CN112720080B - 一种面向三角激光陀螺的多贴片面专用加工方法 - Google Patents

Abstract

一种面向三角激光陀螺的多贴片面专用加工方法，属于精密超精密激光陀螺技术领域，主要针对三角激光陀螺等类似陀螺加工贴片面研发的专用加工方法，该方法能有效解决研抛三角激光陀螺三个贴片面的难题，同时可实现多个陀螺同时研抛，提高研抛效率，使三角激光陀螺贴片表面达到所需面形要求。

Description

一种面向三角激光陀螺的多贴片面专用加工方法

技术领域

本发明涉及一种面向三角激光陀螺的多贴片面专用加工方法，属于精密超精密激光陀螺技术领域，主要针对三角激光陀螺等类似陀螺加工贴片面研发的专用加工方法，该方法能有效解决研抛三角激光陀螺三个贴片面的难题，同时可实现多个陀螺同时研抛，提高研抛效率，使三角激光陀螺贴片表面达到所需面形要求。

背景技术

三角形激光陀螺与传统的机械陀螺不同，是由闭合的三角形谐振腔组成，陀螺腔体上安装有输出反射镜、控制反射镜和偏量反射镜，氦氖激光通过三角形三个顶端放置反射镜形成闭合回路，分光镜会将一束激光分为正反两方向传播的两束激光，当物体移动产生角位移时，两束激光相遇会产生干涉，以此计算得出物体的角速度，其精度远高于机械式陀螺，没有运动部件，易于维护，可靠性高，工作寿命长，属于惯性基准系统中的核心部件。

贴片面是三角激光陀螺腔体与镜片的光胶位置，其角度、表面质量和腔内两个管交汇点的距离直接影响着陀螺腔体的气密性和精度，所以陀螺贴片面的加工要求很高。目前激光陀螺形状多为正方形，四个抛光面的角度和光圈均可以达到做基准面的要求，从而降低了贴片面的角度和棱长测量误差。而三角形激光陀螺腔体三侧面均未加工及其特殊的结构特性，使得贴面片磨砂和抛光加工异常困难。因此，针对三角形激光陀螺贴片面制定一个合理地光学加工方法，对于提高三角形激光陀螺的气密性和长期精度稳定性有重要意义。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种面向三角激光陀螺的多贴片面专用加工方法。

本发明的技术解决方案是：一种面向三角激光陀螺的多贴片面专用加工方法，包括如下步骤：

S1，准备基准块、微晶方砖和预设厚度的平面片，将平面片均匀光胶至微晶方砖上表面上；

S2，将基准块磨砂抛光至各个面互为角度优于1″，表面20倍显微镜下抛透抛亮无麻点；将基准块与平面片光胶，角度调至优于2″；选取三角激光陀螺阴极孔面为基准面，将基准面与基准块贴合，通过塞规的薄厚调节使三角激光陀螺腔体内毛细管与微晶方砖大面平行，角度调至5″以内，利用万能工具显微镜测量三角激光陀螺毛细管轴线与微晶方砖棱边是否平行，若平行则将三角激光陀螺光胶在微晶方砖侧面上；光胶后将塞规和基准块取出；

S3，按S2将其余的三角形激光陀螺分别光胶至微晶方砖其他的四个侧面上，每个侧面安装两个三角形激光陀螺；

S4，对三角形激光陀螺的基准面相对的面进行磨砂抛光，完成后拆除三角形激光陀螺和基准块；

S5，准备多个第一辅助块；将基准块光胶至平面片上，将三角形激光陀螺旋转60°后与第一辅助块贴合，三角形激光陀螺与第一辅助块互为基准，用万能工具显微镜测量陀螺基准面和第一辅助块与微晶方砖侧面之间的角度，不断调整三角形激光陀螺直至三角形激光陀螺基准面与方砖侧面之间的夹角为60°5′以内，将三角激光陀螺光胶在方砖上；

