一體式金屬角錐反射鏡的精密加工工藝制造技術

本發(fā)明專利技術公開了一體式金屬角錐反射鏡的精密加工工藝，包括以下步驟：選擇鋁合金材料作為胚體材料，對鋁合金胚體進行直角端銑削處理；選擇石英材料作為模具本體材料，進行超精密磨削處理；對模具本體材料進行超精密拋光處理,得到石英模具；控制石英模具向下進給對鋁合金胚體施加壓力進行模壓，對金屬模壓處理過程進行加熱，然后脫模，形成角錐面，得到一體式金屬角錐反射鏡；鍍膜處理以及幾何精度測試和光學性能測試；本發(fā)明專利技術工藝方法具有工藝難度低的優(yōu)點，加工步驟簡單易操作，加工周期合理，且加工出的一體式金屬角錐反射鏡表面幾何精度高，加工出的金屬角錐反射鏡具有輕量化、抗沖擊性能好以及反射功率強優(yōu)點。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一體式金屬角錐反射鏡的精密加工工藝
本專利技術涉及金屬角錐反射鏡加工
，尤其涉及一體式金屬角錐反射鏡的精密加工工藝。
技術介紹
金屬角錐反射鏡由于反射光束沿原方向返回，受電磁振動和機械振動影響弱等優(yōu)點，越來越廣泛地應用到激光跟蹤儀和激光測距領域，角錐反射鏡從成型方式上有拼接式和一體式，從材質上分為玻璃材質和金屬材質的。拼接式角錐反射鏡具有高精度和易制造的優(yōu)點，但是存在穩(wěn)定性差的缺點；一體式角錐反射鏡具有高精度和高穩(wěn)定性，但是具有難制造的缺點，現(xiàn)有的超精密加工工藝無法直接加工；玻璃材質的角錐反射鏡存在重量大和抗沖擊性能差的缺點；金屬材質的角錐反射鏡具有輕量化、抗沖擊性能好以及反射功率強的優(yōu)點。如何加工出具有加工難度低，且具有輕量化、抗沖擊性能好以及反射功率強優(yōu)點的角錐反射鏡具有十分重要的意思，因此，本專利技術提出一體式金屬角錐反射鏡的精密加工工藝，以解決現(xiàn)有技術中的不足之處。
技術實現(xiàn)思路
針對上述問題，本專利技術的目的在于提供一體式金屬角錐反射鏡的精密加工工藝，該精密加工工藝具有工藝難度低的優(yōu)點，加工步驟簡單易操作，加工周期合理，且加工出的一體式金屬角錐反射鏡表面幾何精度高，加工出的金屬角錐反射鏡具有輕量化、抗沖擊性能好以及反射功率強優(yōu)點。為實現(xiàn)本專利技術的目的，本專利技術通過以下技術方案實現(xiàn)：一體式金屬角錐反射鏡的精密加工工藝，包括以下步驟：步驟一：選擇鋁合金材料作為胚體材料，得到鋁合金胚體，將鋁合金胚體作為正結構，鋁合金胚體由成對設置的S1平面、S2平面和S3平面組成，S1平面和S2平面之間存在棱邊L12，S2平面和S3平面之間存在棱邊L23，S1平面和S3平面之間存在棱邊L13，L12、L23和L13三者重合處為頂角r，然后對鋁合金胚體進行直角端銑削處理；步驟二：選擇石英材料作為模具本體材料，然后對模具本體材料進行超精密磨削處理；步驟三：對模具本體材料進行超精密拋光處理，得到石英模具，將石英模具作為負結構，石英模具由成對設置的SP1平面、SP2平面和SP3平面組成，SP1平面和SP2平面之間存在棱線LSP12，SP2平面和SP3平面之間存在棱線LSP23，SP1平面和SP3平面之間存在棱線LSP13，LSP12、LSP23和LSP13三者重合處為頂尖v；步驟四：利用負結構的石英模具對正結構的鋁合金胚體進行金屬模壓處理，首先固定好正結構的鋁合金胚體，然后將負結構的石英模具固定在鋁合金胚體上方，控制石英模具向下進給對鋁合金胚體施加壓力進行模壓，對金屬模壓處理過程進行加熱，然后脫模，形成角錐面，得到一體式金屬角錐反射鏡；步驟五：對一體式金屬角錐反射鏡進行鍍膜處理；步驟六：對鍍膜處理后的一體式金屬角錐反射鏡進行幾何精度測試和光學性能測試。