CN114378532A - 一种基于单点金刚石车削表面的电化学抛光方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于单点金刚石车削表面的电化学抛光方法，属于光学制造技术领域，包括以下步骤：先采用单点金刚石车削技术对被加工件表面进行车削加工；再利用电化学抛光技术对车削后的被加工件进行化学抛光去除车削刀痕。本发明还提供了上述基于单点金刚石车削表面的电化学抛光方法在表面粗糙的光学零件加工中的应用。本发明先采用单点金刚石车削技术对被加工件表面进行车削加工，采用高效的超精密加工技术可以直接获得满足红外成像质量要求的表面，但同时也会在工件表面留在周期性车削刀痕；再利用电化学抛光技术去除车削刀痕，不但可以获得更好的工件表面质量，而且可以大大提高整体加工效率，满足载荷研制效费比的要求。
Description
技术领域
本发明属于光学制造技术领域，涉及一种基于单点金刚石车削表面的电化学抛光方法和应用。
背景技术
空间光学成像系统在各种探测领域中的应用愈发广泛。随着科学技术的发展，现代光学系统对光学零件的表面形状精度、表面粗糙度以及亚表面损伤程度的要求越来越高。现有的光学元件制造模式存在着效率低、成本高、周期长等问题，严重影响了载荷研制效费比。因此，元件表面抛光技术需要满足各种材料下的镜面抛光需求。
电化学抛光技术是指在一定电解液中工件的阳极溶解，从而使其表面粗糙度下降、光亮度提高，并使表面逐渐平整的技术。目前来说，对于电化学抛光技术，主要对现有材料进行化学药品清洗后，直接进行电化学抛光，但是在原始表面较粗糙时，抛光不但需要消耗较多电量，也同时会浪费电解液，最终不但不能取得较好的抛光效果，而且抛光效率较低，完全不能满足目前的载荷研制效费比。所以，需要研究一种新的基于电化学的抛光方法，不但可以获得更好的材料表面质量，而且可以大大提高整体加工效率，满足载荷研制效费比的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的提供一种基于单点金刚石车削表面的电化学抛光方法和应用，解决原始表面较粗糙的光学零件采用电化学抛光加工时抛光效率低、抛光效果差、载荷研制效费比的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于单点金刚石车削表面的电化学抛光方法，包括以下步骤：
先采用单点金刚石车削技术对被加工件表面进行车削加工；
再利用电化学抛光技术对车削后的被加工件进行化学抛光去除车削刀痕。
进一步地，采用单点金刚石车削技术对被加工件表面进行车削加工时，采用单点金刚石车削装置实现，所述单点金刚石车削装置包括X轴移动台、主轴、单点金刚石刀具、旋转台和Y轴运动台；
所述主轴固定安装于所述X轴移动台上，所述单点金刚石刀具固定安装于所述旋转台上，所述旋转台可旋转地安装于所述Y轴运动台上；
被加工件安装于所述主轴上，所述主轴带动被加工件旋转；通过所述X轴移动台、Y轴移动台和旋转台调节被加工件的位置，以及所述单点金刚石刀具的进给距离和进给方向。
进一步地，通过设定所述主轴和旋转台的转动速度，所述X轴移动台和Y轴移动台的移动速度，从而设定车削加工的定进给距离、切削深度、刀具运动轨迹加工参数。
进一步地，利用电化学抛光技术对车削后的被加工件进行化学抛光时，采用电化学抛光装置实现，所述电化学抛光装置包括电解池、阴极材料、电源；
所述电解池内装有电解液，车削后的被加工件和所述阴极材料浸置于电解液中，车削后的被加工件与所述电源的阳极电性连接，所述阴极材料与所述电源的阴极电性相连。
进一步地，电化学抛光时，所述电源输出的电压可设计。
进一步地，电化学抛光时，电解液的成分可设计。
进一步地，电化学抛光时，抛光时间可设计。
本发明还提供一种如上所述的基于单点金刚石车削表面的电化学抛光方法在表面粗糙的光学零件加工中的应用。
本发明采用上述技术方案的优点是：
本发明的基于单点金刚石车削表面的电化学抛光方法，先采用单点金刚石车削技术对被加工件表面进行车削加工，单点金刚石车削技术为高效的超精密加工技术，可以直接获得满足红外成像质量要求的表面，但同时也会在工件表面留在周期性车削刀痕；再利用电化学抛光技术去除车削刀痕，不但可以获得更好的工件表面质量，而且可以大大提高整体加工效率，满足载荷研制效费比的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明的基于单点金刚石车削表面的电化学抛光方法的流程示意图；
图2为本发明的单点金刚石车削装置结构示意图；
图3为本发明的电化学抛光装置的结构示意图；
附图标记说明：1-X轴移动台；2-主轴；3-待加工件；4-单点金刚石刀具；5-旋转台；6-Y轴运动台；7-电解池；8-阴极材料；9-电源；10-电解液。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种基于单点金刚石车削表面的电化学抛光方法，如图1所示，包括以下步骤：
