[發(fā)明專利]一種球面及平面光學(xué)元件的面接觸磨拋裝置及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310087325.3
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN103144005A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳耀龍;張川;陳曉燕
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)蘇州研究院;北京龍奧特科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: B24B13/02
• 分類號: B24B13/02
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種球面及平面光學(xué)元件的面接觸磨拋裝置及方法。

背景技術(shù)

光學(xué)元件的應(yīng)用遍布在人們的生活中各個角落，大到天文望遠(yuǎn)鏡，小到微型攝像頭均可見到光學(xué)元件的身影。球面及平面光學(xué)元件是應(yīng)用得最為廣泛的光學(xué)元件，具有加工成本低、易于加工、加工成品率高等特點。

傳統(tǒng)的球面、平面光學(xué)元件的拋光加工工藝多采用準(zhǔn)球心法進(jìn)行高速拋光，其加工設(shè)備造價低廉，且操作簡單。但是這種設(shè)備對于磨拋盤與工件之間接觸壓力的控制較為模糊，浮動范圍大，因此不容易實現(xiàn)確定量加工。而且，在傳統(tǒng)的拋光方法中，一種曲率半徑、口徑的工件就需要一個磨拋盤基體，同口徑不同曲率半徑或者同曲率半徑不同口徑的工件都需要不同的磨拋盤，這就造成了加工成本的提升。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是：提供一種適用于球面及平面光學(xué)元件數(shù)控磨拋加工的加工工藝及與之相對應(yīng)的磨拋裝置，在中國專利（ZL?200810103309.8）中提到的數(shù)控磨床上，與專有的工藝軟件配合使用，能夠達(dá)到提高加工精度及加工效率、降低生產(chǎn)成本的目的。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種球面及平面光學(xué)元件的面接觸磨拋裝置，其特征在于：它包括工具柄和筒形磨拋盤基體，所述工具柄用于連接筒形磨拋盤基體并可安裝在數(shù)控加工設(shè)備的工具軸上，或者將筒形磨拋盤基體與工具柄合為一個整體，作為一個獨立的拋光裝置，所述筒形磨拋盤基體上粘貼有拋光膜。

優(yōu)選的，所述工具柄底部有突出的磨拋盤連接桿，用于跟所述筒形磨拋盤基體頂部凹陷的磨拋盤定位接口進(jìn)行配合，將工具柄和筒形磨拋盤基體連接固定后，所述磨拋盤連接桿被壓入磨拋盤定位接口中，兩者之間不出現(xiàn)空隙。從而保證所述筒形磨拋盤基體、工具柄的同軸度。

優(yōu)選的，所述工具柄和筒形磨拋盤基體上都設(shè)有螺紋接口，兩者通過螺釘連接固定。所述螺釘優(yōu)選為內(nèi)六角螺釘。既保證兩者間的連接可靠性，又方便安裝維護(hù)。

優(yōu)選的，所述筒形磨拋盤基體外形為圓筒形，底端為圓弧狀，所述筒形磨拋盤基體包括頂部向下凹陷的磨拋盤定位接口，筒形磨拋盤基體下部圓弧處用于粘貼拋光膜。所述拋光膜可依據(jù)待加工工件的材料進(jìn)行選取，拋光膜裁剪形狀可任意，以粘貼方便、緊固為準(zhǔn)則。

優(yōu)選的，所述筒形磨拋盤基體圓弧狀底端的圓弧曲率半徑為r₁，使用前，對貼附在筒形磨拋盤基體圓弧端的拋光膜進(jìn)行修整，使其表面截面曲線為一精確的圓弧，圓弧曲率半徑為r₂，拋光膜厚度為h，滿足r₂=r₁+h。

一種球面及平面光學(xué)元件的面接觸磨拋方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）將磨拋盤連接桿壓入磨拋盤定位接口中，并通過螺釘將兩者固定，使磨拋盤連接桿與磨拋盤定位接口之間不出現(xiàn)間隙；

（2）采用粘結(jié)劑將拋光膜粘貼于筒形磨拋盤基體下部圓弧處，待粘貼劑凝固后對拋光膜的圓弧曲率半徑進(jìn)行修整；

（3）修整時，將磨拋裝置安裝在數(shù)控加工設(shè)備的工件軸上，將修整砂輪安裝在數(shù)控加工設(shè)備的工具軸上，采用點接觸方式對拋光膜的圓弧表面的曲率半徑進(jìn)行修整，使拋光膜上的圓弧曲率半徑處處一致，并且使經(jīng)過修整的拋光膜表面曲率半徑與待加工的球面或平面工件的曲率半徑大小相同，符號相反；

（4）在使用過程中，磨拋裝置安裝在數(shù)控設(shè)備的工具軸上，待加工工件安裝在數(shù)控設(shè)備的工件軸上，在磨拋加工過程中，首先將待加工工件面形的相關(guān)參數(shù)及磨拋裝置的尺寸數(shù)據(jù)輸入工藝軟件，并生成數(shù)控NC文件，磨拋裝置及待加工工件即可在數(shù)控設(shè)備的精確定位控制下，使得在任意加工位置上，拋光膜的曲率中心與待加工工件的曲率中心時刻重合，磨拋裝置與待加工工件表面成環(huán)面接觸，實現(xiàn)拋光加工。

優(yōu)選的，使用時，磨拋裝置安裝在數(shù)控設(shè)備的工具軸上，可繞工具軸軸線轉(zhuǎn)動，以及繞工具軸擺動中心B點擺動，而且磨拋裝置可在水平方向上進(jìn)給；待加工工件安裝在數(shù)控設(shè)備的工件軸上，可繞工件軸軸線轉(zhuǎn)動，待加工工件可在豎直方向上進(jìn)給，由數(shù)控加工設(shè)備控制各個加工位置上磨拋盤基體的進(jìn)給速度及待加工工件的轉(zhuǎn)速。即可以保證在各個加工位置上磨拋盤與工件之間的接觸壓力恒定，保證了恒定的去除量，進(jìn)而實現(xiàn)確定量加工。