小半徑柱面鏡光學加工工藝研究
針對某新型導彈激光系統(tǒng)提出的小半徑柱面鏡,通過對傳統(tǒng)柱面鏡加工方法的綜合分析比較,選擇合適的加工方法、用不同拋光模層進行拋光比較,對多種分離器材料和分離器槽的長短、模具的擺動幅度等進行工藝試驗。
精磨是拋光前幾何尺寸形成的一步,拋光確定后,只要把拋光模層及拋光粉換成金剛砂就可以了。一般精磨給拋光工序預(yù)留0.01mm的加工余量。 3 加工試驗結(jié)果 1)從加工試驗中得知,針對此小半徑柱面鏡,拋光模層選用聚胺脂拋光片較好,其變形小,整個柱面鏡表面拋光均勻,質(zhì)量好,發(fā)熱量也小,正常加拋光粉即可,無需額外的冷卻液供給裝置。而毛氈形變較大,零件常陷入其中,或者兩頭能拋亮而中間拋不亮。 2)精磨分離器材料選用不銹鋼較好,比其他幾種耐磨損,槽長約為零件長度的,H#U左右,這樣能更好地減小加工中錐度的產(chǎn)生。 3)拋光分離器材料以氟塑料為最佳,其軟硬適中,即避免了聚胺脂片的變形嚴重,無法完成拋光內(nèi)容,又避免有機玻璃的硬脆,需要長時間的磨合才能拋出好零件。當采用鋁材料的拋光分離器時,零件總是霧蒙蒙的,無法拋亮。槽長約為零件長度的140%左右,這樣既能保證加工質(zhì)量,又大大減少小圓棒柱面鏡折斷的產(chǎn)生。 4)分離器厚度以零件厚度的2/3左右為宜,分離槽為發(fā)射狀長直槽。此外,在拋光中,要特別注意圖1中擺動S的幅度要合適,一般為上平模直徑的10%左右。過大也會出現(xiàn)許多小圓棒柱面鏡折斷的現(xiàn)象。若不擺動只轉(zhuǎn)動,小圓棒柱面鏡表面又會出現(xiàn)較明顯的環(huán)狀條紋。 通過對以上加工因素的摸索,很好地完成了小圓棒柱面鏡的拋光內(nèi)容。其用精度0.8nm英國Taylor Hobson公司的Form Talysurf PGI1240輪廓儀進行測量評定,測量一段長度l,利用公式 程序計算給出表面粗糙度Ra值0.005μm,優(yōu)于圖紙要求的Ra0.01μm。在完成小圓棒柱面鏡拋光內(nèi)容后,再成盤磨去多余的半個圓柱,形成并達到平面的拋光要求,從而很好滿足了此小半徑柱面鏡的全部技術(shù)條件。通過一段時間的批量加工來看,質(zhì)量穩(wěn)定。 4 結(jié)論 通過對傳統(tǒng)柱面鏡加工方法的綜合分析比較,選擇合適的加工方法、對不同拋光模層,多種分離器材料和分離器槽的形狀和長短,模具的擺動幅度等加工因素進行工藝試驗摸索,試驗得出拋光模層采用聚胺脂拋光片較好,精磨分離器材料用不銹鋼較耐磨損,拋光分離器材料以氟塑料為最佳,加上對相關(guān)工藝參數(shù)的控制,能很好地滿足該小半徑柱面鏡表面粗糙度等技術(shù)要求,實現(xiàn)了穩(wěn)定的批量生產(chǎn)加工。此小半徑柱面鏡加工方法的分析、比較、選擇及其加工因素、工藝參數(shù)的試驗結(jié)果,對從事小半徑柱面鏡加工者有較好的借鑒作用。 |
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