[發明專利]雙真空室離子束拋光系統及拋光方法

有效

• 申請號: 201210265722.0
• 申請日: 2012-07-30
• 公開（公告）號: CN102744654A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 周林;戴一帆;袁征;解旭輝;李圣怡;任虹宇
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪

技術領域

本發明涉及離子束拋光技術，尤其涉及雙真空室離子束拋光系統及拋光方法。

背景技術

離子束拋光是高精度光學元件確定性加工的一種新技術，它基于低能離子直接轟擊光學鏡面時的物理濺射效應實現光學元件表面材料的去除。入射離子通過級聯碰撞將能量傳遞給光學元件表面原子，當光學元件表面原子獲得的能量足以克服表面束縛能時，便以原子形式從工件表面脫離出來，因此離子束拋光擁有納米量級的加工精度。當低能離子束以可變的速度或駐留時間結合特定的路徑掃過光學元件表面，從而精確地修正光學表面的局部面形誤差。高確定性、高穩定性和非接觸的加工方式，使得離子束拋光方法克服了傳統拋光加工過程中的邊緣效應、刀具磨損和壓力負載等缺點，具有較高的加工收斂率，通常作為高精度光學元件加工的最后一道工序。

由于離子束拋光技術相對復雜，并且成本相對較高，國內開展研究的單位和公司比較少。最初只有中國科技大學和南京天文光學技術研究所做過一些基礎性的實驗。近年來，國防科技大學正在開展這方面的研究，研制出了國內第一臺離子束拋光設備。該設備采用單真空室設計，將待加工工件放入真空室后將花費90分鐘達到工作真空壓力環境；為保護離子源，避免熱的離子源被空氣氧化，工件加工完畢后，需耗時120—180分鐘等待離子源冷卻至室溫后才能將真空室充氣至大氣壓力狀態將工件取出；再加工將重復上述過程，因此現有離子束加工效率很低。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、操作方便、可大大提高拋光效率、降低加工成本的雙真空室離子束拋光系統及拋光方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種雙真空室離子束拋光系統，包括真空工作室，所述真空工作室旁設有用于裝卸工件的輔助真空室，所述真空工作室與輔助真空室之間設有用于控制二者通斷的插板閥，所述真空工作室和輔助真空室內設有可在二者之間傳送工件的工件傳送裝置。

所述工件傳送裝置包括傳送小車、小車驅動組件和一對導軌，所述傳送小車裝設于所述一對導軌上，所述小車驅動組件驅動傳送小車沿所述導軌行進。

所述一對導軌于插板閥處隔斷，所述傳送小車上沿行進方向至少設有三組滾輪，當傳送小車行經導軌的隔斷處時，至少兩組滾輪保持支承于一對導軌上。

所述一對導軌中至少一條導軌上設有導向筋，各組滾輪上設有與所述導向筋配合的導向凹槽。

所述小車驅動組件包括與動力源連接的主動小齒輪、兩個從動大齒輪以及沿所述導軌布置的齒條，所述主動小齒輪和兩個從動大齒輪均裝設于所述傳送小車上，所述兩個從動大齒輪分設于所述主動小齒輪兩側并與主動小齒輪、齒條嚙合，所述兩個從動大齒輪之間的中心距大于所述導軌于插板閥處的隔斷距離。

所述傳送小車上裝設有工件托盤和用于驅動所述工件托盤升降的升降驅動裝置。

所述升降驅動裝置包括絲桿螺母傳動機構、水平導軌、豎直導軌、連桿傳動機構、升降驅動電機以及滑設于所述水平導軌上的滑塊，所述絲桿螺母傳動機構中的絲桿與升降驅動電機的驅動軸連接，絲桿螺母傳動機構中的螺母與滑塊連接，所述工件托盤滑設于所述豎直導軌上，所述連桿傳動機構一端與滑塊連接，另一端與工件托盤連接。

所述連桿傳動機構包括與滑塊鉸接的第一連桿、與工件托盤鉸接的第二連桿以及中部鉸接于傳送小車側壁上的第三連桿，所述第一連桿和第二連桿分別鉸接于第三連桿的兩端。

所述真空工作室內設有離子源、離子源運動系統和中和器。

一種用上述的雙真空室離子束拋光系統對工件進行拋光的方法，包括以下步驟，包括以下步驟，

S1）安裝工件；

S2）真空環境下離子束拋光加工；

S3）取出工件；

在進行步驟S1）時，先在真空工作室旁的輔助真空室內將工件安裝在工件傳送裝置上，再關閉輔助真空室，將輔助真空室抽氣至真空工作室中的壓力狀態，打開真空工作室與輔助真空室之間的插板閥，通過工件傳送裝置將工件輸送到真空工作室并在真空工作室中完成對工件的定位裝夾，再將工件傳送裝置退回輔助真空室，關閉插板閥；

在進行步驟S3）時，先打開插板閥，工件傳送裝置進入真空工作室卸下工件，再通過工件傳送裝置將工件帶回輔助真空室，關閉插板閥后向輔助真空室充氣至大氣壓力，最后打開輔助真空室取出工件。

與現有技術相比，本發明的優點在于：