進一步改進在于：所述步驟一對鋁合金胚體進行直角端銑削處理時，先采用直角方刀對S1平面進行端銑，再采用直角方刀對S2平面進行端銑，接著采用直角方刀對S3平面進行端銑。進一步改進在于：所述步驟一對鋁合金胚體進行直角端銑削處理后，還需要對頂角r進行弧度處理。進一步改進在于：所述步驟二中對模具本體材料進行超精密磨削處理時，先對SP1平面進行平面超精密磨削，然后對SP2平面進行平面超精密磨削，最后對SP3平面進行平面超精密磨削。進一步改進在于：所述步驟三中對模具本體材料進行超精密拋光處理時，先采用小磨頭作為超精密磨削處理工具，然后確定小磨頭平面拋光工藝，然后設置拋光參數(shù)、壓力大小和拋光液類型，再控制表面平面度和光潔度參數(shù)，再對邊緣塌陷進行控制，最后依次對SP1平面、SP2平面和SP3平面進行超精密拋光處理。進一步改進在于：所述步驟四中對金屬模壓處理過程進行加熱時，控制加熱溫度為90-120攝氏度，石英模具向下進給對鋁合金胚體施加壓力進行模壓時，需要控制石英模具向下進給對鋁合金胚體施加的壓力均勻穩(wěn)定。進一步改進在于：所述步驟五中鍍膜處理時，在一體式金屬角錐反射鏡上鍍反射材料膜，所述反射材料膜優(yōu)先鋁膜或者銀膜中的任意一種。本專利技術的有益效果為：本專利技術加工工藝加工一體式金屬角錐反射鏡具有工藝難度低的優(yōu)點，加工步驟簡單易操作，加工周期合理，且加工出的一體式金屬角錐反射鏡表面幾何精度高，加工出的金屬角錐反射鏡具有輕量化、抗沖擊性能好以及反射功率強優(yōu)點，應用在激光跟蹤儀和激光測距領域具有優(yōu)異的效果。附圖說明圖1本專利技術工藝流程示意圖。圖2為本專利技術鋁合金胚體結構示意圖。圖3為本專利技術石英模具超精密磨削過程示意圖。圖4為本專利技術石英模具超精密磨削處理過程示意圖。圖5為本專利技術金屬模壓處理過程示意圖。具體實施方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。根據(jù)圖1、2、3、4、5所示，本實施例提出一體式金屬角錐反射鏡的精密加工工藝，包括以下步驟：步驟一：選擇鋁合金材料作為胚體材料，得到鋁合金胚體，將鋁合金胚體作為正結構，鋁合金胚體由成對設置的S1平面、S2平面和S3平面組成，S1平面和S2平面之間存在棱邊L12，S2平面和S3平面之間存在棱邊L23，S1平面和S3平面之間存在棱邊L13，L12、L23和L13三者重合處為頂角r，然后對鋁合金胚體進行直角端銑削處理，先采用直角方刀對S1平面進行端銑，再采用直角方刀對S2平面進行端銑，接著采用直角方刀對S3平面進行端銑，最后對頂角r進行弧度處理；步驟二：選擇石英材料作為模具本體材料，然后對模具本體材料進行超精密磨削處理，先對SP1平面進行平面超精密磨削，然后對SP2平面進行平面超精密磨削，最后對SP3平面進行平面超精密磨削；步驟三：對模具本體材料進行超精密拋光處理，先采用小磨頭作為超精密磨削處理工具，然后確定小磨頭平面拋光工藝，然后設置拋光參數(shù)、壓力大小和拋光液類型，再控制表面平面度和光潔度參數(shù)，再對邊緣塌陷進行控制，最后依次對SP1平面、SP2平面和SP3平面進行超精密拋光處理，得到石英模具，將石英模具作為負結構，石英模具由成對設置的SP1平面、SP2平面和SP3平面組成，SP1平面和SP2平面之間存在棱線LSP12，SP2平面和SP3平面之間存在棱線LSP23，SP1平面和SP3平面之間存在棱線LSP13，LSP12、LSP23和LSP13三者重合處為頂尖v；步驟四：利用負結構的石英模具對正結構的鋁合金胚體進行金屬模壓處理，首先固定好正結構的鋁合金胚體，然后將負結構的石英模具固定在鋁合金胚體上方，控制石英模具向下進給對鋁合金胚體施加壓力進行模壓，對金屬模壓處理過程進行加熱，然后脫模，形成角錐面，得到一體式金屬角錐反射鏡，控制加熱溫度為110攝氏度，石英模具向下進給對鋁合金胚體施加壓力進行模壓時，需要控制石英模具向下進給對鋁合金胚體施加的壓力均勻穩(wěn)定；<本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
