CN111136801A - 一种光学玻璃轻量化结构数控加工工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光学玻璃轻量化结构数控加工工艺方法，包括如下步骤：步骤1：工装设计：根据零件结构特点设计一种工装，可设计为一种可弹性收缩的部件或者仿零件形状的、具有阵列分布凸台定位面的零件；步骤2：零件的定位与装夹：零件定位基准面形状公差优于0.01mm；工装的定位基准形状公差不大于0.008mm；根据结构不同零件的夹紧采用弹性收缩夹紧、粘接夹紧。步骤3：轻量化结构加工工艺：预钻孔——层优先首层铣轻量化结构——层优先粗铣剩余层轻量化结构——深度优先精铣轻量化结构；步骤4：残余应力去除：保护精密面或非加工面，配置去应力酸洗液，浸泡零件，清水清洗零件，完成光学玻璃残余加工应力的去除。提高光学玻璃轻量化结构数控加工成功率。

Description

一种光学玻璃轻量化结构数控加工工艺方法

技术领域

本发明属于机械精密制造技术，涉及一种光学玻璃轻量化结构数控加工工艺方法。

背景技术

随着航空技术的发展，产品功能个性化、重量轻量化、结构高强度化的要求愈加迫切，光学元件突破了传统的圆柱形或方形凸镜、凹镜和平面镜结构设计，轻量化结构越来越多的出现在光学零件设计中，光学元件轻量化结构主要是在光学元件上设计有圆柱形、三角形或多边形减重结构。

传统光学玻璃加工方法包括铣磨、切边、抛光和落圆等，加工特征主要为开阔性表面和方形柱、圆形柱等规则形柱体等，对于轻量化结构特征无法使用传统光学加工方式完成加工。光学玻璃由于其硬脆性，数控加工极易产生崩边、裂纹、碎裂现象，同时对加工振动相当敏感，加工性能极差，特别是轻量化结构加工，不恰当的工艺方法极易导致零件碎裂，因此研究一种光学玻璃轻量化结构数控加工工艺势在必行。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种光学玻璃轻量化结构数控加工工艺方法。

技术方案

一种光学玻璃轻量化结构数控加工工艺方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：工装设计：根据零件结构特点设计一种工装，所述的工装为一种可弹性收缩的部件或者仿零件形状的、具有阵列分布凸台定位面的零件；

步骤2：零件的定位与装夹：零件定位基准面形状公差优于0.01mm；工装的定位基准形状公差不大于0.008mm；根据结构不同零件的夹紧采用弹性收缩夹紧、粘接夹紧；

步骤3：轻量化结构加工工艺：预钻孔——层优先首层铣轻量化结构——层优先粗铣剩余层轻量化结构——深度优先精铣轻量化结构；

步骤4：残余应力去除：保护精密面或非加工面，配置去应力酸洗液，浸泡零件，清水清洗零件，完成光学玻璃残余加工应力的去除。

步骤1中的工装设计为：

根据零件结构特点，设计不同类型的工装，其中类圆柱形零件工装设计为一种可弹性收缩的部件，简称I型工装；若零件为非圆柱形且零件尺寸小于100mm，则工装应设计为仿零件形状的、外部接口为圆柱的部件，简称II型工装；若零件为非圆柱形且零件尺寸大于100mm，则工装应设计为仿零件形状的板类部件，简称 III型工装；

所述的I型工装应包含2个零件：一个零件内腔与所加工零件外径配合，配合间隙0.1-0.3mm，外部为斜面，圆周分布锯槽，受压可以向内收缩，该零件具备圆柱接口；另一个零件内腔为斜面，该斜面与第一个零件配合，斜面角度不大于5度，且与第一个零件连接，且可对配合斜面施加压力，通过2个零件的相互作用实现夹紧，配合螺纹螺距不小于2mm；

所述的II型工装具备一个圆柱接口，方便工装夹紧，圆柱上方为一个仿零件形状的板，板面上分布有阵列凸台，凸台高度0.08-0.1mm，间隙用于填充粘接剂，凸台平面与圆柱接口须规定垂直度要求，通过3面实现零件定位；

所述的III型工装为仿零件形状的板类，板面上分布有阵列凸台，凸台高度 0.08-0.1mm，间隙用于填充粘接剂，凸台平面与板背面须规定平行度要求，通过3 面实现零件定位。

