一种弯曲狭缝的加工方法与流程

本发明涉及狭缝加工领域，特别是涉及一种弯曲狭缝的加工方法。

背景技术：

空间光谱仪器属于光学计量分析仪器，应用于轨道高度700km的太阳同步轨道太空环境下，当卫星入轨后，光谱仪器需要从20℃降到-5℃使用，为了保证仪器长期在轨高精度、高可靠工作，要求仪器具备极高的温度稳定性以及较高的加工精度。

现有技术中，光谱仪器中的狭缝多为直线狭缝，受到机械加工精度的限制，在直线狭缝通过机械加工后需要通过研磨的方法提高精度，由于直线狭缝的曲率半径无穷大，可以采用配对直线研磨的加工工艺完成加工，加工过程中曲率半径不宜出现偏差。

然而，对于圆弧弯曲狭缝的加工而言，目前可采用线切割的方式进行，但是，由于圆弧弯曲狭缝存在弯曲半径，因此，不能采用直接采用研磨的方式，直接研磨容易造成一片狭缝半径变小、另一片变大的情况，导致整个弯曲狭缝的半径超出误差范围。

另外，虽然采用激光加工时的精度较高，但是，受到空间环境的影响，激光加工的薄板狭缝容易变形，不能满足温度稳定性的要求。

因此，如何提高弯曲狭缝的加工精度，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种弯曲狭缝的加工方法，该弯曲狭缝的加工方法能够有效的提高弯曲狭缝的加工精度，进而保证空间光谱仪器的长期、稳定高精度探测。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种弯曲狭缝的加工方法，包括以下步骤：

步骤s1：获取第一狭缝体和第二狭缝体；

步骤s2：将所述第一狭缝体的侧面加工为倾斜凸圆弧面，第一底面加工为平面，使得所述第一狭缝体的倾斜凸圆弧面与第一底面之间形成凸圆弧狭缝线；将所述第二狭缝体的侧面加工为倾斜凹圆弧面，第二底面加工为平面，使得所述第二狭缝体的倾斜凹圆弧面与第二底面之间形成倾斜凹圆弧线；

步骤s3：采用弧面研具对所述倾斜凸圆弧面和所述倾斜凹圆弧面进行精加工研磨，采用底面研具对所述第一底面和所述第二底面进行精加工研磨；

步骤s4：采用具有预设曲率半径的圆弧形修研研具对所述凸圆弧狭缝线和所述倾斜凹圆弧线的尖端进行精加工。

优选的，所述步骤s2中，具体包括：

步骤s21：采用磨床对所述第一底面和所述第二底面进行加工；

步骤s22：将所述第一狭缝体或所述第二狭缝体安装于所述磨床的回转转盘上，并且将所述磨床的磨刀倾斜预设角度后，在转动所述回转转盘的同时，采用所述磨刀对所述第一狭缝体或所述第二狭缝体的侧面进行加工。

