专利名称：高精度金属扫描转镜的加工方法
技术领域：
本发明属于精密机械技术领域，涉及一种对金属扫描转镜的加工方法的改进。
已有技术的工艺方法是首先加工金属扫描转镜的工作支撑面和工作基准面，后加工金属扫描转镜的光学反射面。例如，当金属扫描转镜应用于扫描成像场合时，其主要技术指标为相邻面角误差允差小于10角秒；相对塔差允差A小于10角秒；转镜光学反射面对转镜回转轴的角度一致性允差B小于10角秒；转镜几何体与其工作回转轴的同轴度允差小于5微米等。利用已有技术方法，首先加工金属扫描转镜的工作支撑面(如轴承安装面)和工作基准面(端面)，再以工作支撑面或工作基准面为加工基准面，加工金属扫描转镜的光学反射面。利用这种方法制造金属扫描转镜时，金属扫描转镜的光学反射面加工完成，就产生相对塔差的误差A′(合格品A′应小于A)，则转镜光学反射面对转镜工作回转轴的角度一致性误差的允许范围为B′。
B′≤B-A′。
B′值往往非常小，要保证制造出转镜光学反射面对转镜工作回转轴的角度一致性误差B′在允差B范围内，必须使A′加工得较小，必须制造极高尺寸精度和形状精度的转镜坯，尤其对于批量生产，又要求制造出尺寸一致性极高的安装面，还必须制造极高精度的支撑工装夹具，否则只能制造出不合格的转镜。而此工装夹具不具有通用性，制造成本较高，不适合多种规格和批量生产。
本发明的目的是解决由于加工金属扫描转镜时产生相对塔差的误差A′值较大时，产品成品率低的问题；减少对转镜坯支撑面和工装夹具要求精度极高的问题，从而提供一种成本低，加工效率和成品率高的高精度扫描转镜的加工方法。
本发明的详细内容其加工方法的步骤如下(1).首先制备转镜坯并进行热处理消除内应力，留有较小的加工余量，充分消除内应力，其特点(2).在切削机床上用分度盘和夹具夹持转镜坯并飞切转镜的光学反射面；(3).后在切削机床上用四维夹具夹持转镜体，再用自准直仪监测飞切完的转镜的各光学反射面相对切削机床回转轴线角度的一致性B″，然后调整四维夹具使转镜的各光学反射面相对切削机床回转轴线角度的一致性B″小于一致性误差B′角秒，使转镜几何体的同轴度小于设计指标；(4).再用切削机床车削转镜的工作支撑面和工作基准面。
本发明的积极效果采用调整四维夹具和用自准直仪监测的方法，达到了在转镜的光学反射面相对塔差的误差A′值比较大时，也能提高产品的成品率。本发明采用先加工转镜的光学反射面，后加工转镜的工作支撑面和工作基准面的技术，解决了已有技术先加工转镜支撑面后加工转镜反射面的方法带来的要求工装夹具制造精度高，通用性差，成本高不适于批量生产等问题。本发明的方法可制做成本低、成品率高、加工效率高的高精度金属扫描转镜。
图1是本发明加工步骤2的加工原理示意图。
图2是本发明加工步骤3和4的加工原理示意图。
具体实施例方式如图1所示，由MSG-325金刚石车床1提供金刚石刀具2的回转飞切运动和切深进给运动，待加工转镜3固定在支撑夹具4上，支撑夹具4固定在多齿分度盘5上，多齿分度盘5固定在MSG-325金刚石车床进给工作台6上，进给工作台6带动待加工转镜3作切削进给运动。加工完转镜3的一个面后，转动多齿分度盘5至转镜的下一个待加工反射面。依次至最后一个反射面，本发明加工步骤2完成，并产生相对塔差误差A′。
如图2所示，由MSG-325金刚石车床1提供回转主切削运动，飞切好的转镜3固定在自制的四维夹具7上，自制的四维夹具7安装在由MSG-325金刚石车床1的主轴端面上。自制的四维夹具7可以对主轴轴线作二维摆动调整，并可在主轴端面上作二维平动调整。旋转MSG-325金刚石车床1的主轴，用市场供应的702型自准直仪8监测飞切好的转镜3的各光学反射面，通过调节自制的四维夹具7，对主轴轴线作二维摆动调整，使飞切好的转镜3的各光学反射面相对主轴轴线的一致性误差B″小于允差B′。通过自制的四维夹具7在主轴端面上作二维平动调整，使转镜几何体对MSG-325金刚石车床1的回转轴的同轴度允差小于设计要求。加工步骤3完成。由MSG-325金刚石车床1的旋转，进给工作台6带动金刚石刀具2，车削转镜的工作支撑面和工作基准面。完成步骤4的全部工作。
权利要求
一种高精度金属扫描转镜的加工方法，其加工步骤如下(1).首先制备转镜坯并进行热处理消除内应力；其特征在于(2).在切削机床上用分度盘和夹具夹持转镜坯并飞切转镜的光学反射面；(3).在切削机床上用四维夹具夹持转镜体，再用自准直仪监测飞切完的转镜各光学反射面相对切削机床回转轴线的角度的一致性B″，然后调整四维夹具使转镜的各光学反射面相对切削机床回转轴线的角度一致性B″小于B′角秒，使转镜几何体的同轴度小于设计指标；(4).再用切削机床车削转镜的工作支撑面和工作基准面。
全文摘要
本发明属于精密机械技术领域,涉及一种对金属扫描转镜加工方法的改进。已有技术先加工转镜的工作支撑面和基准面,后加工转镜光学反射面。本发明先加工转镜的光学反射面,后采用在自准直仪的监测下,用四维夹具夹持和调整,达到当加工好的转镜光学反射面相对塔差的误差A′值比较大时,也能提高产品的成品率的目的。减少了对转镜工作支撑面和基准面及工装夹具精度要求过高的问题,提高了产品的成品率和加工效率,降低了成本。
文档编号G02B26/10GK1293089SQ9912079
公开日2001年5月2日 申请日期1999年10月13日 优先权日1999年10月13日
发明者马文生, 陈斌, 张志 申请人:中国科学院长春光学精密机械研究所