如何保证小尺寸光学零件高精度塔差的要求

本文就棱镜加工面很小和塔差精度要求特别高时的加工困难,用工件组合光胶上盘的新方法有效地提高了塔差精度。     

三百直角棱镜的成盘加工和快速检验

随着激光计量技术的发展,三面直角棱镜(又称锥体棱镜或四面体)的应用也日益普遍。三面直角棱镜常常是激光计量仪器中的关键零件,对其直角误差和面形误差往往提出很高的设计要求,如直角误差不大于O.3″～1″,面形误差不大于0.1～O.3个光圈。目前一般采用单件手修的加工方法,效率很低,检验方法也受测量精度和设备条件的限制,远远不能适应成批生产的要求。我们在研制“光电光楔测角仪”时,设计加工了如图1所示的三面直角棱镜。加工中试用了成盘加工和快速检验直角误差的方法。     

单反相机屋脊五棱镜的加工

<正> 目前,国内各兄弟厂在抛光第二屋脊面上胶工艺上均采用二次光胶的方法,即组合光胶法。这种方法虽能保证较高精度,但难度大,操作不方便,费时、费料经济效益低。为此,我厂在加工单反相机上用的屋脊五棱镜时,经过反复试验,试制成功了一次光胶与石膏上盘相结合的加工屋脊面的新工艺。经实践证明,这种新工艺不仅能保证必要的精度,而且具有加工方便、省时、省料、经济效益高等优点。     

锥体棱镜的加工

本文简单地叙述了锥体棱镜两种加工工艺。重点介绍直接成型法加工中对角度误差~1″的控制。并提出了角度超差零件返修时的光胶方法。     

五角棱镜补偿法加工工艺研究

由于五角棱镜两B棱的投影夹角对第二光学平行差影响倍率较大且加工过程中无法测量该夹角,从而导致棱镜加工合格率较低。通过分析侧面垂直度误差及Δ45°对五角棱镜光学平行差的影响,提出一种新的五角棱镜加工工艺方法:利用最后一个加工面对前3个已加工面存在的角度误差进行一次性补偿,从而降低了对各加工面的加工误差要求。实践证明:该方法能够有效地提高五角棱镜加工的合格率和生产效率,减小加工难度,并能显著降低对加工和检测设备的精度要求。     

五角棱镜的光束转向误差对波前测量的影响

从分析五角棱镜的角度制造误差产生的光学平行差入手，推导出确定入射光线和棱镜调整的表达式；利用棱镜转动定理建立了五角棱镜的光输出平面波前与其角度制造误差和导轨引起的运动误差之间的关系；并用计算机模拟试验分析了五角棱镜的角度制造误差和导轨引起的运动误差产生的扫描光束转向的波前误差。指出此研究结果有利于五角棱镜的加工和棱镜调整，还有利于大口径望远系统波前检测过程中扫描光束转向的波前误差的修正。     

小五角棱镜的成批加工

我厂生产的J2级经纬仪上的小五角棱镜(图1),由于尺寸小,精度要求较高,加工起来很困难。原来我们采用玻璃的角度靠模,用胶合胶的方法加工,角度和尖塔差始终达不到要求。我们改进了工艺方法后,采用组合的光胶靠模来加工,结果角度和尖塔差都达到了图纸要求,精度一般在30″左右。     

五角棱镜光束转向波前误差的分析与检测

从分析五角棱镜的角度制造误差产生的光学平行差入手,建立起五角棱镜的光输出平面波前与运动误差和角度制造误差产生的扫描激光束转向的波前改变量之间的关系.采用渥拉斯顿棱镜型双频激光干涉仪实时测量五角棱镜的运动误差,即可计算出扫描激光束转向的波前误差,以便在大型望远系统波前测量时对此误差加以修正.     

长立方体的整盘加工

长立方体的整盘加工是利用光胶加工较高精度的棱镜或平面镜所广泛采用的方法。其光胶工具一般包括长方体、立方体和光胶垫板。光胶垫板的制造是属于高精度平面加工的范畴,而长方体和立方体的加工方法又基本相同,所以我们就只着重讨论一下有关长方体的使用、技术要求及加工等问题。     

小棱镜退修件的加工

图1所示的小棱镜,在加工过程中通常是成条进行的,用12～13块胶成一条,然后进行粗磨、精磨、抛光、改角等工序,加工完毕后再拆胶。当零件达不到技术要求,需要退修再加工就比较困难,其原因是零件太小,不易单件改角度,而且在胶盘或抛光时,由于加工面过小,容易走动,使角度变化很大。针对上述问题,我们采用了如下的办法来进行小棱镜的退修件加工。     

读者信箱

答读者1.中心厚度小而直径大的零件在加工中很容易变形,采用哪些方法来克服它?克服加工中光圈变形的方法有以下几种:①选择好零件的材料。应选择膨胀系数小、热导率和杨氏模量高、内应力小的材料。②在加工此种零件的第一面时,往往用增大零件的厚度(一般增大几毫米),来保证第一面的加工精度。③上盘要采用特殊的方法。例如在球面零件的中心垫一纸片以减小粘结拉力,而平面零件大多采用冷点胶法(又称软点胶法)、假光胶法(也称浮胶法)、光胶法和分离器法等特殊的上盘方法。④采用低速低压的抛光规范。     

