工件转速可以轻而易举的将其去除，克服了传统加工修正W形误差带受边缘效应易产生碎带影响误差收敛慢的技术问题。
[0015]本发明的技术方案还适用于一些高次非球面镜以及拼接成旋转对称母镜的离轴非球面的加工。
【附图说明】
[0016]附图1为现有技术中由最接近球面获得非球面示意图；
附图2为现有技术中研磨盘不出边时翘边带变窄示意图；
附图3为现有技术中研磨盘出边时塌边示意图；
附图4为现有技术中由最接近球开始研磨修正0.707外翘边带产生的碎带示意图；
附图5为本发明实施例中由起始球面获得非球面示意图；
附图6为本发明实施例中研磨盘及研磨示意图；
附图7为实施例与对比例中材料去除量分布示意图。
[0017]其中:1、非球面母线；2、最接近球面；3、非球面；4、圆柱直径；5、起始球面；6、1.414D 口径;7、顶点；8、第一点；9、第二点；12、研磨盘；13、起始球面工件；14、工件待加工面;15、凹槽;16、实施例的材料去除分布曲线；17、对比例的材料去除分布曲线。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述:
实施例:待加工的非球面镜的参数为:曲率半径R=896.826mm，圆锥常数K=-0.96，口径D=380mmo
[0019]参见附图5所示，先按照非球面结构参数设计并加工起始球面，再通过研磨修正起始球面与非球面面形误差，最后使用检测设备测试面形误差指导研磨抛光。
[0020]其中，起始球面的曲率半径可由非球面顶点与非球面上1.414D 口径即537.32mm 口径处两点连接构成的三角形的外接圆求得，计算得到起始球半径为916.17Imm。
[0021]参见附图6所示，加工一个口径为380mm，曲率半径916.2mm的起始凹球面;加工三个凸球面研磨盘，曲率半径906.5mm, 口径分别为95mm、60mm、30mm，研磨盘上刻有宽2mm，深2mm的圆形凹槽;先选用粒度为W28的金刚砂对起始球进行研磨，工件转速50转/分钟，研磨盘运动方式为过镜面中心径向方向的往复运动，轮廓仪测量母线，用母线上误差分布指导加工;误差曲线PV〈30微米时，换用粒度W14的金刚砂研磨，工件转速20转/分钟，研磨盘运动方式为过镜面中心径向方向的往复运动，轮廓仪测量母线，用母线上误差分布指导加工;误差曲线PV〈5微米时，换用粒度WlO的金刚砂定点研磨，工件转速为零，用轮廓仪测量整个面获得整个面的面形误差分布数据指导修正非对称性局部误差;PV〈3微米时，粒度WlO的金刚砂研磨，工件转速为12转/分，使材料表面各处深度均匀去除10微米，通过这一工序可以最大限度保证整个镜面各处材料破坏层分布均匀一致;最终研磨获得面形误差PV〈3微米的非球面，直接对此非球面抛光即可获得期望的非球面。
[0022]经检测，起始球面加工非球面的材料去除分布曲线如图7中16所示，其分布曲线呈现高斯型曲线分布，去除量PV为217.5微米。
[0023]对比例:参见附图1所示，图中，I为非球面在OXZ坐标系中的母线；2为在OXZ坐标系中由非球面获得的最接近球面;3为经过研磨抛光最终获得的非球面;4为非球面口径D。
[0024]非球面镜结构参数与实施例相同。其最接近球面的曲率半径可由非球面顶点与非球面上380mm 口径处两点所构成外接圆求得，计算得到其最接近球半径906.491mm。
[0025]采用现有技术先加工最接近球面，再进行研磨制备非球面。
[0026]最接近球面加工非球面的材料去除分布曲线如图7中17所示，其分布曲线呈现W形，去除量PV为54.3微米。
[0027]从附图7的对比可以看出，本发明的实施例解决了现有技术中存在的问题，获得了显著的技术效果。
【主权项】
1.一种非球面镜的加工方法，用于加工圆锥常数κ〈0旋转对称凹二次非球面镜，包括先按照非球面结构参数设计并加工起始球面的步骤，再通过研磨修正起始球面(5)与非球面(I)面形误差的步骤，使用检测设备测试面形误差指导研磨抛光的步骤，其特征在于:所述起始球面(5)的口径D与非球面(3)的口径(4)相等，起始球面(5)的曲率半径R等于非球面(I)母线方程中顶点(7)与该非球面母线上1.414D 口径(6)处的第一点(8)、第二点(9)连接构成的三角形的外接圆半径。2.根据权利要求1所述的非球面镜的加工方法，其特征在于:所述研磨修正起始球面与非球面面形误差的步骤中，研磨所使用研磨盘(12)为曲率半径等于非球面最接近球(2)曲率半径的凸球面，研磨盘材料为玻璃，研磨方法为:以起始球面工件(13)的侧壁圆柱为基准调整使其圆柱轴心线与转台转轴同轴，然后将其固定在在转台上，研磨时在工件待加工面(14)均匀涂布研磨磨料，研磨盘在工件表面的运动行程为待加工面口径直径方向上的往复运动。3.根据权利要求2所述的非球面镜的加工方法，其特征在于:研磨盘(12)的凸面上刻有若干条凹槽(15)。4.根据权利要求2或3所述的非球面镜的加工方法，其特征在于:所述研磨修正起始球面与非球面面形误差的步骤中，研磨盘移动到工件边缘而不露边。5.根据权利要求1至4之一所述的非球面镜的加工方法，其特征在于所述研磨修正起始球面与非球面面形误差的步骤中，研磨所使用磨料的选用方法是:先判断母线面形误差的PV值，当PV > 300微米时使用粒度W40的磨料研磨，当30微米< PV<300微米使用粒度W28的磨料研磨，当5微米< PV<30微米使用粒度W14的磨料研磨，当PV<5微米使用粒度WlO的磨料研磨。6.根据权利要求1所述的非球面镜的加工方法，其特征在于所述使用检测设备测试面形误差指导研磨抛光的步骤为:研磨阶段母线面形误差PV^ 5微米时使用轮廓仪测量母线，用母线上的误差分布曲线指导研磨修正对称性误差，当PV<5微米时，用轮廓仪测量测量整个镜面，用三维面形误差分布指导研磨修正局部非对称误差。
【专利摘要】本发明公开了一种非球面镜的加工方法，用于加工圆锥常数K<0旋转对称凹二次非球面镜，包括先按照非球面结构参数设计并加工起始球面的步骤，再通过研磨修正起始球面与非球面面形误差的步骤，使用检测设备测试面形误差指导研磨抛光的步骤，其特征在于：所述起始球面的口径D与非球面的口径相等，起始球面的曲率半径R等于非球面母线方程中顶点与该非球面母线上1.414D口径处的第一点、第二点连接构成的三角形的外接圆半径。本发明解决了现有技术中边缘效应的影响问题，提高了非球面加工的效率，降低了加工难度。
【IPC分类】B24B1/00, B24B13/00
【公开号】CN105643374
【申请号】
【发明人】陈曦, 郭培基, 范建彬
【申请人】苏州大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年2月6日