碳化钨或碳化硅工件表面的超精密磨削方法技术

本发明专利技术提供一种碳化钨或碳化硅工件表面的超精密磨削方法，该方法包括如下步骤：采用水溶性磨削液，并采用树脂砂轮对工件进行预设磨削参数及磨削路径下的半精密磨削加工；采用油性磨削液，并采用细陶瓷砂轮对工件进行预设磨削参数及磨削路径下的精密磨削加工；对精密磨削加工后的工件进行超精密磨削加工，通过轮廓仪测试工件面型精度PV≤0.2μm，通过干涉仪测量工件表面粗糙度Ra≤5nm，中频≤35nm，使用显微镜观察工件表面磨削纹路呈现规则均匀的网格状。本发明专利技术采用半精密磨削

【技术实现步骤摘要】
碳化钨或碳化硅工件表面的超精密磨削方法


[0001]本专利技术属于超精密磨削
，尤其涉及一种碳化钨或碳化硅工件表面的超精密磨削方法。

技术介绍

[0002]自由曲面透镜的特点是曲率半径随着中心轴而变化，用以改进光学品质，减少光学元件，降低设计成本。采用自由曲面技术设计的光学系统，可消除球差、慧差、像散、场曲，减少光能损失，从而获得高质量的图像效果和高品质的光学特性，可广泛应用于各种军用产品、现代光电子产品、数码影像产品、安防监控、车载镜头、智能手机、激光显示、光通讯等行业；而用于批量非球面透镜模压生产的超精密磨削加工技术是当今世界光学领域一项用途十分广泛的、快速发展的高新技术。
[0003]由于玻璃模压环境温度高达700
°
，为保证产品的精度，只能采用耐高温热变形极小的碳化钨或碳化硅等超硬合金模具，而这种模具超精密加工的难点在于：材料是硬质合金，形状是非球面，尺度很小，在几十微米到几毫米之间，工精度要求很高，面形精度要求PV做到200nm以下，表面粗糙度要求达到纳米级；所用设备为具备纳米级分辨率的磨床，加工环境要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.碳化钨或碳化硅工件表面的超精密磨削方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)采用水溶性磨削液，并采用树脂砂轮对碳化钨或碳化硅工件进行预设磨削参数及磨削路径下的半精密磨削加工；关闭磨削轴及超精密加工磨床，卸下工装夹具并通过轮廓仪测量碳化钨或碳化硅工件面型精度PV达到1um以下，若不满足则重复步骤1)；所述半精密磨削加工的磨削参数设置为：D＝2
‑
10um，F＝1
‑
5mm/min,L＝5
‑
20，其中D为磨削深度，F为工件进给速度，L为循环圈数；2)采用油性磨削液，并采用细陶瓷砂轮对半精密磨削加工后的工件进行预设磨削参数及磨削路径下的精密磨削加工；所述精密磨削加工的磨削参数设置为：D＝1
‑
5um，F＝0.5
‑
2mm/min，L＝1
‑
10，其中D为磨削深度，F为工件进给速度，L为循环圈数；3)通过轮廓仪测试工件面型精度PV，通过干涉仪测量工件表面粗糙度Ra，根据面型精度PV对加工程序进行砂轮的补偿修正，根据表面粗糙度Ra对进给量和进给速度进行修正；采用油性磨削液，并采用细陶瓷砂轮对精密磨削加工后的工件进行超精密磨削加工，如超精密磨削加工后通过轮廓仪测试工件面型精度PV≤0.2μm，通过干涉仪测量工件表面粗糙度Ra≤5nm，中频≤35nm，使用显微镜观察工件表面磨削纹路呈现规则均匀的网格状，则合格，若不满足则重复步骤3)，直到满足要求为止。2.如权利要求1所述的碳化钨或碳化硅工件表面的超精密磨削方法，其特征在于，所述步骤1)前还有步骤：将力学性能符合使用要求的烧结碳化钨或碳化硅加工至毛坯形状，经过轮廓仪测量面型误差PV要求小于20um；将超精密加工磨床工作置于预设恒温、恒湿、十万级洁净室及防震地基要求的超精密磨削加工实验室内，开机空运行至机床达到热稳定；将碳化钨或碳化硅工件安装在工装夹具上，再将夹具安装在超精密加工磨床主轴(3)的真空吸盘上，调整碳化钨或碳化硅工件的同心度误差使其达到0.5um以内；将砂轮安装在超精密加工磨床磨削轴(5)上，调整高精度磨削轴的动平衡达到10nm以内，在满足加工条件下完成对刀。3.如权利要求2所述的碳化钨或碳化硅工件表面的超精密磨削方法，其特征在于，所述超精密磨削加工实验室的温度控制在22
±
0.3℃，水温控制在22
±
0.1℃，压缩空气温度控制在22
±
0.1℃，压缩空气含油量控制在0.01mg/m3...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙青松，梁嘉明，朱江，黄鑫，何鑫，
申请(专利权)人：成都光明南方光学科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：