CN104708524B - 一种激光陀螺腔体光阑孔抛光方法 - Google Patents

一种激光陀螺腔体光阑孔抛光方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于光学加工技术，涉及一种激光陀螺腔体光阑孔抛光方法。本发明激光陀螺腔体光阑孔抛光方法通过选取特定参数的抛光绳，将抛光绳穿过并充满光阑孔，在抛光绳上添加抛光粉，通过往复拉动抛光绳，一边拉动一边添加抛光粉，达到抛光的目的。本发明经过实验验证并应用于某型号的激光陀螺，长短轴比例误差可控制到0.02以内，相对化学抛光的表面粗糙度提高10倍以上，精度可以达到Ra0.02μm，极大地改善了椭圆孔的加工精度。另外，可同时实现多件腔体同时抛光，自动化程度高，生产效率得到了显著地改善，适用于中、高精度激光陀螺腔体光阑孔抛光的研制和批量生产。

Description

一种激光陀螺腔体光阑孔抛光方法
技术领域
本发明属于光学加工技术，涉及一种激光陀螺腔体光阑孔抛光方法。
背景技术
激光陀螺是新型的速率传感器，是新一代惯性导航***的核心器件。激光陀螺腔体是激光陀螺的载体，构成激光的干涉光路并为陀螺提供增益介质气体的真空密封与贮存空间。腔体内的椭圆形光阑孔既起到对圆偏振光或椭圆偏振光的限模又起到减小衍射损耗的作用，其圆形或椭圆形光阑孔的加工精度直接影响激光陀螺性能的稳定。
如图1所示，在激光陀螺腔体1中，椭圆形光阑孔2位于毛细孔3的深处(处于深度大于50mm的Φ3孔中间部位)。传统的机械抛光法抛光过程非常难保证椭圆孔的形状精度和长短轴比例精度。一般大多采用化学抛光的方法，但是，由于化学抛光的机理是在原有表面形貌的基础上均匀去除材料，因此，化学抛光的表面粗糙度较差，抛光表面粗糙度只能达到Ra0.4μm，远达不到光阑孔的使用要求。
发明内容
本发明的目的：提供一种新型激光陀螺腔体光阑孔抛光方法，较好的解决了椭圆孔抛光过程长短轴比例一致性差、椭圆孔形状精度差和表面粗糙度差的加工难题。
本发明的技术方案：一种激光陀螺腔体光阑孔抛光方法，其包括如下步骤：
步骤1：选取抛光绳
所选取的抛光绳为纤维材料，其单股绳的直径0.6到1.6mm，为使抛光绳充满光阑孔并通过抛光绳挤压变形后为抛光提供抛光压力，必须计算抛光过程所需的抛光绳根数，并使抛光绳达到一定的压缩比才能达到抛光条件和保证抛光精度，光阑孔截面积范围在3mm2～15mm2内时抛光绳的压缩比为：
上式中，n为抛光绳根数；D为单根抛光绳直径；a、b分别光阑孔的长短轴尺寸。公式中D、a、b的单位都为mm。
步骤2：穿绳
将抛光绳穿过腔体光阑孔，并固定在抛光设备上，同时对抛光绳松紧进行调节，使得抛光绳的张力在5N～10N之间，然后在抛光绳上添加抛光粉；
步骤3：拉动抛光绳抛光并添加抛光粉
确定抛光工艺参数，包括抛光绳的往返运动速度和运动距离，通过抛光设备拉动抛光绳对光阑孔内壁进行抛光，抛光过程中，间隔不小于20秒进行抛光粉添加，以保证抛光效果；
步骤4：清洗并检验
拉动抛光绳对光阑孔内壁抛光10分钟以后，清洗光阑孔，并进行抛光效果检验，如果不满足要求，则重新抛光。
抛光绳的往返运动速度在1000mm/分～10000mm/分，运动距离在50mm～1000mm。
抛光绳两端通过能避免拉紧过程中旋转的万向结固定在抛光设备上。
本发明的有益效果是：
本发明经过实验验证并应用于多型号的激光陀螺腔体光阑孔抛光过程中，长短轴比例误差可控制到0.02以内、相对化学抛光的表面粗糙度提高10倍以上，精度可以达到Ra0.02μm，极大地改善了椭圆孔的加工精度。本发明抛光1件腔体椭圆光阑的时间只有10分钟，可同时实现多件同时抛光，自动化程度高，适用于中、高精度激光陀螺腔体椭圆形光阑孔抛光的研制和批量生产。
附图说明
图1是激光陀螺腔体光阑孔的位置示意图；
图2是本发明激光陀螺腔体光阑孔抛光方法的流程图，
其中，1-激光陀螺腔体、2-光阑孔、3-毛细孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
本发明激光陀螺腔体光阑孔抛光方法采用抛光绳抛光光阑孔的工艺，抛光绳材料为纤维材料，工艺方法是先通过计算压缩比确定抛光绳根数，将抛光绳穿过光阑孔并将腔体和抛光绳固定在抛光设备上，在抛光绳上添加抛光粉，通过往复拉动抛光绳，一边拉动一边添加抛光粉，达到抛光的目的。
请参阅图2，其给出了本发明激光陀螺腔体光阑孔抛光方法的工艺流程，其具体步骤如下：
步骤1：选取抛光绳
所选取的抛光绳为纤维材料，其单股绳的直径0.6到1.6mm，为使抛光绳充满光阑孔并通过抛光绳挤压变形后为抛光提供抛光压力，必须计算抛光过程所需的抛光绳根数，并使抛光绳达到一定的压缩比才能达到抛光条件和保证抛光精度，光阑孔截面积范围在3mm2～15mm2内时抛光绳的压缩比为：
上式中，n为抛光绳根数；D为单根抛光绳直径；a、b分别光阑孔的长短轴尺寸。公式中D、a、b的单位都为mm。
步骤2：如图2所示，通过钢丝将抛光绳穿过腔体光阑孔，并将抛光绳的两端固定在抛光设备上，将腔体固定在抛光设备工作台上，同时对抛光绳张力进行调节，抛光绳的张力在5N～10N之间，然后在抛光绳上添加抛光粉；
步骤3：拉动抛光绳抛光并添加抛光粉
确定抛光工艺参数，包括抛光绳的往返运动速度和运动距离，通过抛光设备拉动抛光绳对光阑孔内壁进行抛光，抛光过程中，间隔不小于20秒进行抛光粉添加，以保证抛光效果；
步骤4：清洗并检验
拉动抛光绳对光阑孔内壁抛光10分钟以后，清洗光阑孔，并进行抛光效果检验，如果不满足要求，则重新抛光。