先采用单点金刚石车削技术对被加工件表面进行车削加工；
再利用电化学抛光技术对车削后的被加工件进行化学抛光去除车削刀痕。
本发明的基于单点金刚石车削表面的电化学抛光方法，在采用现有的电化学抛光技术之前，可以通过单点金刚石车削的方法，首先可以快速取得一个较好的材料表面质量，在此基础上，再通过电化学抛光技术去除单点金刚石车削后残留的周期性刀痕，这样不但可以取得更好的表面粗糙度，而且可以大大提高材料整体的加工效率。
采用单点金刚石车削技术对被加工件表面进行车削加工时，采用单点金刚石车削装置实现，如图2所示，所述单点金刚石车削装置包括X轴移动台1、主轴2、单点金刚石刀具4、旋转台5和Y轴运动台6；
所述主轴2固定安装于所述X轴移动台1上，所述单点金刚石刀具4固定安装于所述旋转台5上，所述旋转台5可旋转地安装于所述Y轴运动台6上；
被加工件3安装于所述主轴2上，所述主轴2带动被加工件3旋转；通过所述X轴移动台1、Y轴移动台6和旋转台5调节被加工件3的位置，以及所述单点金刚石刀具4的进给距离和进给方向。
其中，通过设定所述主轴2和旋转台5的转动速度，所述X轴移动台1和Y轴移动台6的移动速度，从而设定车削加工的定进给距离、切削深度、刀具运动轨迹等加工参数。
利用电化学抛光技术对车削后的被加工件进行化学抛光时，采用电化学抛光装置实现，如图3所示，所述电化学抛光装置包括电解池7、阴极材料8、电源9；
所述电解池7内装有电解液10，车削后的被加工件3和所述阴极材料8浸置于电解液10中，车削后的被加工件3与所述电源9的阳极电性连接，所述阴极材料8与所述电源9的阴极电性相连。其中，电化学抛光时，所述电源输出的电压、电解液的成分、抛光时间等均可设计。
本发明的基于单点金刚石车削表面的电化学抛光方法，首先通过超精密加工中心，通过设置合理的参数，利用单点金刚石刀具，车削出具有周期性车削刀痕的材料表面，这种周期性刀痕会在表面产生光栅效应，影响材料表面的光学性能，然后采用电化学抛光的方法，即可去除材料的表面周期性刀痕，获得较好的表面粗糙度。
本发明还提供一种如上所述的基于单点金刚石车削表面的电化学抛光方法在表面粗糙的光学零件加工中的应用。
本发明的基于单点金刚石车削表面的电化学抛光方法，先采用单点金刚石车削技术对被加工件表面进行车削加工，单点金刚石车削技术为高效的超精密加工技术，可以直接获得满足红外成像质量要求的表面，但同时也会在工件表面留在周期性车削刀痕；再利用电化学抛光技术去除车削刀痕，不但可以获得更好的工件表面质量，而且可以大大提高整体加工效率，满足载荷研制效费比的要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于单点金刚石车削表面的电化学抛光方法，其特征在于，包括以下步骤：
先采用单点金刚石车削技术对被加工件表面进行车削加工；
再利用电化学抛光技术对车削后的被加工件进行化学抛光去除车削刀痕。
2.根据权利要求1所述的基于单点金刚石车削表面的电化学抛光方法，其特征在于，采用单点金刚石车削技术对被加工件表面进行车削加工时，采用单点金刚石车削装置实现，所述单点金刚石车削装置包括X轴移动台、主轴、单点金刚石刀具、旋转台和Y轴运动台；
所述主轴固定安装于所述X轴移动台上，所述单点金刚石刀具固定安装于所述旋转台上，所述旋转台可旋转地安装于所述Y轴运动台上；
被加工件安装于所述主轴上，所述主轴带动被加工件旋转；通过所述X轴移动台、Y轴移动台和旋转台调节被加工件的位置，以及所述单点金刚石刀具的进给距离和进给方向。
3.根据权利要求2所述的基于单点金刚石车削表面的电化学抛光方法，其特征在于，通过设定所述主轴和旋转台的转动速度，所述X轴移动台和Y轴移动台的移动速度，从而设定车削加工的定进给距离、切削深度、刀具运动轨迹加工参数。
4.根据权利要求1所述的基于单点金刚石车削表面的电化学抛光方法，其特征在于，利用电化学抛光技术对车削后的被加工件进行化学抛光时，采用电化学抛光装置实现，所述电化学抛光装置包括电解池、阴极材料、电源；
所述电解池内装有电解液，车削后的被加工件和所述阴极材料浸置于电解液中，车削后的被加工件与所述电源的阳极电性连接，所述阴极材料与所述电源的阴极电性相连。
5.根据权利要求4所述的基于单点金刚石车削表面的电化学抛光方法，其特征在于，电化学抛光时，所述电源输出的电压可设计。
6.根据权利要求4所述的基于单点金刚石车削表面的电化学抛光方法，其特征在于，电化学抛光时，电解液的成分可设计。
7.根据权利要求4所述的基于单点金刚石车削表面的电化学抛光方法，其特征在于，电化学抛光时，抛光时间可设计。
8.一种如权利要求1-7任意一项所述的基于单点金刚石车削表面的电化学抛光方法在表面粗糙的光学零件加工中的应用。
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