优选的，所述步骤s3中，所述弧面研具的加工面具有与所述倾斜凸圆弧或所述倾斜凸凹圆弧相同的倾斜角度和弧度。

优选的，所述步骤s4中，所述修研研具的内表面和外表面为同轴柱面。

优选的，所述步骤s2中，所述凸圆弧狭缝线和所述凹圆弧狭缝线的曲率半径与标准曲率半径之间的误差≤0.02mm。

优选的，所述步骤s4中，精加工后的所述凸圆弧狭缝线的刃口厚度≤0.01mm。

优选的，所述步骤s1中，所述第一狭缝体和所述第二狭缝体选择9cr18不锈钢材料，并且所述第一狭缝体和所述第二狭缝体的厚度与长度比例均≥1:3。

优选的，所述步骤s1中，还包括对所述第一狭缝体和所述第二狭缝体进行热处理，使所述第一狭缝体和所述第二狭缝体的硬度≥hrc50。

本发明所提供的弯曲狭缝的加工方法，包括以下步骤：获取第一狭缝体和第二狭缝体；将所述第一狭缝体的侧面加工为倾斜凸圆弧面，底面加工为平面，使得所述第一狭缝体的倾斜凸圆弧面与底面之间形成凸圆弧狭缝线；将所述第二狭缝体的侧面加工为倾斜凹圆弧面，底面加工为平面，使得所述第二狭缝体的倾斜凹圆弧面与底面之间形成凹圆弧狭缝线；采用弧面研具对所述倾斜凸圆弧面和所述倾斜凹圆弧面进行精加工研磨，采用底面研具对所述底面进行精加工研磨；采用具有预设曲率半径的圆弧形修研研具对所述凸圆弧狭缝线和所述凹圆弧狭缝线的尖端进行精加工。该弯曲狭缝的加工方法，通过在对所述第一狭缝体和所述第二狭缝体机加工后，通过采用所述弧面研具和所述底面研具分别对所述第一狭缝体和所述第二狭缝体的侧面和底面进行研磨，然后再通过所述修研研具对所述凸圆弧狭缝线和所述凹圆弧狭缝线进行进一步研磨，可有效提高弯曲狭缝的加工精度，满足设计指标要求，同时，有效降低了狭缝中圆弧线的加工难度。

在一种优选实施方式中，所述第一狭缝体和所述第二狭缝体选择9cr18不锈钢材料，并且所述第一狭缝体和所述第二狭缝体的厚度与长度比例均≥1:3。上述设置，通过材料的选择和结构的设计，可以有效的保证所述第一狭缝体和所述第二狭缝体的稳定性，进而从侧面提高了弯曲狭缝的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的弯曲狭缝的加工方法一种具体实施方式的流程图；

图2为本发明所提供的第一狭缝体和第二狭缝体的装配示意图；

图3为本发明所提供的第一狭缝体和第二狭缝体的结构示意图；

图4为本发明所提供的弯曲狭缝的结构示意图；

图5为本发明所提供的第一狭缝体和第二狭缝体的加工示意图；

图6为本发明所提供的凸圆弧狭缝线的加工示意图；

其中：1-第一狭缝体、11-倾斜凸圆弧面、12-凸圆弧狭缝线、13-第一底面、2-第二狭缝体、21-倾斜凹圆弧面、22-凹圆弧狭缝线、23-第二底面、3-弧面研具、4-底面研具、5-修研研具、51-柱面。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种弯曲狭缝的加工方法，该弯曲狭缝的加工方法能够显著的提高弯曲狭缝的加工精度，并且，加工方便，成本低。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1至图6，图1为本发明所提供的弯曲狭缝的加工方法一种具体实施方式的流程图；图2为本发明所提供的第一狭缝体和第二狭缝体的装配示意图；图3为本发明所提供的第一狭缝体和第二狭缝体的结构示意图；图4为本发明所提供的弯曲狭缝的结构示意图；图5为本发明所提供的第一狭缝体和第二狭缝体的加工示意图；图6为本发明所提供的凸圆弧狭缝线的加工示意图。

在该实施方式中，弯曲狭缝的加工方法，主要应用于空间光谱仪器中的弯曲狭缝的加工，包括以下步骤：

步骤s1：获取第一狭缝体1和第二狭缝体2，具体的，第一狭缝体1和第二狭缝体2优选为不锈钢材质，加工精度高。

步骤s2：将第一狭缝体1的侧面加工为倾斜凸圆弧面11，第一底面13加工为平面，使得第一狭缝体1的倾斜凸圆弧面11与第一底面13之间形成凸圆弧狭缝线12；将第二狭缝体2的侧面加工为倾斜凹圆弧面21，第二底面23加工为平面，使得第二狭缝体2的倾斜凹圆弧面21与第二底面23之间形成倾斜凹圆弧线22；具体的，即在装配时，第一狭缝体1的凸圆弧狭缝线12与第二狭缝体2的倾斜凹圆弧线22位置相对，如图4所示，弯曲狭缝a由凸圆弧狭缝线12和倾斜凹圆弧线22之间的空白处产生，实现光线的通过。

步骤s3：采用弧面研具3对倾斜凸圆弧面11和倾斜凹圆弧面21进行精加工研磨，采用底面研具4分别对第一底面13和第二底面23进行精加工研磨；具体的，弧面研具3包括两种，凸弧面研具3和凹弧面研具3，凸弧面研具3用于加工倾斜凹圆弧面21，凹弧面研具3用于加工倾斜凸圆弧面11，当然，在同一个弧面研具3上，可以同时具有凸弧面和凹弧面，可以依次对倾斜凹圆弧面21和倾斜凸圆弧面11进行加工，当然，弧面研具3的凸弧面和凹弧面应当具有相同的曲率半径；

