一种基于低能离子束溅射的半球谐振子修形方法技术

本发明专利技术公开了一种基于低能离子束溅射的半球谐振子修形方法，采用离子束对半球谐振子进行修形，在半球谐振子赤道区域加工时，将离子源沿半球谐振子的径向方向入射进行离子束迭代加工，可控性更强，同时在加工过程中调控参数以减少热变形对修形精度的影响以实现高精度谐振子的加工。精度谐振子的加工。精度谐振子的加工。

【技术实现步骤摘要】
一种基于低能离子束溅射的半球谐振子修形方法


[0001]本专利技术涉及振动陀螺
，尤其涉及一种基于低能离子束溅射的半球谐振子修形方法。

技术介绍

[0002]半球谐振陀螺(Hemispherical Resonator Gyroscope,HRG)是一种新型哥氏振动陀螺仪(Coriolis Vibratory Gyroscopes)，具有抗冲击、重量轻、工作可靠性高等特点。其利用哥氏振动效应(Coriolis Effect)可以对转动角度和角速度实现测量。半球谐振陀螺的结构包括激励电极、半球谐振子、敏感读出电极，其中半球谐振子的是半球谐振陀螺的核心敏感元件，其加工精度决定了半球谐振陀螺的导航精度等关键性能指标。
[0003]理想情况下，半球谐振子激励模态和敏感模态频率相同。但是由于加工条件和材料特性的限制，实际的谐振子并不完美，会出现壁厚不均匀、弹性模量分布差异等情况，谐振子在振动时将产生两个互成45
°
的固有轴系，又称振动主轴(Principle axis)。谐振子沿两个固有轴振动时谐振频率分别为ω1和ω2，二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于低能离子束溅射的半球谐振子修形方法，其特征在于：包括以下步骤：1)、检测待加工半球谐振子的面形精度，判断面形精度PV值是否大于0.3μm，若是，则修正半球谐振子的面形精度PV值至小于0.3μm，否则执行步骤2)；2)、将待加工半球谐振子的面形沿球面母线展开后得到的面形分布矩阵R；3)、确定离子束抛光工艺参数，根据工艺参数获取去除函数矩阵r和去除函数直径d；4)、根据去除函数直径d对面形分布矩阵R进行边缘拓扑获得边缘延拓面形矩阵R
real
，根据面形分布矩阵R
real
和去除函数矩阵r，计算得到离子束加工的驻留时间分布矩阵M；5)、根据离子束加工驻留时间分布矩阵M，对加工过程中半球谐振子的加工温度场和热膨胀进行计算，判断热变形参数u值是否小于100μm，若是，按照步骤4)的驻留时间分布矩阵M执行步骤7)，否则，调整加工温度调整因子n值使n
×
u<100μm，将步骤4)的驻留时间矩阵M与n相乘，获得新的驻留时间矩阵M
n
，执行步骤7)；6)、根据离散数据间隔D与待加工半球谐振子面形每一个数据点(x
i
,y
i
)所在的径向半径R
i
，计算出对应的角度间隔D
i
；7)、根据步骤5)得到的驻留时间矩阵M或M
n
与步骤6)得到角度间隔D
i
计算获得C轴旋转角速度值，得到速度矩阵V；8)、将速度矩阵V编制至离子束加工数控代码，将离子源沿半球谐振子的径向方向入射进行离子束迭代加工[1/n]，对半球谐振子进行面形精度修形，[]为向下取整函数；9)、检测待加工半球谐振子的面形精度，判断面形精度PV值是否大于0.1μm，若是则修形完成进行后续调平步骤，否则跳转执行步骤3)。2.根据权利要求1所述的基于低能离子束溅射的半球谐振子修形方法，其特征在于：所述步骤4)中，所述边缘延拓具体包括以下步骤：将面形分布矩阵R左边缘宽度为d/2的面形数据追加至面形分布矩阵R右边缘，将面形分布矩阵R右边缘宽度为d/2的面形数据追加至面形分布矩阵R左边缘，得到边缘延拓面形矩阵R
real
。3.根据权利要求1所述的基于低能离子束溅射的半球谐振子修形方法，其特征在于：所述步骤2)中，展开面形时的采样间隔和检测面形精度时的采样间隔相同。4.根据权利要求2所述的基于低能离子束溅射的半球谐振子修形方法，其特征在于：所述步骤3)抛光工艺参数中，离子源的离子能量为600～900eV，加工距离为30～50mm，工作气体为氩气，离子源光斑束径为2～4mm。5.根据权利要求4所述的基于低能离子束溅射的半球谐振子修形方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜春阳，戴一帆，陈善勇，刘俊峰，彭小强，关朝亮，胡皓，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
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