[發明專利]一種雙柔性自適應拋光磨頭

有效

• 申請號: 201310034268.2
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN103072077A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 張健;代雷;馬占龍;王立鵬;谷勇強;隋永新;楊懷江
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: B24B41/04
• 分類號: B24B41/04
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 南小平

技術領域

本發明涉及一種雙柔性自適應拋光磨頭，屬于光學冷加工技術領域。

背景技術

非球面拋光是光學冷加工中的難點。在拋光過程中，通常將拋光模與工件表面貼合，同時做高速相對運動，產生切向力，使玻璃表面的微小突起被切削；由于非球面方程各點的曲率半徑不同，拋光磨頭很難與非球面表面實現完美匹配，因此，無法獲得高精度的非球面光學元件。目前普遍采用的計算機控制表面成形技術，由于主要采用小磨頭拋光，拋光路徑軌跡固定，因此，會產生中高頻誤差。

申請號為201110452719.5的中國專利公開了一項名為“一種間隙自適應拋光磨頭”的技術方案；該方案包括連接件、多個調整螺釘、與調整螺釘個數相同的彈簧、調整板、波紋管和磨頭體，調整板上設有與調整螺釘個數相同的沉孔，調整螺釘旋入連接件上的螺紋孔并壓入調整板的沉孔內，連接件通過調整螺釘外側的彈簧與調整板連接，調整板通過波紋管與磨頭體連接。使用該自適應拋光磨頭時，磨頭在拉簧的作用下可以自動補償間隙，但磨頭的表面為剛性體，不能很好的與非球面表面實現貼合，無法獲得高精度非球面元件。

發明內容

本發明的目的在于提出一種雙柔性自適應拋光磨頭，解決現有技術中存在的拋光魔頭表面與工件表面不匹配的問題，減小拋光過程帶來的中高頻誤差。

為實現上述目的，本發明的雙柔性自適應拋光磨頭包括拋光主軸、連接法蘭、彈簧、剛性基底、柔性層、剛性層和拋光層；所述連接法蘭和剛性基底固定連接，所述拋光主軸、連接法蘭和剛性基底同軸，所述彈簧以預緊力位于所述拋光主軸與所述剛性基底之間，所述拋光主軸與所述連接法蘭實現上下的相對滑動，所述剛性基底下方依次排列有柔性層、剛性層和拋光層，所述柔性層可以產生柔性變形；所述剛性層可以產生剛性變形，所述柔性層和剛性層共同產生變形使拋光層與非球面工件表面實現緊密匹配。

所述連接法蘭均布有通孔；所述剛性基底表面與連接法蘭上的通孔相對應位置設置有螺紋孔，所述緊固螺栓穿過通孔與所述螺紋孔形成螺旋副。

所述拋光主軸下方唇部有兩處平行截面，所述兩處平行截面與連接法蘭內側的兩處平行截面匹配，保證同步轉動。

所述緊固螺栓的個數為3~6個。

所述剛性基底的材料為硬鋁合金或不銹鋼。

所述柔性層的材料為橡膠或海綿。

所述剛性層的材料為金屬材料。

所述拋光層的材料為瀝青或聚氨酯。

本發明的有益效果是：本發明的雙柔性自適應拋光磨頭在實現非球面拋光時，拋光頭壓在工件表面，通過柔性層的柔性變形和剛性層的剛性變形，最終保證拋光頭與非球面表面的實時完美匹配，提高非球面的拋光質量；在數控拋光設備或者傳統拋光設備上使用時，通過彈簧的彈性變形，自動補償由于機床、裝調或工件本身帶來的誤差，提高加工精度，實現非球面表面的高精度加工。

附圖說明

圖1為本發明的一種雙柔性自適應拋光磨頭的結構示意圖；

圖2為本發明的拋光磨頭整體結構示意圖；

圖3為本發明的拋光磨頭整體結構裝配圖；

圖4為本發明的拋光磨頭整體結構俯視圖；

圖5為本發明的連接法蘭結構俯視圖；

其中：1、拋光主軸，2、連接法蘭，3、彈簧，4、緊固螺栓，5、剛性基底，6、柔性層，7、剛性層，8、拋光層。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步描述。

參見附圖1、附圖2和附圖3，本發明的一種雙柔性自適應拋光磨頭包括拋光主軸1、連接法蘭2、彈簧3、緊固螺栓4、剛性基底5、柔性層6、剛性層7和拋光層8；所述拋光主軸1的外徑與連接法蘭2的內徑相同，進而實現法蘭可以沿著主軸外徑在一維方向自由滑動，連接法蘭2和剛性基底5之間通過緊固螺栓4實現緊密連接，所述拋光主軸1、連接法蘭2和剛性基底5同軸，所述彈簧3位于連接法蘭2內部，并位于所述拋光主軸1與所述剛性基底5之間，所述剛性基底5下方依次排列有柔性層6、剛性層7和拋光層8，所述柔性層6可以產生柔性變形；所述剛性層7可以產生剛性變形，所述柔性層6和剛性層7共同產生變形使拋光層8與非球面工件表面實現緊密匹配。

參見附圖4，所述連接法蘭2均布有沉頭孔；所述剛性基底5表面與連接法蘭2上的沉頭孔相對應位置設置有螺紋孔，所述緊固螺栓4穿過通孔與所述螺紋孔形成螺旋副。

參見附圖5，所述拋光主軸1下方唇部有兩處平行截面，與連接法蘭2內側的兩處平行截面匹配，保證同步轉動。

所述彈簧3為壓簧，在拋光開始時，有一預緊力產生，處于適當壓縮狀態，保證磨頭和工件緊密接觸。