S6，按S5调整并安装其余的三角形激光陀螺；

S7，制备多个第二辅助块，并对其倒角及抛光，倒角宽度2.0±0.5mm，抛光抛亮；把四个第二辅助块加热，用粘接蜡将第二辅助块粘接在三角形激光陀螺基准面相邻两个侧面，先粘塔差第二辅助块，再粘角差第二辅助块；用脱脂棉蘸汽油或酒精擦拭三角形激光陀螺、第二辅助块及工具板，将三角形激光陀螺基准面相邻两个侧面放置在均匀涂满润滑油的工具板上，并用汽油或酒精擦拭，再用刀口尺检测第二辅助块是否粘平；对三角形激光陀螺基准面相邻两个侧面进行磨砂抛光，运行三维影像测量仪测量现有棱长，与标准棱长比较，并计算磨砂余量；用W28研磨砂进行手动研磨，使三角形激光陀螺基准面相邻两个侧面的角差和塔差均≤0.01mm，再用W7研磨砂分离器机继续研磨，使角差和塔差均≤0.002mm；在抛光模上涂400目抛光粉悬浮液，抛光≥14个小时，若在20倍体式显微镜下检测抛透抛亮，光胶区内无缺陷，进入下一步；

S8，按S7研磨抛光所有三角形激光陀螺基准面相邻的两个侧面，完成后拆除三角形激光陀螺和第二辅助块；

S9，研抛三角形激光陀螺基准面相对的面，将各三角形激光陀螺内的交汇点汇聚在同一平面上；将三角形激光陀螺光胶至微晶方砖上进行基准面相对的面的磨砂抛光；对所有三角形激光陀螺基准面相对的面进行磨砂抛光。

进一步地，所述对三角形激光陀螺的基准面相对的面进行磨砂抛光包括如下步骤：

磨砂过程采用机械磨砂方式，先用W10的研磨砂研磨，表头接触点区域磨到后，在垂直度检测台上测量加工面与两个大面的垂直误差，记住高点的位置和差值，保证基准面与两大面垂直度误差≤0.001mm，用肥皂水刷洗干净，并用保护纸保护好两个大面，用400目氧化铈抛光，抛光时间≥12个小时，用激光平面干涉仪测量基准面的光圈，要求光圈N＝-0.2，△N＝0.06，灯光下目视检查抛透，无明显划痕。

进一步地，所述长方体辅助块高度高于陀螺，两个侧面磨砂抛光，平行度误差≤0.001mm。

进一步地，所述磨砂余量△＝(标准棱长-现有棱长)/2。

进一步地，所述对所有三角形激光陀螺基准面相对的面进行磨砂抛光包括如下步骤：

首先将基准块与平面片光胶，根据磨砂余量从大到小的顺序对三角形激光陀螺的基准面依次光胶在基准块上；准备在一定范围厚度内的第三辅助块，将第三辅助块的侧面与基准块光胶，利用塞规和辅助块的薄厚调节交汇点的高低，使得三角形激光陀螺交汇点都在同一平面上。

本发明与现有技术相比的优点在于：

①以方砖为基准，平面片光胶在方砖上，通过塞规的薄厚去调节使得三角激光陀螺腔体内毛细管与方砖大面平行，分别用W10的研磨砂和400目的氧化铈对三角激光陀螺基准面进行磨砂抛光；

②将基准块与陀螺基准面光胶，三角激光陀螺贴片面1面和2面与基准块贴合，采用三角陀螺和辅助块互为基准的方法，保证三角陀螺基准面与方砖侧面夹角为60°5″以内。对三角陀螺贴片面粘接辅助块，研抛贴片面至光胶区抛透抛亮，无麻点，无腐蚀等缺陷；

③采用三维影像仪测三角陀螺的交汇点，制作各种厚度范围内的辅助块，将辅助块与基准块光胶，通过各种厚度的辅助块去调节陀螺的交汇点，使各个陀螺的交汇点聚焦在同一平面上，从而对三角陀螺第三贴片面进行磨砂抛光。

附图说明

图1是微晶方砖平面片光胶图。

图2是基准面塞规调平示意图。

图3是三角陀螺贴片面调平示意图。

图4为三角陀螺贴片面加工示意图。

图5为陀螺贴片面3面与辅助块调节示意图。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

以下结合说明书附图对本申请实施例所提供的一种面向三角激光陀螺的多贴片面专用加工方法做进一步详细的说明(如图1所示)。

在本申请实施例所提供的方案中，本发明包括如下步骤：

S1，准备基准块、微晶方砖和预设厚度的平面片，将平面片均匀光胶至微晶方砖上表面上。

S2，将基准块磨砂抛光至各个面互为角度优于1″，表面20倍显微镜下抛透抛亮无麻点。将基准块与平面片光胶，角度调至优于2″。选取三角激光陀螺阴极孔面为基准面，将基准面与基准块贴合，通过塞规的薄厚调节使三角激光陀螺腔体内毛细管与微晶方砖大面平行，角度调至5″以内，利用万能工具显微镜测量三角激光陀螺毛细管轴线与微晶方砖棱边是否平行，若平行则将三角激光陀螺光胶在微晶方砖侧面上。光胶后将塞规和基准块取出。

