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龙图腾网获悉西安交通大学申请的专利一种弱刚性自由曲面单晶硅反射镜片及其加工方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119635852B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-30发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411771777.8，技术领域涉及：B28D5/04；该发明授权一种弱刚性自由曲面单晶硅反射镜片及其加工方法是由李常胜;臧煜升;高晓宏;蒋庄德设计研发完成，并于2024-12-04向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种弱刚性自由曲面单晶硅反射镜片及其加工方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种弱刚性自由曲面单晶硅反射镜片及其加工方法，该方法包括：获得单晶硅块；切块；金刚石线切割；背面精密磨削；切片；自由曲面吸盘吸附镜片；正面精密磨削为圆柱面；磁流变弹性体抛光；释放镜片；圆柱面吸盘吸附镜片；背面精密磨削减薄；释放镜片；裁边并对背面进行湿法腐蚀；离子束修形加工，达到最终的自由曲面面形精度。本发明提出的X射线反射镜片加工方法，基于将自由曲面弱刚性反射镜装夹变形成圆柱面进行加工，整个过程均为圆柱面的超精密磨削和抛光，加工方法简单且成熟，制造成本极低，完全摆脱了对超高精度多轴联动机床的依赖，极大提高了加工效率，适合反射镜的大批量生产。

本发明授权一种弱刚性自由曲面单晶硅反射镜片及其加工方法在权利要求书中公布了：1.一种弱刚性自由曲面单晶硅反射镜片加工方法，其特征在于，包括以下步骤： 1将单晶硅锭利用金刚石线锯切割获得单晶硅块； 2采用金刚石线锯圆弧切割的方法加工单晶硅块，获得反射镜外圆柱面轮廓； 3在二轴联动数控磨床或三轴数控机床上，采用圆弧金刚石刚性砂轮对反射镜背面的圆柱面面形进行超精密磨削成形，其中反射镜片内凹面为正面，外凸面为背面； 4采用金刚石线锯圆弧切割的方法对步骤3加工后的单晶硅块进行切片，获得背面正面均为圆柱面轮廓的薄壁反射镜片； 5以高面形精度的自由曲面多孔陶瓷吸盘为装夹基准，利用吸盘吸力作用，实现薄壁弱刚性的反射镜片圆柱背面装夹变形并完全贴合吸盘面形，包括：基于理论自由曲面面形设计并制造自由曲面多孔陶瓷吸盘，未吸附变形时，设吸盘的面形为S0，反射镜片的正面和背面的圆柱面形均为S1；当反射镜片吸附装夹后，背面面形吸附变形并完全贴合吸盘面形S0,正面面形也弹性变形为S0，此时反射镜片正面和背面弹性变形量均为ΔS=S0-S1；随后将反射镜正面超精密磨削为圆柱面S1；释放反射镜片后，背面弹性变形恢复为S0-ΔS=S1,即背面恢复为圆柱面形S1，反射镜正面应弹性变形恢复为理论自由曲面面形S2，即S1-ΔS=S2，因此自由曲面吸盘面形S2=2S1-S0，随后对吸盘进行制造，直到达到1μm以下的面形精度，确定最小真空度，选择真空泵，完成真空吸附气路和电路的搭建，实现吸附和吹气缓冲功能，检测吸盘重复吸附精度，满足实验要求，同时对整个吸附变形过程进行仿真和实验验证，确保反射镜片圆柱背面装夹变形并能够完全贴合吸盘面形，以及吸盘提供的吸附力和摩擦力能够完全满足实际磨削过程中磨削力对反射镜片的作用； 6在二轴联动数控磨床或三轴数控机床上，采用圆弧金刚石刚性砂轮和圆弧金刚石弹性砂轮对反射镜正面按照圆柱面面形进行高精密磨削成形； 7在两轴柱面磨抛机床上，采用聚氨酯抛光垫或磁流变弹性体对反射镜正面进行粗抛光，采用磁流变剪切变硬胶进行高表面完整性精抛光； 8吸盘进行吹气缓冲并释放反射镜片，镜片正面由圆柱面面形经弹性应力释放后变形为自由曲面； 9以高面形精度圆柱面多孔陶瓷吸盘为装夹基准，利用吸盘吸力作用，实现薄壁弱刚性的反射镜片自由曲面正面装夹变形并完全贴合吸盘面形，反射镜片的背面变形为自由曲面，包括：基于圆柱面面形设计并制造外圆柱面多孔陶瓷吸盘，外圆柱面吸盘的圆柱半径为自由曲面反射镜片正面理论面形的最佳拟合圆柱面对应的圆柱半径，不断检测并修正吸盘面形，直到达到1μm以下的面形精度，随后利用真空吸附系统施加的吸附力实现反射镜正面吸附变形并与吸盘的表面完全贴合，完成定位装夹； 10在二轴联动数控磨床或三轴数控机床上，采用圆弧金刚石刚性砂轮对反射镜背面按照圆柱面面形进行超精密磨削减薄，使反射镜片厚度均匀并达到＜1mm的设计值，包括：利用外圆柱面多孔陶瓷吸盘装夹的反射镜片固定在二轴联动数控磨床或三轴数控机床上，基于千分表或激光位移传感器实现高精度对刀，根据圆柱面的半径和弧面对应圆心角编写磨削数控轨迹，实现圆弧金刚石砂轮的确定性磨削成形，基于离线和在位面形检测设备不断对面形进行补偿直到满足要求，半精磨采用#800的金属结合剂金刚石砂轮或陶瓷结合剂金刚石砂轮，单次进给的磨削深度5～10μm，精磨采用D7的树脂结合剂金刚石砂轮，单次进给的磨削深度0.5～1μm，加工后的反射镜轮廓面形误差PV1μm，表面粗糙度Ra20nm； 11吸盘进行吹气缓冲并释放反射镜片，镜片正面和背面均弹性恢复为自由曲面； 12根据反射镜片的实际工作尺寸，进行裁边并对背面进行湿法腐蚀，消除磨削以及裁边造成的损伤； 13采用离子束抛光方法对经过抛光后的反射镜片正面进行高精度修形加工，达到最终的自由曲面面形精度。

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