Claims (3)

1.一种激光陀螺腔体光阑孔抛光方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：选取抛光绳
所选取的抛光绳为纤维材料，其单股绳的直径0.6到1.6mm，对折后的抛光绳的压缩比为：
上式中，n为抛光绳根数；D为单根抛光绳直径；a、b分别光阑孔的长短轴尺寸，公式中D、a、b的单位都为mm；
步骤2：穿绳
将抛光绳穿过腔体光阑孔，并固定在抛光设备上，同时对抛光绳松紧进行调节，使得抛光绳的张力在5N～10N，然后在抛光绳上添加抛光粉；
步骤3：拉动抛光绳抛光并添加抛光粉
确定抛光工艺参数，包括抛光绳的往返运动速度和运动距离，通过抛光设备拉动抛光绳对光阑孔内壁进行抛光，抛光过程中，间隔不小于20秒进行抛光粉添加，以保证抛光效果；
步骤4：清洗并检验
拉动抛光绳对光阑孔内壁抛光10分钟以后，清洗光阑孔，并进行抛光效果检验，如果不满足要求，则重新抛光。
2.根据权利要求1所述的激光陀螺腔体光阑孔抛光方法，其特征在于，
抛光绳的往返运动速度在1000mm/分～10000mm/分，运动距离在50mm～1000mm。
3.根据权利要求1所述的激光陀螺腔体光阑孔抛光方法，其特征在于，抛光绳两端通过能避免拉紧过程中旋转的万向结固定在抛光设备上。
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