衍射透镜的微槽加工

　　超精密加工是在用金刚石刀具对软质金属、无电解镍、晶体等材料的镜而加工中发展起来的。其中，在微槽加工领域，利用了金刚石刀具微细而锋利的切削刃。作为微细加工的实例，本文介绍利用超精密加工机进行的衍射透镜的加工。

　　1衍射透镜

　　所谓衍射透镜，与以往的折射型透镜不同，它是利用衍射现象透镜的总称。这种衍射型透镜与折射型透镜相比，可以做得非常薄，具有可将平行光无像差地聚在焦点_L的特点。在光盘装置上的准直透镜上已有应用实例。

　　图l是由微槽形成的衍射透镜的模式图。如果从断而的侧面看可以看到一些同心的环带，入射平行光被这些环带衍射，聚在焦点F上。

　　2微槽的加工方法

　　在衍射透镜的锯齿状微槽加工中，采用如下方法.见图2

　　将图2所示的透镜母材固定在Z轴上并使其绕Z轴回转，刀具的定位由绕B轴的转动和沿X轴的移动实现。要加工一条微槽.由B轴决定刀具的倾斜角，由X轴决定刀具在半径方向上的位置，使透镜母材沿Z轴方向低速移动，刀具一切至规定深度。每个微槽均重复上述过程、最后形成透镜而。

　　作为刀具，采用了尖部锋利的单晶金刚石。这种金刚石刀具尖部的加工点一与B轴回转中心不一致会产生形状误差。

　　3微槽加工所需的必要条件

　　要加工微槽，首先必须满足以下各项超精密加工的条件。

　　①尽可能便热源远离加工点，或进行热隔离。

　　②振源与加工机分开配置，防止振动向加工点传播

　　③建立使室温变化、湿度变化、地基振动等外部干扰因素影响最小的环境条件。

        微槽加工还要求以下条件:

　　④平动轴要直线性好、刚性高，要具有稳定的运动精度和重复精度，转动轴也同样要具有稳定的转动精度。

　　⑤驱动各轴的控制系统要有高分辨率，停止时稳定性要好。

　　⑥要能够实现形状精度的在线检测。

　　⑦要能高精度地调整刀具尖部至B轴回转中心。

　　在此，对第⑥、⑦项加以祥细叙述。首先对第⑥项的在线形状测量的重要性进行说明。

　　超精密加工时，依靠设定的加工条件和刀具的定位，通过一次加工就得到所期望的精度是非常困难的。特别是在进行这种透镜的加工时，为使锯齿部分的倾斜角达到要求，必须进行试切削。为此，要进行形状测量取得修正量，进行修正加工。形状测量时，使用与加工机不在一体的测量仪的情况下，如果加工机室温与测量仪室温之间以及移动过程中环境温度变化，则不能进行正确的测量，需要等待一段时间、，待其达到热平衡时间进行测量。特别是作为透镜材料使用的树脂等材料，热膨胀系数大，影响也大。由此证见，要进行高精度高效率加工，能进行环境温度无变化的工件在线检测是非常重要的。