步骤2中弹性收缩夹紧具体步骤如下：

1)弹性收缩夹紧适用于类圆柱类零件的定位与装夹；

2)铣磨零件的定位面及外圆，保证定位面平面度0.01mm，外圆与底面垂直度0.01mm；

3)将工装部件使用三爪卡盘夹紧于机床上，精铣工装定位面及定位内圆，要求定位面相对于机床主轴端跳0.006mm以内，定位内圆相对于机床主轴径跳0.006mm以内；

4)通过工装部件的旋紧压缩，使工装部件收缩，实现零件的夹紧。

步骤2中粘接夹紧控制具体步骤如下：

1)使用合适厚度的隔热层平铺于加热板上，隔热层的作用是避免光学玻璃升温过快而炸裂；

2)将光学玻璃和工装同时放在隔热层上，工装的定位面朝向隔热层放置，光学玻璃必须使实心端朝向隔热层，严禁光学玻璃与隔热层之间存在封闭的气室；

3)设置加热板的最高温度不允许超过120℃，升温速度不大于1℃/min；

4)保护定位台阶面，使用热熔性粘接剂填充到工装粘接面上；

5)将光学玻璃放到凸台面上，轻轻推动，保证粘接剂厚度均匀；

6)将光学玻璃靠平工装定位基准，随空气冷却，粘紧零件。

步骤3中轻量化结构加工工艺具体实施步骤如下：

1)将零件夹紧于加工中心上，设置坐标原点，准备1个钻孔用的磨头、1个≥400 目的首层铣磨头，1个180目的粗铣磨头，多个≥400目的精铣磨头；

2)对轻量化结构进行预钻孔，切削参数：S＝2000r/min-3000r/min，F＝5-10mm/min，钻深1mm抬一次刀，抬刀高度为开始铣削的平面；所述的轻量化结构为窄边尺寸小于 2倍刀具直径；

3)层优先首层铣轻量化结构：采用≥400目的磨头，以慢进给、低切削层厚度的参数铣轻量化结构表层0.5mm，对于阵列分布的轻量化结构要采用层优先的铣削策略，最大保证各减轻槽加工应力均匀，切削参数：S＝3000r/min-4000r/min， F＝80mm/min-100mm/min，h≤0.1mm，步距A＝0.25d-0.5d；有预钻孔时进刀方式为：从预钻孔位置插削；无预钻孔时进刀方式为：螺旋进刀，螺旋直径设置为2倍刀具直径；

4)层优先粗铣轻量化结构：采用180目的磨头，层优先粗铣各轻量化结构，周边及底面留取0.2mm余量，切削参数：S＝3000r/min-4000r/min，F＝250mm/min-300mm/min， h＝0.2mm-0.3mm，步距A＝0.5d-0.75d；有预钻孔时进刀方式为：从预钻孔位置插削；无预钻孔时进刀方式为：螺旋进刀，螺旋直径设置为2倍刀具直径；

5)深度优先精铣轻量化结构：采用大于400目的磨头，深度优先精铣各轻量化结构到尺寸切削参数：S＝3000r/min-4000r/min，F＝150mm/min-180mm/min，其中精铣侧边时：h＝3mm-5mm，步距A≤0.1mm；精铣底面时：h≤0.1mm，步距A＝0.25d-0.5d；有预钻孔时进刀方式为：从预钻孔位置插削；无预钻孔时进刀方式为：螺旋进刀，螺旋直径设置为2倍刀具直径。

步骤4中残余应力去除具体实施步骤如下：

1)熔化保护涂层，保证涂层清洁无杂质、无硬颗粒物；

2)加热光学玻璃，具体步骤同粘接夹紧控制过程中的光学玻璃加热；

3)使用软质毛刷将保护涂层涂覆在保护面上，随空气冷却；

4)在塑料容器内配置1：40的酸洗液，搅拌均匀；

5)将光学玻璃放置于酸洗液中，注意避免损伤保护层，静置24h；

6)取出零件，清洗。

有益效果

本发明提出了光学玻璃轻量化结构数控加工工艺方法，针对常用的光学元件轻量化结构特征，设计专用的装夹工装和装夹方案，配合轻量化结构数控铣削工艺方法及最优切削参数，提高光学玻璃轻量化结构数控加工成功率。本发明对于光学玻璃等硬脆材料复杂形状的数控加工具有较强的指导意义，可极大的方便此类零件的工装设计、装夹方案的制定、加工工艺的设计、加工工具的选择、加工参数的设置、加工余量的确定以及残余加工应力的去除等，对缩短产品研制周期，降低生产成本，具有广泛的推广应用价值。有益效果如下：

