[发明专利]一种基于被动式激光陀螺仪的陀螺腔体孔路加工方法

说明书

本发明提供了一种基于被动式激光陀螺仪的陀螺腔体孔路加工方法，用以解决大尺寸陀螺腔体尚无可用加工方法的问题。所述陀螺腔体孔路加工方法，首先研磨并抛光腔体的任一大端面为基准面，在腔体立式状态下，在四边为凹字形的正方形基准面上，钻铣八个光路孔；在腔体平放状态下，用金刚石锯片切割贴片面角余量，且达到预定厚度；再沿大端面的正方形对角线钻铣四个功能孔，而后钻铣与功能孔连通的中心孔，最后钻铣安装孔并倒角。本发明用于大尺寸激光陀螺腔体结构精密尺寸加工，通过采用适用的金刚石固着磨料空心钻头及砂轮等工具，确保陀螺腔体外形尺寸及多种孔径的角精度、共面精度等位置精度，加工质量稳定，提高了加工效率，同时降低了加工成本。

技术领域

本发明属于精密光学零件制造领域，具体涉及一种基于被动式激光陀螺仪的陀螺腔体孔路加工方法。

背景技术

激光陀螺是一种用于测量物理角位移的精密移器，已取代机械陀螺仪得到广泛应用。根据陀螺仪中增益介质与几何腔体的位置关系，激光陀螺仪分为主动式和被动式。主动式的增益介质位于几何腔体内部，适用于几何腔体最大尺寸在100mm以内、光路孔小于80mm的激光陀螺仪。由于测量需要，几何腔体长度达到米量级之后，其过窄的自由光谱区频率间隔远小于增益介质的增益带宽，而导致激光模式竞争的出现。为避免模式竞争影响陀螺仪的测量精度，将增益介质设置在几何腔体外部，即为被动式激光陀螺仪。为了被动式激光陀螺的增益介质中射出的激光束顺利进入几何腔体内部，需要在米量级的几何腔体上精密打孔。

现有技术中，主动式激光陀螺仪的腔体，通常是在完成腔体六个(或多个)表面的研磨抛光后，先加工中心孔，中心孔安装在加工设备工件轴上，以其为定位基准，再依程序分别进行光路孔的加工。被动式激光陀螺仪与主动式的腔体不同，以中心孔定位为基准的方法已不适用，其加工方式也不相同。目前尚无大于100mm的大尺寸(例如，360mm×360mm×50mm)的被动式激光陀螺仪腔体精密成型及打孔方法。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本发明旨在提供一种基于被动式激光陀螺仪的陀螺腔体孔路加工方法，确定适用于被动式激光陀螺仪腔体的加工基准，通过相应的钻铣保证多孔钻铣的一致性及可靠性，实现了被动式大尺寸陀螺腔体外形精密成型及光路孔的精密制造。

为了实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

本发明实施例提供了一种基于被动式激光陀螺仪的陀螺腔体孔路加工方法，包括如下步骤：

步骤S1，研磨并抛光腔体的任一大端面为基准面，基准面为四边为凹字形的正方形，且满足精度要求；

步骤S2，将腔体立放在工作台上，固定腔体后以测量并调整腔体基准面与角度，用第一预设直径的金刚石钻头，在四边为凹字形的正方形基准面上，钻铣八个光路孔，八个光路孔贯穿于四个凹字形的八个突出部上，且在正方形的四个角处两两垂直相交；

步骤S3，将腔体平放在工作台上，在非工作区固定腔体，测量并调整腔体角度，用金刚石锯片切割贴片面角余量，用金刚石砂轮铣磨贴片面至所述贴片面与直角处的两个光路孔交点的距离达到预定厚度；

步骤S4，用第一预设直径的金刚石固着磨料空心钻头，以直角处的两个光路孔交点为起点，沿大端面的正方形对角线，至预设中心孔的圆周，钻铣四个功能孔；

步骤S5，将腔体平放在工作台上，腔体与工作台之间垫圆形玻璃垫板，在非工作区将玻璃垫板及腔体固定在工作台上，测量并调整腔体坐标与角度，使玻璃垫板的中心与大端面的中心重合；

步骤S6，在以大端面的中心为圆心、预设中心孔半径的圆形区域内，用金刚石钻头均匀分布式地钻铣若干个工艺孔，再用电镀金刚石砂轮逐层铣磨工艺孔，至若干个工艺孔形成一个预设半径的中心孔，并进行倒角，所述中心孔与功能孔连通；

步骤S7，钻铣安装孔并对安装孔进行倒角。