【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光陀螺光学零件加工，尤其涉及一种e型镜开槽后的薄壁精加工方法。
技术介绍
1、激光陀螺谐振腔本质上是一种环形激光器，主要由一件腔体、四片反射镜和阴阳极共同组成一个密闭环形腔。e型镜即为其中一种反射镜，一般为石英玻璃或微晶玻璃等低膨胀硬脆材料加工而成，其外形呈字母“e”型(如图1)，具有双面环槽和薄壁结构，工作面(也称为正面)镀有高精度的反射膜。
2、谐振腔工作过程中，e型镜中间柱子需要持续进行微位移，以补偿不同环境下谐振腔腔长的变化，始终维持腔长稳定性，因此对薄壁强度提出了很高的要求；其次，为提高激光陀螺长期服役可靠性，还需要谐振腔具有极低的漏率，而e型镜薄壁往往是一个发生渗漏气的薄弱点，所以要求加工阶段尽可能减少薄壁微裂纹，消除漏气隐患；此外，谐振腔装调过程为观察腔内洁净度和光胶效果，还要求对薄壁进行抛光处理。
3、目前，e型镜加工路线一般为：硬质金刚石磨头开槽(粗加工)—软质聚氨酯/羊毛磨头数控或手工抛光(精加工)-工作面超光滑抛光-镀膜。e型镜材质为硬脆玻璃材料，开槽后必然存在较深的损伤层。手工抛光虽然能很好地去除损伤层，但精度难以控制且效率极低。相对于手工抛光，软质磨头数控抛光加工效率有明显提升，但究其本身也是磨削加工，因此抛光后表面存在明显的亚表面缺陷层，且表面规则性的磨削纹路不利于薄壁强度的提升和漏气隐患的消除；此外，开槽后的损伤层较深，一般要求抛光去除量较大，而软质磨头受力极易变形(聚氨酯磨头相对更硬、变形量小，但不可避免地抛光效果更差、残留损伤层更深)，导致抛光后薄壁平面度
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种e型镜开槽后的薄壁精加工方法，用于e型镜开槽后薄壁损伤层去除和抛光处理。该方法对高精度数控设备依赖更少，生产效率更高，且e型镜薄壁形位精度更优、表面损伤层极浅，可较好地满足激光陀螺对e型镜加工质量的严苛要求。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、本专利技术提供一种e型镜开槽后的薄壁精加工方法，用于对e型镜开槽后薄壁损伤层进行去除和抛光处理，该方法包括以下步骤：
4、步骤s1、设计、加工e型镜化学刻蚀专用夹具，夹具中设置有多个大小一致的椭圆形镂空；
5、步骤s2、将开槽后的e型镜一一放置于夹具内的椭圆形镂空处，将夹具浸没在配制好的刻蚀液中，通过调节时间和温度控制刻蚀去除量；
6、步骤s3、刻蚀后，分别测试e型镜双面环槽薄壁粗糙度以及薄壁与抛光基准面的平行差，计算二者之和作为抛光去除量；
7、步骤s4、制备抛光专用沥青磨头，将前端设有羊毛的磨头浸没于抛光沥青中，待磨头充分吸收抛光沥青后静置冷却，并在磨头端面加工储液槽；
8、步骤s5、在抛光设备上安装待抛光的e型镜和磨头，将磨头与e型镜的环槽对准，滴加抛光液，并设置e型镜自转转速和磨头自转转速，控制磨头与环槽薄壁接触，根据磨头与环槽薄壁之间的压力和加工参数下的抛光去除速率，结合计算的抛光去除量，调整抛光时长，取出抛光后的e型镜进行清洗和吹干。
9、进一步地，本专利技术的所述步骤s1中的e型镜化学刻蚀专用夹具包括：零件盘和把手，零件盘上开设有多个大小一致的椭圆形镂空，椭圆形镂空用于在刻蚀过程中将e型镜悬空竖直放置在其中，e型镜仅有外倒角与夹具接触。
10、进一步地，本专利技术的所述步骤s1中的e型镜化学刻蚀专用夹具为氟塑料材质，夹具为圆形，把手安装在圆心处。
11、进一步地，本专利技术的所述步骤s2的方法具体包括：
12、将开槽后的e型镜成批量一一放置于夹具的椭圆形镂空处，浸没在配制好的刻蚀液中，通过调节时间和温度控制刻蚀去除量，刻蚀去除量超过开槽损伤层深度，将刻蚀后的e型镜用去离子水冲洗、漂洗3～5遍，吹干或烘干。
13、进一步地，本专利技术的所述步骤s4的抛光专用沥青磨头包括：磨头基体、磨头羊毛部分和储液槽，磨头基体为柱状，其底部设置磨头羊毛部分，磨头羊毛部分吸收抛光沥青并冷却后，在底部的端面上开设储液槽，储液槽为“十字”v型槽。
14、进一步地，本专利技术的所述步骤s4的方法具体包括：
15、步骤s41、将配制好的抛光沥青加热至200～300℃，搅拌均匀，此时抛光沥青呈熔融状态，液面有烟雾挥发；
16、步骤s42、将抛光专用沥青磨头的磨头羊毛部分竖直浸没于熔融抛光沥青中，浸没时间30～60s；
17、步骤s43、将磨头从熔融的抛光沥青中提出，悬停在抛光沥青液面上方10～30mm处5～10s，至磨头羊毛部分充分吸收表面吸附的抛光沥青液滴，端面朝下放置于不锈钢或玻璃平板上，静置冷却；
18、步骤s44、利用人工或数控方式在磨头端面加工储液槽，备用。
19、进一步地，本专利技术的所述抛光沥青的各成分重量配比为：沥青：松香：蜂蜡＝35～60：40～60:0.5～2。
20、进一步地，本专利技术的所述步骤s42中的方法还包括：