1)设计了一类用于光学玻璃数控加工的工装，规定了不同类型零件工装的设计思路、装夹方法，本发明的成功实施，有利于缩短光学玻璃数控加工工装的设计周期，规范该类工装的使用方法；

2)本发明为光学玻璃轻量化结构数控加工设计了一整套可行的加工方案，为解决光学玻璃等硬脆材料加工易产生崩边、裂纹和碎裂现象提供了指导性的方案；

3)本发明规定了光学玻璃数控加工参数、刀具选择以及加工余量设置规律，为实现该类材料高效、高质的数控加工提供了技术指导；

4)本发明规定了光学玻璃加工残余应力的消除方法，精密面的保护方法以及去应力产生负面影响的处置办法等，本发明的成功实施，有利于消除光学玻璃的加工变形，保证精加工的尺寸稳定性；

5)本发明对于光学玻璃等硬脆材料复杂形状的数控加工具有较强的指导意义，可极大的方便此类零件的工装设计、装夹方案的制定、加工工艺的设计、加工工具的选择、加工参数的设置、加工余量的确定以及残余加工应力的去除等，对缩短产品研制周期，降低生产成本，具有广泛的推广应用价值。

附图说明

图1是本发明中通用工装的设计示意图；

图2是本发明中弹性收缩夹紧示意图；

图3是本发明中粘接夹紧示意图；

图4是本发明中光学玻璃轻量化结构数控加工顺序示意图。

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

一种光学玻璃轻量化结构数控加工工艺方法，包括如下步骤：

步骤1：工装设计：根据零件结构特点设计一种工装，可设计为一种可弹性收缩的部件或者仿零件形状的、具有阵列分布凸台定位面的零件。

步骤2：零件的定位与装夹：零件定位基准面形状公差优于0.01mm；工装的定位基准形状公差不大于0.008mm；根据结构不同零件的夹紧采用弹性收缩夹紧、粘接夹紧。

步骤3：轻量化结构加工工艺：预钻孔——层优先首层铣轻量化结构——层优先粗铣剩余层轻量化结构——深度优先精铣轻量化结构。

步骤4：残余应力去除：保护精密面或非加工面，配置去应力酸洗液，浸泡零件，清水清洗零件，完成光学玻璃残余加工应力的去除。

工装设计具体特点：

1)根据零件结构特点，设计不同类型的工装，其中类圆柱形零件工装设计为一种可弹性收缩的部件(以下简称I型工装)；若零件为非圆柱形且零件尺寸较小(100mm 以内)，则工装应设计为仿零件形状的、外部接口为圆柱的部件(以下简称II型工装)；若零件为非圆柱形且零件尺寸较大(大于100mm)，则工装应设计为仿零件形状的板类部件(以下简称III型工装)；

2)I型工装应包含2个零件(如图1a)所示)：一个零件内腔与所加工零件外径配合，配合间隙0.1-0.3mm，外部为斜面，圆周分布锯槽，受压可以向内收缩，该零件具备圆柱接口；另一个零件内腔为斜面，该斜面与第一个零件配合，斜面角度不大于20度，且与第一个零件连接，且可对配合斜面施加压力，通过2个零件的相互作用实现夹紧，配合螺纹螺距不小于2mm；

3)II型工装(如图1b)所示)具备一个圆柱接口，方便工装夹紧，圆柱上方为一个仿零件形状的板，板面上分布有阵列凸台，凸台高度0.08-0.1mm(该间隙用于填充粘接剂)，凸台平面与圆柱接口须规定垂直度要求，通过3面实现零件定位；

4)III型工装(如图1c)所示)为仿零件形状的板类，板面上分布有阵列凸台，凸台高度0.08-0.1mm(该间隙用于填充粘接剂)，凸台平面与板背面须规定平行度要求，通过3面实现零件定位。