提高棱镜制造精度的方法

应用干涉测量技术对制造棱镜时所用的光胶垫板、光胶长方体和棱镜光胶盘被加工表面与光胶垫板基准面之间的平行度进行测控,以达到提高棱镜制造精度的目的。     

大口径锥体棱镜的制造与测量方法

锥体棱镜的设计要求一般为α≤5″,N=0.25,ΔN=0.2,是一种加工难度大,测量精度要求高的棱镜。采用对立方体加工形成锥体棱镜的制造方法,应用激光干涉测量技术对加工过程中的直角误差Δ90°、棱镜的出射光与入射光的偏离角误差α进行测量与控制,是一种既能满足设计指标要求又能满足大批量生产要求的加工方法。该加工方法适合于入射面圆直径在Φ50mm^Ф80mm的锥体棱镜。     

高精度角度加工技术研究

激光陀螺不仅对合光棱镜角度精度有极高的要求,而且对角度和尺寸的一致性有严格的限制。为了加工这种高精度角度光学元件,提出通过手修工装母体复制出成盘加工工装,再复制出光学零件的加工方法,并分析了测角仪的测量精度、面形之间的匹配误差和平行的测量误差所引入的角度加工误差情况,提高了面形加工的平面度,避免了局部不规则现象,控制了温差对面形变化的影响。另外通过降低平行测量的误差以及减小闭合角度之间的叠加误差等具体措施也可以提高光学元件加工效率和角度加工精度。     

用靠模法加工高精度(5″～10″)棱镜

<正> 以往高精度棱镜(角度10″以内)加工方法都是用光胶法。这种方法工艺复杂,要求工装工具精度高,加工比较麻烦,成本也高。我们通过试验和实际加工证明,高精度棱镜(5″～10″)可以用玻璃靠模的方法加工。这种方法工装加工比较容易,棱镜角度能达到要求,基本不破坏其它已抛光好的表面。几种典型的棱镜,如30°、45°、60°、90°、112°30′等的棱镜都能加工。这种棱镜靠模,不怕加热,不怕水冲,坚固耐用。下面以30°棱镜为例说明靠模制造和棱镜的加工方法。     

五角棱镜角度误差对建立大尺寸平面基准的影响

用一准直光束作为基线，通过９０°折转的五角棱镜扫描，建立一个参考基准面在大尺寸测量中是一种行之有效的方法。在理想条件下，五角棱镜的折转角不受入射角的影响。由于有加工误差，光束的折转角将偏离９０°，且入射光线与扫描轴间的角运动也会影响该偏转角。本文分析了五角棱镜角度误差和扫描精度对光束折转角的影响。结果表明，五角棱镜的制造误差和工作状态将引起测量带误差，该误差是一个固定的系统误差，可以通过预先对所用的五角棱镜进行标定，在数据处理中予以修正。实验结果表明，修正后的结果具有很高的精度     

斜方棱镜加工工艺的改进

图1所示的斜方棱镜,按以前的旧工艺,对要求并不高的1’30”平行差,还需要进行两次光胶修改,工艺流程冗长,操作繁难,机械损伤严重,合格率很低。为适应大量生产的需要,我们改进了加工方法。改进后,采用蜡胶代替原来的火漆和光胶胶盘,使斜方棱镜的产量和加工质量得到了极为显著的     

磨小了的长方体还能继续使用

对于角度要求高的棱镜大多采用长方体光胶后进行加工。可是在大量生产中,长方体尺寸会较快的变小,以致长方体不能继续使用,此时就要换一套新的长方体。这样不仅需要大量的玻璃材料,而且加工长方体需要较长的时间,不能适应大量生产的需要。对这个问题,我们的解决办法是:根据     

分析双Amici棱镜角度误差对色散的影响

双Amici棱镜为复合棱镜结构,作为成像光谱系统中的分光元件,避免了单棱镜色散结构存在的多种问题。双Amici棱镜的加工生产要对其各个角度提出生产指标,而角度误差对于光谱成像系统的色散性是有影响的。针对一种编码孔径成像光谱仪,设计了符合性能指标要求的双Amici棱镜,并从光线追迹的角度出发,计算得到双Amici棱镜色散的数学模型。针对给出的一特定光学系统中的棱镜结构推导了棱镜各个角度单独对线色散的影响,并分析给出各个角度构成的误差链对线色散的综合影响,最终给出了棱镜的生产指标。分析结果有助于指导系统中该棱镜的加工生产。     

高精度六面体垂直度误差测量的一种新方法

介绍了一种利用波面干涉仪和精度为0.2″的端齿盘组合测量六面体相邻两面垂直度误差的新方法,建立了基于最小二乘算法的评定垂直度误差分布的数学模型,介绍了测量装置及测量实验步骤。该方法不但测量精度高,而且能够获得两个面之间垂直度误差分布数据,可用于六面体面体形位误差的高精度修形加工。针对精度为2″的标准直角棱镜的测量实验表明该方法测量结果可信,精度优于0.5″。可推广到其他多面体类零件形位误差的高精度测量。