[发明专利]一种单晶硅光学复杂表面的超精密加工工具及加工方法

摘要

本发明提供一种单晶硅光学复杂表面的超精密加工工具及加工方法，属于超精密加工技术领域。本发明首先利用加工工具对试加工件进行试加工，试加工后分别对试加工件表面上的两条十字交叉圆弧凹槽面形精度进行检测，进而获得准确的R2和R1值；然后对用以描述单晶硅光学复杂表面元件的多项式或离散点云进行数据计算，获得机床坐标系下的三维矩形数据，然后再根据此三维矩形数据、R2、R1进行加工轨迹规划；最后按加工轨迹进行单晶硅光学复杂表面元件的加工。本发明解决了现有单晶硅光学复杂表面的超精密加工技术加工效率较低、精度不高的问题。本发明可用于玻璃、陶瓷、晶体等多种硬脆难加工材料表面的超精密加工。

主权项

1.一种单晶硅光学复杂表面的超精密加工工具，其特征在于，所述加工工具为碟片形，其半径为R₂；加工工具的侧面圆周为180°的圆角，圆角半径为R₁；所述加工工具圆心处设有通孔，所述通孔用于将该加工工具安装到加工机床旋转轴上，R₁小于单晶硅光学复杂表面元件的表面结构最小曲率半径r₁；R₂小于单晶硅光学复杂表面元件上与最小曲率半径r₁所在方向垂直的另一方向上的最小曲率半径r₂；所述加工工具的圆弧表面设有均匀分布的微刃阵列；所述微刃阵列的前角为45°，倾角为45°；所述微刃阵列的相邻每排微刃间的间距为W，刃高为H；所述微刃阵列的间距W和刃高为H满足公式(1)和公式(2)的函数关系：其中，d_c为单晶硅的脆塑转变临界深度，N为加工工具的转速，D为加工工具的直径，f为进给率，a_p为加工深度。