弹性收缩夹紧具体过程为：

1)弹性收缩夹紧适用于类圆柱类零件的定位与装夹；

2)铣磨零件的定位面及外圆，保证定位面平面度0.01mm，外圆与底面垂直度0.01mm；

3)将工装部件使用三爪卡盘夹紧于机床上，精铣工装定位面及定位内圆，要求定位面相对于机床主轴端跳0.006mm以内，定位内圆相对于机床主轴径跳0.006mm以内；

4)将铣磨后的零件放置于工装部件的定位内圆内；

5)将工装部件的第二零件通过螺纹旋人第一零件内将待加工零件旋紧压缩，使工装部件收缩，实现零件的夹紧(如图2所示)。

粘接夹紧具体过程为：

1)使用合适厚度的隔热层(10层的报纸)平铺于加热板上，隔热层的作用是避免光学玻璃升温过快而炸裂；

2)将光学玻璃和工装同时放在隔热层上，工装的定位面朝向隔热层放置，光学玻璃必须使实心端朝向隔热层，严禁光学玻璃与隔热层之间存在封闭的气室；

3)对加热板进行加热到120℃，升温速度不大于1℃/min；

4)使用热熔性粘接剂填充到工装粘接面上，严禁污染定位台阶面；

5)将光学玻璃放到定位台阶面上，轻轻推动，保证粘接剂厚度均匀；

6)将光学玻璃靠平工装定位基准，随空气冷却，粘紧零件(如图3所示)。

轻量化结构加工具体实施过程为：

1)将零件夹紧于加工中心上，设置坐标原点，准备1个钻孔用的磨头、1个首层铣磨头(≥400目)，1个粗铣磨头(180目)，多个精铣磨头(≥400目)；

2)对零件进行预钻孔，切削参数：S＝2000r/min-3000r/min，F＝5-10mm/min，钻深1mm抬一次刀，抬刀高度为开始铣削的平面；(本工序适用于待加工零件窄边尺寸小于2倍刀具直径的工况，若零件尺寸较宽则无需加工预钻孔)；

3)层优先首层铣轻量化结构：采用目数较大的磨头(≥400目)，以慢进给、低切削层厚度的参数铣轻量化结构表层0.5mm，对于阵列分布的轻量化结构要采用层优先的铣削策略，最大保证各减轻槽加工应力均匀，切削参数：S＝3000r/min-4000r/min， F＝80mm/min-100mm/min，h≤0.1mm，步距A＝0.25d-0.5d；(有预钻孔时进刀方式为：从预钻孔位置插削；无预钻孔时进刀方式为：螺旋进刀，螺旋直径设置为2倍刀具直径)；

4)层优先粗铣轻量化结构：采用180目的磨头，层优先粗铣各轻量化结构，周边及底面留取0.2mm余量，切削参数：S＝3000r/min-4000r/min，F＝250mm/min-300mm/min， h＝0.2mm-0.3mm，步距A＝0.5d-0.75d；(有预钻孔时进刀方式为：从预钻孔位置插削；无预钻孔时进刀方式为：螺旋进刀，螺旋直径设置为2倍刀具直径)；

5)深度优先精铣轻量化结构：采用大于400目的磨头，深度优先精铣各轻量化结构到尺寸(考虑去应力的刻蚀厚度)切削参数：S＝3000r/min-4000r/min， F＝150mm/min-180mm/min，其中精铣侧边时：h＝3mm-5mm，步距A≤0.1mm；精铣底面时：h≤0.1mm，步距A＝0.25d-0.5d。

残余应力去除具体实施过程为：

1)熔化保护涂层，保证涂层清洁无杂质、无硬颗粒物；

2)加热光学玻璃，具体步骤同粘接夹紧控制过程中的光学玻璃加热；

3)使用软质毛刷将保护涂层涂覆在保护面上，随空气冷却；

4)在塑料容器内配置1：40的酸洗液，搅拌均匀；

5)将光学玻璃放置于酸洗液中，注意避免损伤保护层，静置24h；

6)取出零件，清洗。

实施例1：操作人员A数控铣磨圆柱形微晶玻璃的轻量化结构，为一种

口径、轻量化结构为圆形阵列分布，图2所示为装夹示意图。

数控加工的工艺过程如下：

步骤1：设计工装，

1)工装材料为铝合金；

2)工装有2部分组成，一个可弹性收缩的零件，一个用于旋紧压缩的零件；

3)可弹性收缩零件上面均布有24处锯槽，外圆设计有锥面，外螺纹螺距设计设计为2mm。

4)旋紧压缩零件的内锥面与可弹性收缩零件配合，内螺纹螺距设计为2mm。

步骤2：零件定位基准面型控制：对零件的定位面进行加工，控制零件定位面的平面度和圆柱度，要求平面度不大于0.01mm，圆柱度不大于0.01mm。

步骤3：工装装夹：精铣工装定位面，要求打表测定工装的轴向跳动不大于0.006mm； (基准面见图2)

