大口径超轻量化碳化硅反射镜超精密铣磨技术(特邀)

在分析了超轻量化大口径碳化硅(SiC)反射镜(轻量化率≥90%)表面去除原理和难点的基础上,为了实现此类型反射镜的快速加工,提出了一种采用有限元分析进行验证的五轴高效超精密铣磨方法。通过对反射镜铣磨过程中产生共振的机理进行分析,解释了共振的原因,利用有限元分析方法进行仿真模拟,验证了加工过程镜面不会被破坏且系统不发生共振,设计环形工装支撑并对口径Ф510 mm、壁厚4 mm、轻量化率92%的SiC反射镜进行快速铣磨加工。反射镜初始面形峰谷(PV)值为956.1μm,镜面去除量为1 mm,加工时间仅为48 h,相较于人工研磨研制周期降低了90%。通过检测,反射镜面形PV值为3.5μm,满足反射镜抛光前面形精度优于4μm的要求。