[發明專利]軸錐鏡的拋光裝置和拋光方法

有效

• 申請號: 201310306787.X
• 申請日: 2013-07-19
• 公開（公告）號: CN103350383A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 頓愛歡;顧俊;朱寶鈐;何維寶;吳福林;徐學科
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: B24B13/00
• 分類號: B24B13/00;B24B13/01
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明專利涉及光學元件拋光加工領域，特別針對一種軸錐鏡表面拋光的裝置和方法，裝置簡單，操作方單，可以達到較高的面形精度和表面粗糙度。

背景技術

軸錐鏡是一組工作表面為圓錐面的特殊光學元件，包括凹面軸錐鏡和凸面軸錐鏡兩種，是一種焦線沿光軸方向的旋轉對稱光學元件。由于這種光學元件的焦深長而且橫向寬度窄，所以它被廣泛用于激光束整形、激光鉆孔技術、光學檢測以及激光諧振腔等領域。由于這些領域本身的精度要求非常高，這就對軸錐鏡的面形精度和表面粗糙度提出了嚴格的要求。

由于軸錐鏡的工作表面為圓錐面，所以其母線的加工精度和性質決定了整體的性能；另外，母線屬于一維加工對象，所以不能按照傳統的球面或者平面的全局表面化的加工模式；再者，由于母線的干涉條紋非常窄，所以軸錐鏡的面形檢測也非常困難，按照傳統的干涉儀測量面形法則根本無法精確測量其加工精度，必須采用專門的檢測方法才能完成。因此，鑒于軸錐鏡的特殊性，世界上對于高精度軸錐鏡加工和檢測的報道非常少。目前，一只凸軸錐鏡的加工價格約為一萬美金，而且加工精度還不是很高，而凹軸錐鏡的報道則更加稀少。因此，迫切需要研制加工軸錐鏡的設備和檢測裝置。

發明內容

本發明的目的在于提出一種軸錐鏡的拋光裝置和拋光方法，以實現軸錐鏡的高精度加工，能夠依靠儀器進行軸錐鏡的自動化式拋光工作，克服原來依靠經驗的人工作業方式，減輕了勞動強度，達到加工穩定性好，效率高和精度高，該裝置還應具有結構簡單、操作性強和實用性強的特點。

本發明的技術解決方案如下：

一種軸錐鏡的拋光裝置，該裝置自下而上依次是托板、底板、連桿、工作板和磨具架；一移動頂板比所述的托板窄，該移動頂板的一端與所述的托板一端通過螺釘連接為一整塊平板，移動頂板與所述的托板的中心線重合；在所述的底板的兩邊與所述的移動頂板的另一端兩側對應位置設有調節螺釘座，供細調節螺釘旋設；所述的托板的另一端設有緊固螺釘，以便將整個裝置固定在普通車床的小刀架上；

底板上表面的兩長邊設有導軌，該導軌上設有滑塊，所述的工作板附著在滑塊上；所述的托板和底板的重合端開一深孔，第三轉軸穿過該深孔將托板和底板連接為一整體；第三轉軸通過螺釘固定在托板上，第三轉軸的上方設一軸蓋加以保護，該軸蓋通過螺釘固定在底板上；

所述的電機通過螺釘固定在電機座板上，電機座板上設一孔洞，便于電機驅動軸通過；電機座板固定在電機支撐板上，電機支撐板通過螺釘固定在所述的底板的另一端上；

所述的電機驅動的轉動塊的上部中間開一孔，電機的驅動軸伸入該孔并通過驅動軸的運動來驅動轉動塊轉動；該轉動塊下部鑲嵌第一轉軸，第一轉軸中間開一孔，一調節螺桿穿過該孔與第一轉軸連接為一整體，第一轉軸通過調節螺桿調節電機的驅動軸位置，進而調節電機驅動軸與底板的中心線偏離的距離，即偏心距e；第一轉軸通過緊固螺栓與連桿的一端相連，該連桿的另一端通過第二轉軸依次與工作板（5）及磨具架的一端相連，即磨具架在最上面，工作板居中，連桿在最下面，三者通過第二轉軸連結在一起；磨具通過螺釘固定在磨具架的另一端上；磨具架靠近磨具的位置設有微調節螺釘，用來調節磨具角度，微調節螺釘設置在微調節螺釘座上，微調節螺釘座通過螺釘固定在工作板上；磨具在磨具架的帶動下對軸錐鏡進行母線拋光，軸錐鏡通過軸錐鏡夾具固定在普通車床的小刀架上。

利用上述軸錐鏡的拋光裝置進行軸錐鏡拋光的方法，該方法包括下列步驟：

①首先將該裝置通過緊固螺釘固定在一臺普通車床，拆除刀架后的小刀架上，另外將待加工的軸錐鏡的毛坯件通過軸錐鏡夾具固定在該普通車床的加工位置；

②根據待加工軸錐鏡的錐角不同，磨具的角度根據需要進行調節，調節過程分為粗調、細調和微調三個步驟：

首先釋放緊固螺釘，轉動托板并帶動裝置整體繞第三轉軸轉動以進行整體裝置的宏觀運動，實現整體裝置的粗調，使磨具的聚氨酯拋光墊與待加工軸錐鏡毛坯件的錐形作業面基本貼合，完成該操作后將位置固定，并通過緊固螺釘固定在普通車床上，粗調適合的角度范圍在大角度＞5°時使用；

其次通過細調節螺釘調節移動頂板的角度，由于移動頂板與托板相連，從而帶動托板的角度調節，繼而帶動工作板的細調，最終完成磨具的細調，使磨具的聚氨酯拋光墊進一步與待加工軸錐鏡毛坯件的錐形作業面貼合，細調適合的角度范圍在中角度0.5°～5°時使用；