1)将工装装夹在三爪卡盘上，夹紧工装；

2)找正工装内圆在0.02mm以内，设置坐标原点为内圆底面；

3)分2刀光整工装内圆及底面，最后一刀的吃刀厚度0.01mm；

4)将千分表吸附在机床主轴上，表针指向定位面；

5)转动加工中心主轴，观察千分表跳动，跳动0.006以内，则完成工装装夹。

步骤4：零件装夹：

1)清理干净工装表面的毛刺、切屑等；

2)将零件放置于工装内，轻轻旋转、按压零件排出空气，通过旋转压紧的方式使工装弹性收缩，带紧零件；

3)利用千分表打表找正零件，设置加工坐标系，继续通过旋转压紧的方式使工装弹性收缩，夹紧零件；

步骤5：轻量化结构加工：铣磨磨头直径10mm，轻量化结构尺寸大于20mm进刀方式选用螺旋进刀；

1)采用400目磨头，螺旋进刀的方式，铣首层深度0.5mm，切削参数切削参数： S＝3000r/min，F＝100mm/min，h＝0.1mm，步距A＝0.25d；

2)采用180目磨头，螺旋进刀的方式，层优先粗铣轻量化结构，层厚5mm，单边及底面留0.1mm余量，切削参数为：S＝3500r/min，F＝250mm/min，h＝0.2mm，步距 A＝0.75d；

3)采用400目磨头，侧面及底面分2刀精铣轻量化结构到尺寸，侧面切削参数为： S＝3500r/min，F＝180mm/min，h＝5mm，步距A＝0.05mm；精铣底面S＝3500r/min， F＝180mm/min，h＝0.05mm，步距A＝0.25d；

步骤6：残余应力去除具体实施过程为：

1)熔化保护涂层，保证涂层清洁无杂质、无硬颗粒物；

2)加热光学玻璃，使用5mm厚的隔热层平铺于加热板上，将光学玻璃放在隔热层上，光学玻璃实心端朝向隔热层，设置加热板的最高温度70℃，升温速度1℃/min；

3)使用软质毛刷将保护涂层涂覆在保护面上，随空气冷却；

4)在塑料容器内配置1：40的酸洗液，搅拌均匀；

5)将光学玻璃放置于酸洗液中，注意避免损伤保护层，静置24h；

6)取出零件，清洗。

实施例2：操作人员A数控长方体K9玻璃的轻量化结构，为一种50mm×80mm、轻量化结构为阵列分布，图3所示为装夹示意图。

数控加工的工艺过程如下：

步骤1：设计工装：

1)工装具备一个圆柱接口，方便工装夹紧；

2)圆柱上方为一个长方形板，板面上分布有阵列凸台，凸台高度0.1mm；

3)凸台平面与圆柱接口垂直度0.02mm；

4)长方形板2个侧边设计有压板安装螺纹孔，用于放置定位压板。

步骤2：零件定位基准面型控制：对零件的定位面进行加工，控制零件定位面的平面度，要求平面度不大于0.01mm。

步骤3：零件的粘接：

1)使用5mm厚度的隔热层平铺于加热板上；

2)将光学玻璃和工装同时放在隔热层上，工装的定位面朝向隔热层放置，光学玻璃必须使实心端朝向隔热层；

3)设置加热板的最高温度不允许超过120℃，升温速度不大于1℃/min；

4)保护定位台阶面，使用热熔性粘接剂填充到工装粘接面上；

5)将光学玻璃放到凸台面上，轻轻推动，保证粘接剂厚度均匀；

6)将光学玻璃靠平工装定位基准，随空气冷却，粘紧零件。

步骤4：零件的定位装夹：

1)自制一个夹持零件工装圆柱接口的接口工装，镗铣接口工装定位圆，要求跳动不大于0.006mm；

2)将零件和其工装放置于接口工装上；

3)夹紧接口工装，实现零件的定位和夹紧

步骤5：轻量化结构加工：铣磨磨头直径8mm，轻量化结构尺寸12mm，进刀方式选用“预钻孔+插削”的方式；

1)对轻量化结构进行预钻孔，切削参数：S＝3000r/min，F＝10mm/min，钻深1mm 抬一次刀，抬刀高度为开始铣削的平面；

2)采用400目磨头，螺旋进刀的方式，铣首层深度0.5mm，切削参数切削参数： S＝4000r/min，F＝100mm/min，h＝0.08mm，步距A＝0.25d；