S3，如图2，按S2将其余的三角形激光陀螺分别光胶至微晶方砖其他的四个侧面上，每个侧面安装两个三角形激光陀螺。

S4，对三角形激光陀螺的基准面相对的面进行磨砂抛光，完成后拆除三角形激光陀螺和基准块。

在一种可能实现的方式中，所述对三角形激光陀螺的基准面相对的面进行磨砂抛光包括如下步骤：磨砂过程采用机械磨砂方式，先用W10的研磨砂研磨，表头接触点区域磨到后，在垂直度检测台上测量加工面与两个大面的垂直误差，记住高点的位置和差值，保证基准面与两大面垂直度误差≤0.001mm，用肥皂水刷洗干净，并用保护纸保护好两个大面，用400目氧化铈抛光，抛光时间≥12个小时，用激光平面干涉仪测量基准面的光圈，要求光圈N＝-0.2，△N＝0.06，灯光下目视检查抛透，无明显划痕。

S5，如图3，准备多个第一辅助块。将基准块光胶至平面片上，将三角形激光陀螺旋转60°后与第一辅助块贴合，三角形激光陀螺与第一辅助块互为基准，用万能工具显微镜测量陀螺基准面和第一辅助块与微晶方砖侧面之间的角度，不断调整三角形激光陀螺直至三角形激光陀螺基准面与方砖侧面之间的夹角为60°5′以内，将三角激光陀螺光胶在方砖上。

进一步，所述第一辅助块高度高于陀螺，两个侧面磨砂抛光，平行度误差≤0.001mm。

S6，按S5调整并安装其余的三角形激光陀螺。

S7，如图4，制备多个第二辅助块，并对其倒角及抛光，倒角宽度2.0±0.5mm，抛光抛亮。把四个第二辅助块加热，用粘接蜡将第二辅助块粘接在三角形激光陀螺基准面相邻两个侧面，先粘两长块(塔差第二辅助块)，再粘两短块(角差第二辅助块)。用脱脂棉蘸汽油或酒精擦拭三角形激光陀螺、第二辅助块及工具板，将三角形激光陀螺基准面相邻两个侧面放置在均匀涂满润滑油的工具板上，并用汽油或酒精擦拭，再用刀口尺检测第二辅助块是否粘平。对三角形激光陀螺基准面相邻两个侧面进行磨砂抛光，运行三维影像测量仪测量现有棱长，与标准棱长比较，算出磨砂余量△＝(标准棱长-现有棱长)/2。用W28研磨砂进行手动研磨，要求三角形激光陀螺基准面相邻两个侧面的角差和塔差均≤0.01mm，再用W7研磨砂分离器机继续研磨，要求角差和塔差均≤0.002mm。在抛光模上涂400目抛光粉悬浮液，设置加工参数，抛光≥14个小时，在20倍体式显微镜下检测抛透抛亮，光胶区内无麻点，无腐蚀等缺陷，N＝-0.1，ΔN＝0.02。

S8，按S7研磨抛光所有三角形激光陀螺基准面相邻的两个侧面，完成后拆除三角形激光陀螺和第二辅助块。

S9，如图5，研抛三角形激光陀螺基准面相对的面，将各三角形激光陀螺内的交汇点汇聚在同一平面上。将三角形激光陀螺光胶至微晶方砖上进行基准面相对的面的磨砂抛光。对所有三角形激光陀螺基准面相对的面进行磨砂抛光。

进一步，对所有三角形激光陀螺基准面相对的面进行磨砂抛光包括如下步骤：首先将基准块与平面片光胶，根据磨砂余量从大到小的顺序对三角形激光陀螺的基准面依次光胶在基准块上。准备在一定范围厚度内的第三辅助块，将第三辅助块的侧面与基准块光胶，利用塞规和辅助块的薄厚调节交汇点的高低，使得三角形激光陀螺交汇点都在同一平面上。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (5)

1.一种面向三角激光陀螺的多贴片面专用加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，准备基准块、微晶方砖和预设厚度的平面片，将平面片均匀光胶至微晶方砖上表面上；

