[发明专利]自由曲面光学零件的大气等离子体数控加工方法

权利要求书

1.自由曲面光学零件的大气等离子体数控加工方法，其特征在于它的步骤方法是：

步骤一：在五轴联动机床（4）的绝缘工作架（4-1）上安装有大口径的等离子体炬（1）或中口径的等离子体炬（2）或小口径的等离子体炬（3），大口径的等离子体炬（1）或中口径的等离子体炬（2）或小口径的等离子体炬（3）可与射频电源（5）的输出端连接作为大气等离子体放电的阳极；

步骤二：将待加工光学零件（6）装卡在地电极（4-2）上，地电极（4-2）固定在五轴联动机床（4）的水平运动工作台（4-3）上；将地电极（4-2）接地作为大气等离子体放电的阴极；当绝缘工作架（4-1）上安装有大口径的等离子体炬（1）时，大口径的等离子体炬（1）的进气端口（1-1）可通过绝缘工作架（4-1）上的导气孔（4-4）、气管（7-1）与混合等离子体气源（7）导气连通；当绝缘工作架（4-1）上安装有中口径的等离子体炬（2）时，中口径的等离子体炬（2）的进气端口（2-1）可通过绝缘工作架（4-1）上的导气孔（4-4）、气管（7-1）与混合等离子体气源（7）导气连通；当绝缘工作架（4-1）上安装有小口径的等离子体炬（3）时，小口径的等离子体炬（3）的进气端口（3-2）可通过绝缘工作架（4-1）上的导气孔（4-4）、气管（7-1）与混合等离子体气源（7）导气连通；

步骤三：使大口径的等离子体炬（1）的放电工作面或中口径的等离子体炬（2）的放电工作面或小口径的等离子体炬（3）的放电工作面靠近待加工光学零件（6）的待加工表面，并使它们之间保持一定的放电间隙，放电距离范围为2mm-5mm；

步骤四：预热射频电源（5）和混合等离子体气源（7）中的气体质量流量控制器，预热时间为5-10分钟；然后打开混合等离子体气源（7），使离子体气体的流量为0.5 L/min -5 L/min，反应气体流量为10 ml/min- 90 ml/min，辅助气体与反应气体流量的比例为0%-50%；

步骤五：当大口径的等离子体炬（1）的放电工作面或中口径的等离子体炬（2）的放电工作面或小口径的等离子体炬（3）的放电工作面和待加工光学零件（6）的待加工表面之间的放电间隙内充满等离子体气体、反应气体与辅助气体的混合气体后，启动射频电源（5），逐步增加射频电源（5）的功率，使功率达到200W-400W，同时控制射频电源（5）的反射功率为零，在射频电源（5）工作的过程中持续稳定的通入混合气体，使大口径的等离子体炬）（1）的放电工作面或中口径的等离子体炬（2）的放电工作面或小口径的等离子体炬（3）的放电工作面和待加工光学零件（6）的待加工表面之间的放电间隙产生稳定的等离子体放电；

步骤六：根据待加工光学零件（6）的待加工表面相应位置的期望去除量，使大口径的等离子体炬（1）或中口径的等离子体炬（2）或小口径的等离子体炬（3）进行多自由度运动，并且控制其在待加工光学零件（6）的待加工表面上不同位置的驻留时间；

步骤七：待加工完成后，关闭射频电源（5）的电源，关闭混合等离子体气源（7），取出待加工光学零件（6），对加工去除深度进行测量，以判断是否达到加工要求。

2.根据权利要求1所述的自由曲面光学零件的大气等离子体数控加工方法，其特征在于所述大口径的等离子体炬（1）的放电工作面为方形平面或圆形平面，其材质为铝，并与射频电源（5）的输出端连接作为大气等离子体放电的阳极，其边侧位置设置有进气口（1-1），进气口（1-1）与绝缘工作架（4-1）上的导气孔（4-4）的出气口导气连接；当大口径的等离子体炬（1）进行大气等离子体加工时，离子体气体的流量为2 L/min-5 L/min，反应气体的气体流量为20 ml/min-90 ml/min，辅助气体与反应气体流量的比例为0%-50%，所加射频功率范围200W-400W。