3)采用180目磨头，螺旋进刀的方式，层优先粗铣轻量化结构，层厚2mm，单边及底面留0.1mm余量，切削参数为：S＝4000r/min，F＝250mm/min，h＝0.2mm，步距 A＝0.5d；

4)采用400目磨头，侧面及底面分2刀精铣轻量化结构到尺寸，侧面切削参数为： S＝4000r/min，F＝180mm/min，h＝5mm，步距A＝0.05mm；精铣底面S＝4000r/min， F＝180mm/min，h＝0.05mm，步距A＝0.25d；

步骤6：残余应力去除具体实施过程为：

1)熔化保护涂层，保证涂层清洁无杂质、无硬颗粒物；

2)加热光学玻璃，使用5mm厚的隔热层平铺于加热板上，将光学玻璃放在隔热层上，光学玻璃实心端朝向隔热层，设置加热板的最高温度70℃，升温速度1℃/min；

3)使用软质毛刷将保护涂层涂覆在保护面上，随空气冷却；

4)在塑料容器内配置1：40的酸洗液，搅拌均匀；

5)将光学玻璃放置于酸洗液中，注意避免损伤保护层，静置24h；

6)取出零件，清洗。

优点：三次数控加工的有关特性：

1)不同操作人员按照实施步骤均可实现光学玻璃轻量化结构的数控加工；

2)首层铣参数控制恰当，加工后零件表面均无崩边现象；

3)粗、精加工结合的工艺设计，可以在保证光学玻璃表面加工质量前提下，极大地提高了光学玻璃的数控加工效率；

4)实施去除残余应力的工艺过程，可以有效降低加工表面的应力状态，零件去应力后的表面应力水平可以控制在10nm/10mm以内。

Claims (6)

1.一种光学玻璃轻量化结构数控加工工艺方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：工装设计：根据零件结构特点设计一种工装，所述的工装为一种可弹性收缩的部件或者仿零件形状的、具有阵列分布凸台定位面的零件；

步骤2：零件的定位与装夹：零件定位基准面形状公差优于0.01mm；工装的定位基准形状公差不大于0.008mm；根据结构不同零件的夹紧采用弹性收缩夹紧、粘接夹紧；

步骤3：轻量化结构加工工艺：预钻孔——层优先首层铣轻量化结构——层优先粗铣剩余层轻量化结构——深度优先精铣轻量化结构；

步骤4：残余应力去除：保护精密面或非加工面，配置去应力酸洗液，浸泡零件，清水清洗零件，完成光学玻璃残余加工应力的去除。

2.根据权利要求1所述的一种光学玻璃轻量化结构数控加工工艺方法，其特征在于步骤1中的工装设计为：

根据零件结构特点，设计不同类型的工装，其中类圆柱形零件工装设计为一种可弹性收缩的部件，简称I型工装；若零件为非圆柱形且零件尺寸小于100mm，则工装应设计为仿零件形状的、外部接口为圆柱的部件，简称II型工装；若零件为非圆柱形且零件尺寸大于100mm，则工装应设计为仿零件形状的板类部件，简称III型工装；

所述的I型工装应包含2个零件：一个零件内腔与所加工零件外径配合，配合间隙0.1-0.3mm，外部为斜面，圆周分布锯槽，受压可以向内收缩，该零件具备圆柱接口；另一个零件内腔为斜面，该斜面与第一个零件配合，斜面角度不大于5度，且与第一个零件连接，且可对配合斜面施加压力，通过2个零件的相互作用实现夹紧，配合螺纹螺距不小于2mm；

所述的II型工装具备一个圆柱接口，方便工装夹紧，圆柱上方为一个仿零件形状的板，板面上分布有阵列凸台，凸台高度0.08-0.1mm，间隙用于填充粘接剂，凸台平面与圆柱接口须规定垂直度要求，通过3面实现零件定位；

所述的III型工装为仿零件形状的板类，板面上分布有阵列凸台，凸台高度0.08-0.1mm，间隙用于填充粘接剂，凸台平面与板背面须规定平行度要求，通过3面实现零件定位。