S2，将基准块磨砂抛光至各个面互为角度优于1″，表面20倍显微镜下抛透抛亮无麻点；将基准块与平面片光胶，角度调至优于2″；选取三角激光陀螺阴极孔面为基准面，将基准面与基准块贴合，通过塞规的薄厚调节使三角激光陀螺腔体内毛细管与微晶方砖大面平行，角度调至5″以内，利用万能工具显微镜测量三角激光陀螺毛细管轴线与微晶方砖棱边是否平行，若平行则将三角激光陀螺光胶在微晶方砖侧面上；光胶后将塞规和基准块取出；

S3，按S2将其余的三角形激光陀螺分别光胶至微晶方砖其他的四个侧面上，每个侧面安装两个三角形激光陀螺；

S4，对三角形激光陀螺的基准面相对的面进行磨砂抛光，完成后拆除三角形激光陀螺和基准块；

S5，准备多个第一辅助块；将基准块光胶至平面片上，将三角形激光陀螺旋转60°后与第一辅助块贴合，三角形激光陀螺与第一辅助块互为基准，用万能工具显微镜测量陀螺基准面和第一辅助块与微晶方砖侧面之间的角度，不断调整三角形激光陀螺直至三角形激光陀螺基准面与方砖侧面之间的夹角为60°5′以内，将三角激光陀螺光胶在方砖上；

S6，按S5调整并安装其余的三角形激光陀螺；

S7，制备多个第二辅助块，并对其倒角及抛光，倒角宽度2.0±0.5mm，抛光抛亮；把四个第二辅助块加热，用粘接蜡将第二辅助块粘接在三角形激光陀螺基准面相邻两个侧面，先粘塔差第二辅助块，再粘角差第二辅助块；用脱脂棉蘸汽油或酒精擦拭三角形激光陀螺、第二辅助块及工具板，将三角形激光陀螺基准面相邻两个侧面放置在均匀涂满润滑油的工具板上，并用汽油或酒精擦拭，再用刀口尺检测第二辅助块是否粘平；对三角形激光陀螺基准面相邻两个侧面进行磨砂抛光，运行三维影像测量仪测量现有棱长，与标准棱长比较，并计算磨砂余量；用W28研磨砂进行手动研磨，使三角形激光陀螺基准面相邻两个侧面的角差和塔差均≤0.01mm，再用W7研磨砂分离器机继续研磨，使角差和塔差均≤0.002mm；在抛光模上涂400目抛光粉悬浮液，抛光≥14个小时，若在20倍体式显微镜下检测抛透抛亮，光胶区内无缺陷，进入下一步；

S8，按S7研磨抛光所有三角形激光陀螺基准面相邻的两个侧面，完成后拆除三角形激光陀螺和第二辅助块；

S9，研抛三角形激光陀螺基准面相对的面，将各三角形激光陀螺内的交汇点汇聚在同一平面上；将三角形激光陀螺光胶至微晶方砖上进行基准面相对的面的磨砂抛光；对所有三角形激光陀螺基准面相对的面进行磨砂抛光。

2.根据权利要求1所述的一种面向三角激光陀螺的多贴片面专用加工方法，其特征在于：所述对三角形激光陀螺的基准面相对的面进行磨砂抛光包括如下步骤：

磨砂过程采用机械磨砂方式，先用W10的研磨砂研磨，表头接触点区域磨到后，在垂直度检测台上测量加工面与两个大面的垂直误差，记住高点的位置和差值，保证基准面与两大面垂直度误差≤0.001mm，用肥皂水刷洗干净，并用保护纸保护好两个大面，用400目氧化铈抛光，抛光时间≥12个小时，用激光平面干涉仪测量基准面的光圈，要求光圈N＝-0.2，△N＝0.06，灯光下目视检查抛透，无明显划痕。

3.根据权利要求1所述的一种面向三角激光陀螺的多贴片面专用加工方法，其特征在于：第一辅助块高度高于陀螺，两个侧面磨砂抛光，平行度误差≤0.001mm。

4.根据权利要求1所述的一种面向三角激光陀螺的多贴片面专用加工方法，其特征在于：所述磨砂余量△＝(标准棱长-现有棱长)/2。

5.根据权利要求1所述的一种面向三角激光陀螺的多贴片面专用加工方法，其特征在于：所述对所有三角形激光陀螺基准面相对的面进行磨砂抛光包括如下步骤：

首先将基准块与平面片光胶，根据磨砂余量从大到小的顺序对三角形激光陀螺的基准面依次光胶在基准块上；准备在一定范围厚度内的第三辅助块，将第三辅助块的侧面与基准块光胶，利用塞规和辅助块的薄厚调节交汇点的高低，使得三角形激光陀螺交汇点都在同一平面上。

Images