[发明专利]一种基于迭代补偿原理的环形基准面研磨加工方法

说明书

本发明公开了一种基于迭代补偿原理的环形基准面研磨加工方法，属于光学仪器中高精度结构件的研磨加工方法技术领域。本加工方法通过提出使用两块研磨盘，一凸一凹，环形基准面交替在两块表面上研磨，补偿由于研磨面形造成的高低差，形成高精度的研磨基准面。

技术领域

本发明涉及光学仪器研磨加工方法技术领域，尤其涉及一种基于迭代补偿原理的环形基准面研磨加工方法。

背景技术

近些年来，随着光学仪器精密度的提高，对仪器机械结构件的加工精度提出了更加严格的要求。根据光学镜片圆形特点，镜片的支撑结构——镜框，常常设计有环形基准平面，用于镜框与镜框之间，或者镜框与其他结构件之间的接触连接。各个结构件之间通过基准平面定位，而且通常需要螺钉压紧两个环形基准面，起到连接的作用，因此环形基准面的好坏会影响光学仪器的装调质量。相接触的基准面在压紧的过程中，由于表面并不是理想平面，所以发生应力变形，变形虽然微小，但通过机械结构传递到与之相连的镜片，也会对镜片的面形产生影响，造成成像质量的下降，所以，支撑结构基准平面度的好坏直接影响光学仪器的精密度。

环形基准面的加工可以采用车削的方法，且车削适于圆形结构件的加工，加工平面度可以达到几十微米。同样的，也可以采用磨削的加工方法，进一步提高加工平面度，磨削加工表面光洁度好，平面度可以达到微米量级，但车削和磨削都需要将零件装卡在机床上，这样会引入装卡应力，为基准面的加工引入额外的加工误差；研磨加工天然无装卡应力，最适合于加工平整表面，精密研磨上述环形基准面可以达到微米级的平面度，但研磨加工后，相同直径的一条窄环的平面度甚至可以达到1μm以下，但是整个环面不同直径处的区域出现了高低差，这种高低差是限制平面度提高的主要因素，影响最终平面度结果；高低差主要是由研磨盘的面形引起，研磨基准面时，基准面在研磨盘表面滑动，并与研磨砂和研磨盘相互摩擦而去除表面材料，这个过程会使基准表面与研磨盘表面相互契合，形成互补。想要消除这种高低差，也可以通过修整研磨盘来提高研磨基准面的平面度，但这个过程耗时费力，而且一些单位也没有条件完成此项工作，因此通常根据光学仪器的精密等级，对机械零部件提出响应的公差要求，进而选择合适的加工方法进行加工。

发明内容

本发明的目的是通过提出使用两块研磨盘，一凸一凹，环形基准面交替在两块表面上研磨，补偿由于研磨面形造成的高低差，形成高精度的研磨基准面。

为实现上述目的，本提供了一种基于迭代补偿原理的环形基准面研磨加工方法，具体技术方案如下：

一种基于迭代补偿原理的环形基准面研磨加工方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：首先，选择一块凸面研磨盘和一块凹面研磨盘，将初始研磨基准面进入凸面研磨盘或者凹面研磨盘进行研磨加工，直至研磨基准面全部表面研磨完全，且将所述研磨基准面划多个同心环带，环带宽2-3mm，当检测结果显示每个环带的平面度都优于平面度指标要求，则认为此阶段的研磨结束；研磨过程中检测研磨表面，并记录研磨基准面在研磨盘上的滑动距离L₁，对研磨后基准面表面进行检测，确定基准面内外环边缘已经形成稳定均匀的高低差△h₁，规定△h₁为正；

步骤二：将经步骤一研磨后、高低差△h₁为正的研磨基准面放入第二块研磨盘上进行研磨加工，直至研磨基准面全部表面研磨完全，且将所述研磨基准面划多个同心环带，环带宽2-3mm，当检测结果显示每个环带的平面度都优于平面度指标要求，则认为此阶段的研磨结束；记录所述研磨基准面在第二块研磨盘上的滑动距离L₂，对研磨后基准面表面进行检测，确定基准面内外环边缘已经形成稳定均匀的高低差△h₂；