1.一體式金屬角錐反射鏡的精密加工工藝，其特征在于，包括以下步驟：/n步驟一：選擇鋁合金材料作為胚體材料，得到鋁合金胚體，將鋁合金胚體作為正結構，鋁合金胚體由成對設置的S1平面、S2平面和S3平面組成，S1平面和S2平面之間存在棱邊L12，S2平面和S3平面之間存在棱邊L23，S1平面和S3平面之間存在棱邊L13，L12、L23和L13三者重合處為頂角r，然后對鋁合金胚體進行直角端銑削處理；/n步驟二：選擇石英材料作為模具本體材料，然后對模具本體材料進行超精密磨削處理；/n步驟三：對模具本體材料進行超精密拋光處理，得到石英模具，將石英模具作為負結構，石英模具由成對設置的SP1平面、SP2平面和SP3平面組成，SP1平面和SP2平面之間存在棱線LSP12，SP2平面和SP3平面之間存在棱線LSP23，SP1平面和SP3平面之間存在棱線LSP13，LSP12、LSP23和LSP13三者重合處為頂尖v；/n步驟四：利用負結構的石英模具對正結構的鋁合金胚體進行金屬模壓處理，首先固定好正結構的鋁合金胚體，然后將負結構的石英模具固定在鋁合金胚體上方，控制石英模具向下進給對鋁合金胚體施加壓力進行模壓，對金屬模壓處理過程進行加熱，然后脫模，形成角錐面，得到一體式金屬角錐反射鏡；/n步驟五：對一體式金屬角錐反射鏡進行鍍膜處理；/n步驟六：對鍍膜處理后的一體式金屬角錐反射鏡進行幾何精度測試和光學性能測試。/n...

【技術特征摘要】
1.一體式金屬角錐反射鏡的精密加工工藝，其特征在于，包括以下步驟：
步驟一：選擇鋁合金材料作為胚體材料，得到鋁合金胚體，將鋁合金胚體作為正結構，鋁合金胚體由成對設置的S1平面、S2平面和S3平面組成，S1平面和S2平面之間存在棱邊L12，S2平面和S3平面之間存在棱邊L23，S1平面和S3平面之間存在棱邊L13，L12、L23和L13三者重合處為頂角r，然后對鋁合金胚體進行直角端銑削處理；
步驟二：選擇石英材料作為模具本體材料，然后對模具本體材料進行超精密磨削處理；
步驟三：對模具本體材料進行超精密拋光處理，得到石英模具，將石英模具作為負結構，石英模具由成對設置的SP1平面、SP2平面和SP3平面組成，SP1平面和SP2平面之間存在棱線LSP12，SP2平面和SP3平面之間存在棱線LSP23，SP1平面和SP3平面之間存在棱線LSP13，LSP12、LSP23和LSP13三者重合處為頂尖v；
步驟四：利用負結構的石英模具對正結構的鋁合金胚體進行金屬模壓處理，首先固定好正結構的鋁合金胚體，然后將負結構的石英模具固定在鋁合金胚體上方，控制石英模具向下進給對鋁合金胚體施加壓力進行模壓，對金屬模壓處理過程進行加熱，然后脫模，形成角錐面，得到一體式金屬角錐反射鏡；
步驟五：對一體式金屬角錐反射鏡進行鍍膜處理；
步驟六：對鍍膜處理后的一體式金屬角錐反射鏡進行幾何精度測試和光學性能測試。


2.根據(jù)權利要求1所述的一體式金屬角錐反射鏡的精密加工工藝，其特征在于：所述步驟一對鋁合金胚體進行直角端銑削處理時...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：孔令豹，李旭鋒，
申請(專利權)人：孔令豹，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31