一種用于角鏡深孔精密加工的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微晶玻璃方鏡的輔助鏡-角鏡的深孔精密加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于分步投影光刻機中要求減重結(jié)構(gòu)件微晶玻璃鏡精密加工的方法，該鏡主要用于分步投影光刻機的對準(zhǔn)，直接影響到分步投影光刻機里的光柵自動位置對準(zhǔn)。
【背景技術(shù)】
[0002]分步投影光刻機工作臺零件不但對重量有嚴(yán)格控制要求，同時要求角鏡角度誤差(±25yrad)和面型精度(0.5μπι)。通常零件的減重結(jié)構(gòu)采用單邊開槽、中心精密深孔加工和空心結(jié)構(gòu)鑄造成型等。單邊開槽為非對稱結(jié)構(gòu)形式，傳統(tǒng)玻璃鏡精密加工中需要使用熱膠冷和膠粘接固定，由于玻璃材料的熱膨脹變形，用熱粘膠來固定非對稱結(jié)構(gòu)玻璃鏡時形變精度非常難于控制；冷膠粘接在凝固過程中內(nèi)應(yīng)力比較大，如果控制不好將會引起被粘接零件的變形，直接減低零件加工精度，嚴(yán)重減低了產(chǎn)品合格率；空心結(jié)構(gòu)鑄造成型對于玻璃材料需要較大成本和技術(shù)難度主要用于大批量生產(chǎn)，不適合單件小批量場合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于加工克服傳統(tǒng)非對稱玻璃鏡精密加工粘接膠固定時因環(huán)境溫度和加工膠合的自生應(yīng)力對工件帶來的變形，提供了一種中心精密深孔結(jié)構(gòu)玻璃鏡精密加工的的工藝方法，使加工的分步投影光刻機方鏡的輔助鏡-角鏡符合所需的表面粗糙度和面型精度，滿足光刻機向位光柵自動對準(zhǔn)要求。
[0004]為達(dá)到上述發(fā)明目的，提供一種用于角鏡深孔精密加工的方法，其特征在于，工件為微晶玻璃角鏡，包括一角面和兩個相互垂直面，所述垂直面分別為基準(zhǔn)面B和基準(zhǔn)面C，該方法包括下列步驟:
[0005]步驟一:在固定工裝上加工一個定位基準(zhǔn)平面；
[0006]步驟二:將工件基準(zhǔn)面B與固定工裝的定位基準(zhǔn)面固定；
[0007]步驟三:將固定工裝固定在工作臺面調(diào)整Z向形成，確?；鶞?zhǔn)面B和基準(zhǔn)面C與Z向平行度< 0.02mm ;選擇工件的一個待加工端面；
[0008]步驟四:將小徑磨輪安裝在超聲波磨床刀頭，在工件中心加工中心預(yù)孔；
[0009]步驟五:將中徑磨輪安裝在超聲波磨床刀頭，在工件中心加工過渡孔，過渡孔深度小于中心預(yù)孔深度；
[0010]步驟六:將大徑磨輪安裝在超聲波磨床刀頭，在工件中心加工孔深度為h2的基礎(chǔ)孔，基礎(chǔ)孔深度與過渡孔深度相同；
[0011]步驟七:在完成的基礎(chǔ)孔內(nèi)裝入小徑磨輪導(dǎo)向套，將小徑磨輪安裝在超聲波磨床刀頭繼續(xù)加深中心預(yù)孔；
[0012]步驟八:取出小徑磨輪導(dǎo)向套，更換中徑磨輪導(dǎo)向套，將中徑磨輪安裝在超聲波刀頭上繼續(xù)加深過渡孔；
[0013]步驟九:取出中徑磨輪導(dǎo)向套，將大徑磨輪安裝在超聲磨床刀頭上繼續(xù)加深基礎(chǔ)孔；
[0014]步驟十:重復(fù)執(zhí)行步驟七至步驟九，直至基礎(chǔ)孔的深度大于工件總深度的一半，將工件掉頭180°，選取工件另一端面重復(fù)執(zhí)行步驟四至步驟九，直至基礎(chǔ)孔與對面接通，形成通孔；
[0015]步驟十一:將所需直徑磨輪安裝在超聲波磨床刀頭上一次性精加工通孔；
[0016]所述的小徑磨輪直徑 < 中徑磨輪直徑 < 大徑磨輪直徑 < 所需直徑磨輪直徑。