上述步骤，通过弧面研具3和底面研具4分别对第一狭缝体1和第二狭缝体2研磨处理，获取凸圆弧狭缝线12和倾斜凹圆弧线22的半径尽量接近设计要求。

步骤s4：采用具有预设曲率半径的圆弧形修研研具5对凸圆弧狭缝线12和倾斜凹圆弧线22的尖端进行精加工。具体的，修研研具5的曲率半径和柱面51圆度超过狭缝圆弧线的精度时，便对狭缝体的狭缝圆弧线反复修研，直至狭缝弧线达到设计要求。

这里需要说明的是，上述狭缝体的狭缝圆弧线，是指第一狭缝体1的凸圆弧狭缝线12和第二狭缝体2的倾斜凹圆弧线22。

该弯曲狭缝的加工方法，通过在对第一狭缝体1和第二狭缝体2机加工后，通过采用弧面研具3和底面研具4分别对第一狭缝体1和第二狭缝体2的侧面和底面进行研磨，然后再通过修研研具5对凸圆弧狭缝线12和倾斜凹圆弧线22进行进一步研磨，可有效提高弯曲狭缝的加工精度，满足设计指标要求，同时，有效降低了狭缝中圆弧线的加工难度。上述底面是指第一狭缝体1和第二狭缝体2的第一底面13和第二底面23。

在上述各实施方式的基础上，步骤s2中，具体包括：

步骤s21：采用磨床对第一狭缝体1和第二狭缝体2的底面进行加工；

步骤s22：将第一狭缝体1或第二狭缝体2安装于磨床的回转转盘上，并且将磨床的磨刀倾斜预设角度后，在转动回转转盘的同时，采用磨刀对第一狭缝体1或第二狭缝体2的侧面进行加工。

上述步骤中，通过磨床对第一狭缝体1或第二狭缝体2完成初步加工，加工效率高，当加工第一狭缝体1和加工第二狭缝体2时，第一狭缝体1或第二狭缝体2可放置在回转转盘的不同位置，以实现对倾斜凸圆弧面11和倾斜凹圆弧面21的加工。

在上述各实施方式的基础上，步骤s3中，弧面研具3的加工面具有与倾斜凸圆弧或倾斜凸凹圆弧相同的倾斜角度和弧度，以保证弧面研具3对倾斜凸圆弧或倾斜凸凹圆弧的研磨精度。

在上述各实施方式的基础上，步骤s4中，修研研具5的内表面和外表面为同轴柱面51，修研研具5的柱面51的圆度精度通过常规加工较为容易达到，利用作为标准件的修研研具5对狭缝体的圆弧线反复研磨，直至达到设计要求。

这里需要说明的是，修研研具5的预设曲率半径应当尽可能的接近弯曲狭缝的标准曲率半径。

在上述各实施方式的基础上，步骤s2中，在工具显微镜下检测凸圆弧狭缝线12和倾斜凹圆弧线22的半径，凸圆弧狭缝线12和倾斜凹圆弧线22的曲率半径与标准曲率半径之间的误差≤0.02mm。

在上述各实施方式的基础上，步骤s4中，精加工后的凸圆弧狭缝线12的刃口厚度≤0.01mm。

在上述各实施方式的基础上，步骤s1中，第一狭缝体1和第二狭缝体2选择9cr18不锈钢材料，并且第一狭缝体1和第二狭缝体2的厚度与长度比例均≥1:3。

上述设置，通过材料的选择和结构的设计，可以有效的保证第一狭缝体1和第二狭缝体2的稳定性，进而从侧面提高了弯曲狭缝的精度。

在上述各实施方式的基础上，步骤s1中，还包括对第一狭缝体1和第二狭缝体2进行热处理，使第一狭缝体1和第二狭缝体2的硬度≥hrc50。上述步骤，通过热处理提高第一狭缝体1和第二狭缝体2的硬度来降低研磨去除量，进而提高研磨加工精度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的弯曲狭缝的加工方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。