行損傷去除，否則，進(jìn)入步驟(b)；

(b)面形誤差檢測(cè)與分析：通過面形誤差測(cè)量得到面形誤差峰谷值與面形誤差的均方根值，然后根據(jù)面形誤差峰谷值與面形誤差的均方根值的比值來判斷，即如果所述比值小于10時(shí)，進(jìn)入下述步驟(c1)，否則，進(jìn)入下述步驟(c2)；

(c)繼續(xù)選擇性加工：所述選擇性加工過程包括

(c1)采用磁流變修形迭代加工步驟去除低頻面形誤差，直到達(dá)到面形精度要求結(jié)束加工，否則，回到步驟(b)；或

(c2)采用計(jì)算機(jī)控制小工具光順迭代加工步驟去除中、高頻面形誤差，直到面形誤差測(cè)量與分析結(jié)果顯示面形誤差峰谷值與面形誤差均方根值的比值小于10時(shí)，進(jìn)入所述步驟(c1)。

上述非球面光學(xué)零件短流程加工方法中，優(yōu)選的，所述步驟(c1)中磁流變修形迭代加工時(shí)，所用的拋光液為氧化鈰磁流變液，拋光輪轉(zhuǎn)速為100rpm～300rpm，拋光液液體流量為60Lit/Hour～180Lit/Hour。

上述非球面光學(xué)零件短流程加工方法中，優(yōu)選的，所述步驟(c2)中計(jì)算機(jī)控制小工具光順迭代加工時(shí)，所用的拋光磨料為氧化鈰。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明的非球面光學(xué)零件短流程加工方法，是利用磁流變非球面修形的高確定性與計(jì)算機(jī)控制小工具拋光對(duì)非球面中高頻的光順作用，在非球面加工中組合運(yùn)用兩種拋光工藝，提高了非球面加工效率；其中，單獨(dú)利用計(jì)算機(jī)控制小工具(磨頭)加工非球面鏡面時(shí)，可以去除非球面鏡面的中、高頻誤差，但拋光盤與鏡面不能完全“貼合”，拋光膠與拋光液的濃度不能保持穩(wěn)定，使得傳統(tǒng)的小磨頭加工去除函數(shù)在加工過程中不能保持穩(wěn)定，而單獨(dú)利用磁流變拋光在修形中具有很高的確定性，可以去除大部分的低頻誤差，但對(duì)中、高頻段的面形誤差的修形能力受到一定的限制，本發(fā)明通過對(duì)兩種工藝各自優(yōu)勢(shì)的充分利用，能提高加工效率，節(jié)省加工時(shí)間。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中離軸非球面反射鏡短流程加工的工藝流程圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的離軸非球面反射鏡經(jīng)過研磨粗拋后，計(jì)算機(jī)控制小工具光順前的面形誤差分布圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中的離軸非球面反射鏡經(jīng)過前期計(jì)算機(jī)控制小工具光順迭代加工步驟后的面形誤差分布圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中的離軸非球面反射鏡經(jīng)過磁流變修形迭代加工步驟后的面形誤差分布圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例中的離軸非球面反射鏡在磁流變修形迭代加工步驟后、磁流變精修步驟之前經(jīng)過一次計(jì)算機(jī)控制小工具光順后的面形誤差分布圖。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例中的離軸非球面反射鏡經(jīng)過磁流變精修步驟得到的面形誤差分布圖。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例中加工過程中離軸非球面反射鏡面形誤差峰谷值PV值的收斂曲線分布圖。

圖8為本發(fā)明實(shí)施例中加工過程中離軸非球面反射鏡面形誤差均方根植RMS值的收斂曲線分布圖。

圖9為本發(fā)明實(shí)施例中的離軸非球面反射鏡經(jīng)過前期計(jì)算機(jī)控制小工具光順迭代加工步驟后的PSD分析曲線圖。