单晶硅反射镜的超精密磨削工艺

为了实现单晶硅反射镜高效低损伤的超精密加工,研究了基于工件旋转法磨削原理的单晶硅反射镜超精密磨削工艺。通过形貌检测和成份测试的方法分析了该工艺采用的超细粒度金刚石砂轮的组织结构特征,并对单晶硅进行了超精密磨削试验,研究了超细粒度金刚石砂轮的磨削性能。通过砂轮主轴角度与工件面形之间的数学关系实现对磨削工件面形的控制。最后,采用超细粒度金刚石砂轮对Φ100mm×5mm的单晶硅反射镜进行了超精密磨削试验验证。试验结果表明,超细粒度金刚石砂轮磨削后的单晶硅表面粗糙度Ra值小于10nm,亚表面损伤深度小于100nm,磨削后的单晶硅反射镜面形PV值从初始的8.1μm减小到1.5μm。由此说明采用该工艺磨削单晶硅反射镜能够高效地获得低损伤表面和高精度面形。

结合ELID磨削与磁流变光整加工的单晶硅反射镜超精密制造技术

分析了在线电解修整(ELID)磨削和磁流变光整加工(MRF)的加工原理与特点,充分结合这2种技术的优点对单晶硅反射镜进行纳米级精度的组合加工.首先进行ELID高效率磨削,在线检测工件表面误差后进行补偿磨削,使反射镜面加工成形,并获得较好的形状精度和表面质量.然后,利用磁流变技术进行确定性的光整加工,以减少反射镜的亚表面损伤,使加工表面的形状精度与表面粗糙度得到很大提高与改善.利用该组合工艺,对硅反射镜进行了系列的加工实验,高效率地得到了低于1 nm RMS的表面粗糙度和69 nmP-V形状精度的工件表面.