[0017]優(yōu)選的，步驟二中工件與固定工裝的連接方式為將工件與固定工裝同時放入烘箱內(nèi)，將溫度調(diào)整到120°恒溫1.5小時，用擦拭紙清理工件基準(zhǔn)面B和工裝定位面，并均涂上火漆膠合劑，將工件基準(zhǔn)面B和工裝定位面黏連，將固定工裝水平放置在水平工作臺上降溫到室溫。
[0018]優(yōu)選的，所述的步驟十中，重復(fù)執(zhí)行步驟七到步驟九四次；再反向重復(fù)執(zhí)行步驟四至步驟九
[0019]優(yōu)選的，步驟一中的固定工裝定位基準(zhǔn)面的平面度< 0.01mm。
[0020]所述工件待加工孔直徑為16mm ;所述的小徑磨輪為直徑6mm的磨輪，加工的中心預(yù)孔直徑為6mm ;所述的中徑磨輪為直徑1mm的磨輪，加工的過渡孔直徑為1mm ;所述的大徑磨輪為直徑15.9mm的磨輪，加工的基礎(chǔ)孔直徑為15.9mm ;所述所需直徑磨輪為直徑16mm的磨輪。
[0021]所述工件加工孔深度為428mm ;其中
[0022]步驟四，加工深度為65mm的中心預(yù)孔；
[0023]步驟五，加工深度為60mm的過渡孔；
[0024]步驟六，加工深度為60mm的基礎(chǔ)孔；
[0025]步驟七，繼續(xù)加深中心預(yù)孔的深度為60mm ；
[0026]步驟八，繼續(xù)加深過渡孔的深度為60mm ;
[0027]步驟九，繼續(xù)加深基礎(chǔ)孔的深度為60_ ;
[0028]步驟十，重復(fù)執(zhí)行步驟四至步驟九，使直徑為15.9mm的基礎(chǔ)孔深度大于220_，選取另一端面重復(fù)執(zhí)行步驟四道步驟九，使直徑15.9mm的基礎(chǔ)孔深度大于220mm，與對面孔接通。
[0029]本發(fā)明的中心精密深孔結(jié)構(gòu)可以使零件結(jié)構(gòu)對中對稱，在零件加工過程中固定膠合粘接應(yīng)力對本結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響不大，可以達(dá)到直徑16_，深度428_的精密深孔直徑公差為±0.1，相對B，C基準(zhǔn)平行度< 0.1mm的要求，可以滿足分步投影光刻機對玻璃鏡減輕質(zhì)量設(shè)計成要求。同時保證了角鏡后續(xù)的光學(xué)拋光加工要求。
[0030]本發(fā)明的有益效果是精密中心有效地降低了冷膠粘接固化過稱中產(chǎn)生的應(yīng)力變形；避免了熱膠粘接時非對稱結(jié)構(gòu)零件所產(chǎn)生的熱膨脹變形；在保證零件中心加工直徑公差達(dá)到±0.1，孔相對B，C基準(zhǔn)平行度< 0.1mm，達(dá)到減重要求的同時，保證后續(xù)拋光加工的工件達(dá)到角鏡所需的角度誤差(±25yrad)和面型精度(0.5μπι);深孔加工工藝簡單，生產(chǎn)成本較低，產(chǎn)品合格率高，符合高質(zhì)量要求；確保角鏡產(chǎn)品符合分步光刻機向位光柵自動對準(zhǔn)要求。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明加工工件的孔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2為本發(fā)明加工工件的孔的剖面圖；
【具體實施方式】
[0033]以下結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0034]工件為帶角度柱體微晶玻璃，需要加工出直徑為16mm±0.1，深度428mm，深孔相對于基準(zhǔn)面B、基準(zhǔn)面C平行度< 0.1mm。
[0035]—種用于微晶玻璃角鏡深孔精密加工的方法，該方法包括下列步驟:
[0036]步驟一:在固定工裝上加工出一個定位基準(zhǔn)平面。定位基準(zhǔn)平面要求與B基準(zhǔn)面平面度不優(yōu)于0.0lmm ；
[0037]步驟二:將工件與工裝同時放入烘箱內(nèi)，將溫度調(diào)整到12