3.根据权利要求1所述的一种光学玻璃轻量化结构数控加工工艺方法，其特征在于步骤2中弹性收缩夹紧具体步骤如下：

1)弹性收缩夹紧适用于类圆柱类零件的定位与装夹；

2)铣磨零件的定位面及外圆，保证定位面平面度0.01mm，外圆与底面垂直度0.01mm；

3)将工装部件使用三爪卡盘夹紧于机床上，精铣工装定位面及定位内圆，要求定位面相对于机床主轴端跳0.006mm以内，定位内圆相对于机床主轴径跳0.006mm以内；

4)通过工装部件的旋紧压缩，使工装部件收缩，实现零件的夹紧。

4.根据权利要求1所述的一种光学玻璃轻量化结构数控加工工艺方法，其特征在于步骤2中粘接夹紧控制具体步骤如下：

1)使用合适厚度的隔热层平铺于加热板上，隔热层的作用是避免光学玻璃升温过快而炸裂；

2)将光学玻璃和工装同时放在隔热层上，工装的定位面朝向隔热层放置，光学玻璃必须使实心端朝向隔热层，严禁光学玻璃与隔热层之间存在封闭的气室；

3)设置加热板的最高温度不允许超过120℃，升温速度不大于1℃/min；

4)保护定位台阶面，使用热熔性粘接剂填充到工装粘接面上；

5)将光学玻璃放到凸台面上，轻轻推动，保证粘接剂厚度均匀；

6)将光学玻璃靠平工装定位基准，随空气冷却，粘紧零件。

5.根据权利要求1所述的一种光学玻璃轻量化结构数控加工工艺方法，其特征在于步骤3中轻量化结构加工工艺具体实施步骤如下：

1)将零件夹紧于加工中心上，设置坐标原点，准备1个钻孔用的磨头、1个≥400目的首层铣磨头，1个180目的粗铣磨头，多个≥400目的精铣磨头；

2)对轻量化结构进行预钻孔，切削参数：S＝2000r/min-3000r/min，F＝5-10mm/min，钻深1mm抬一次刀，抬刀高度为开始铣削的平面；所述的轻量化结构为窄边尺寸小于2倍刀具直径；

3)层优先首层铣轻量化结构：采用≥400目的磨头，以慢进给、低切削层厚度的参数铣轻量化结构表层0.5mm，对于阵列分布的轻量化结构要采用层优先的铣削策略，最大保证各减轻槽加工应力均匀，切削参数：S＝3000r/min-4000r/min，F＝80mm/min-100mm/min，h≤0.1mm，步距A＝0.25d-0.5d；有预钻孔时进刀方式为：从预钻孔位置插削；无预钻孔时进刀方式为：螺旋进刀，螺旋直径设置为2倍刀具直径；

4)层优先粗铣轻量化结构：采用180目的磨头，层优先粗铣各轻量化结构，周边及底面留取0.2mm余量，切削参数：S＝3000r/min-4000r/min，F＝250mm/min-300mm/min，h＝0.2mm-0.3mm，步距A＝0.5d-0.75d；有预钻孔时进刀方式为：从预钻孔位置插削；无预钻孔时进刀方式为：螺旋进刀，螺旋直径设置为2倍刀具直径；

5)深度优先精铣轻量化结构：采用大于400目的磨头，深度优先精铣各轻量化结构到尺寸切削参数：S＝3000r/min-4000r/min，F＝150mm/min-180mm/min，其中精铣侧边时：h＝3mm-5mm，步距A≤0.1mm；精铣底面时：h≤0.1mm，步距A＝0.25d-0.5d；有预钻孔时进刀方式为：从预钻孔位置插削；无预钻孔时进刀方式为：螺旋进刀，螺旋直径设置为2倍刀具直径。

6.根据权利要求1所述的一种光学玻璃轻量化结构数控加工工艺方法，其特征在于步骤4中残余应力去除具体实施步骤如下：

1)熔化保护涂层，保证涂层清洁无杂质、无硬颗粒物；

2)加热光学玻璃，具体步骤同粘接夹紧控制过程中的光学玻璃加热；

3)使用软质毛刷将保护涂层涂覆在保护面上，随空气冷却；

4)在塑料容器内配置1：40的酸洗液，搅拌均匀；

5)将光学玻璃放置于酸洗液中，注意避免损伤保护层，静置24h；

6)取出零件，清洗。

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