21、磨头直径大于单边环槽径向尺寸的2/3～1倍，磨头羊毛部分高度大于任一侧环槽深度。
22、进一步地，本专利技术的所述步骤s5的方法具体包括：
23、步骤s51、在抛光设备上安装待抛光的e型镜和磨头，e型镜平躺放置；
24、步骤s52、对刀，确认磨头位置，将磨头与e型镜的环槽对准，并利用抛光设备自带的金刚石车刀去除磨头端面、外圆的毛刺；
25、步骤s53、滴加抛光液至充满环槽；
26、步骤s54、设置e型镜自转转速10～30r/min、磨头自转转速60～200r/min；根据磨头直径和环槽径向尺寸，设置磨头横向位移幅度至能抛光整个环槽薄壁范围，位移速率控制在0.1～0.3mm/min；
27、步骤s55、控制磨头下移与环槽薄壁接触，继续缓慢下移至压力显示为1～2bar；
28、步骤s56、根据压力和加工参数下抛光去除速率和计算得到的抛光去除量，调整抛光时长10～30min，直到完成薄壁抛光；
29、步骤s57、取出e型镜，清洗后更换另一面的环槽，重复步骤s51～s56；
30、步骤s58、清洗、吹干，检查e型镜薄壁抛光效果。
31、进一步地，本专利技术的所述抛光液为普通氧化铈抛光粉加水混合而成。
32、本专利技术产生的有益效果是：
33、本专利技术提出的一种激光陀螺e型镜开槽后薄壁精加工方法，依次利用化学刻蚀和沥青/羊毛磨头数控抛光对开槽后薄壁进行处理，去除开槽产生的损伤层，达到抛光效果。
34、①化学刻蚀：利用含氢氟酸的刻蚀液对开槽后的e型镜进行刻蚀，去除开槽损伤层；设计专用刻蚀夹具，实现批量加工，且确保刻蚀均匀性。该方法与传统抛光方式相比，效率极高，不依赖数控设备、成本低，且化学刻蚀为无应力加工方法，不会产生新的加工应力和损伤层。
35、②改进软质磨头抛光：本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种E型镜开槽后的薄壁精加工方法，用于对E型镜开槽后薄壁损伤层进行去除和抛光处理，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的E型镜开槽后的薄壁精加工方法，其特征在于，所述步骤S1中的E型镜化学刻蚀专用夹具包括：零件盘和把手，零件盘上开设有多个大小一致的椭圆形镂空，椭圆形镂空用于在刻蚀过程中将E型镜悬空竖直放置在其中，E型镜仅有外倒角与夹具接触。
3.根据权利要求2所述的E型镜开槽后的薄壁精加工方法，其特征在于，所述步骤S1中的E型镜化学刻蚀专用夹具为氟塑料材质，夹具为圆形，把手安装在圆心处。
4.根据权利要求1所述的E型镜开槽后的薄壁精加工方法，其特征在于，所述步骤S2的方法具体包括：
5.根据权利要求1所述的E型镜开槽后的薄壁精加工方法，其特征在于，所述步骤S4的抛光专用沥青磨头包括：磨头基体、磨头羊毛部分和储液槽，磨头基体为柱状，其底部设置磨头羊毛部分，磨头羊毛部分吸收抛光沥青并冷却后，在底部的端面上开设储液槽，储液槽为“十字”V型槽。
6.根据权利要求5所述的E型镜开槽后的薄壁精加工方法，其特征
7.根据权利要求6所述的E型镜开槽后的薄壁精加工方法，其特征在于，所述抛光沥青的各成分重量配比为：沥青：松香：蜂蜡＝35～60：40～60:0.5～2。
8.根据权利要求6所述的E型镜开槽后的薄壁精加工方法，其特征在于，所述步骤S42中的方法还包括：
9.根据权利要求1所述的E型镜开槽后的薄壁精加工方法，其特征在于，所述步骤S5的方法具体包括：
10.根据权利要求9所述的E型镜开槽后的薄壁精加工方法，其特征在于，所述抛光液为普通氧化铈抛光粉加水混合而成。
...【技术特征摘要】
1.一种e型镜开槽后的薄壁精加工方法，用于对e型镜开槽后薄壁损伤层进行去除和抛光处理，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的e型镜开槽后的薄壁精加工方法，其特征在于，所述步骤s1中的e型镜化学刻蚀专用夹具包括：零件盘和把手，零件盘上开设有多个大小一致的椭圆形镂空，椭圆形镂空用于在刻蚀过程中将e型镜悬空竖直放置在其中，e型镜仅有外倒角与夹具接触。
3.根据权利要求2所述的e型镜开槽后的薄壁精加工方法，其特征在于，所述步骤s1中的e型镜化学刻蚀专用夹具为氟塑料材质，夹具为圆形，把手安装在圆心处。
4.根据权利要求1所述的e型镜开槽后的薄壁精加工方法，其特征在于，所述步骤s2的方法具体包括：
5.根据权利要求1所述的e型镜开槽后的薄壁精加工方法，其特征在于，所述步骤s4的抛光专用沥青磨头包括：磨头...
【专利技术属性】
技术研发人员：王潺，车驰骋，王强，陈光，刘彦清，郭庆淼，
申请(专利权)人：武汉华中旷腾光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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