[發(fā)明專(zhuān)利]固著磨料拋光頭及其拋光方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310424237.8
• 申請(qǐng)日: 2013-09-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103465162A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 代雷;谷勇強(qiáng);張健;隋永新;楊懷江
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類(lèi)號(hào): B24B41/04
• 分類(lèi)號(hào): B24B41/04;B24B13/00
• 代理公司: 長(zhǎng)春菁華專(zhuān)利商標(biāo)代理事務(wù)所 22210
• 代理人: 王丹陽(yáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種固著磨料拋光頭及其拋光方法。

背景技術(shù)

隨著對(duì)光學(xué)系統(tǒng)要求的提高，更好的成像質(zhì)量，更少的光學(xué)元件，更簡(jiǎn)化和輕量化的光學(xué)系統(tǒng)等成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，可以滿(mǎn)足上述要求的光學(xué)非球面元件也得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。因此對(duì)光學(xué)非球面元件的加工制造也提出了更高的要求，提高光學(xué)非球面元件的加工效率，降低加工成本顯得尤為重要。

光學(xué)非球面元件制造工藝主要分為兩部分，一是非球面銑磨成型，二是非球面拋光平滑，得到滿(mǎn)足使用要求的面形。當(dāng)前廣泛采用的光學(xué)非球面拋光方法主要有機(jī)械小工具拋光技術(shù)、應(yīng)力盤(pán)拋光技術(shù)、磁流變拋光技術(shù)及離子束拋光技術(shù)等，其中機(jī)械小工具與應(yīng)力盤(pán)拋光技術(shù)是在傳統(tǒng)的游離磨料拋光技術(shù)與數(shù)控加工技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，機(jī)械小工具拋光方法如柔性盤(pán)技術(shù)，氣囊拋光技術(shù)等減少了對(duì)人工操作的依賴(lài)，但拋光頭制作工藝復(fù)雜，去除函數(shù)穩(wěn)定性低，影響非球面拋光精度。目前還沒(méi)有采用固著磨料的拋光頭對(duì)光學(xué)非球面元件進(jìn)行拋光。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有的機(jī)械小工具拋光方法存在的拋光頭制作工藝復(fù)雜、拋光精度低的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種固著磨料拋光頭及其應(yīng)用。

本發(fā)明為解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下：

固著磨料拋光頭，包括：成圓餅狀的固著磨料拋光頭基體，設(shè)置在所述固著磨料拋光頭基體中心的安裝孔，等間距均勻分布于所述固著磨料拋光頭基體邊緣表面并通過(guò)膠粘固定的固著磨料拋光墊層，膠粘固定在所述固著磨料拋光墊層表面的固著磨料拋光層。

所述固著磨料拋光層的個(gè)數(shù)與所述固著磨料拋光墊層的個(gè)數(shù)相等。

固著磨料拋光頭的拋光方法，該方法的條件和步驟如下：

測(cè)定光學(xué)非球面元件的初始面形誤差，規(guī)劃固著磨料拋光層與光學(xué)非球面元件的拋光接觸面積，確定進(jìn)給方式及進(jìn)給路徑，計(jì)算固著磨料拋光頭在不同位置的進(jìn)給速度，生成加工文件，對(duì)刀并調(diào)整冷卻水位置，保證拋光接觸區(qū)域充分冷卻，檢查各個(gè)環(huán)節(jié)開(kāi)始拋光，拋光過(guò)程中保持拋光接觸面積與壓入深度不變，并保證拋光接觸區(qū)域冷卻充分，拋光完成后，重新檢測(cè)光學(xué)非球面元件的面形，若面形精度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，則完成拋光；若面形精度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，則利用光學(xué)非球面元件的初始面形誤差重新計(jì)算進(jìn)給速度并生成加工文件，再次進(jìn)行拋光加工，通過(guò)多次的檢測(cè)與反復(fù)迭代拋光，最終使光學(xué)非球面元件的面形精度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

所述進(jìn)給方式為以螺旋線方式進(jìn)給。

所述進(jìn)給路徑為所述固著磨料拋光頭從光學(xué)非球面元件的最外層一圈開(kāi)始逐層遞進(jìn)拋光，直到光學(xué)非球面元件的最內(nèi)層一圈。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的一種固著磨料拋光頭，該拋光頭制作工藝簡(jiǎn)單，使用時(shí)較為方便可靠；本發(fā)明采用固著磨料拋光頭對(duì)光學(xué)非球面元件進(jìn)行拋光，可以對(duì)不同形狀、口徑的光學(xué)非球面元件進(jìn)行有效拋光，快速形成可靠的拋光工藝，拋光過(guò)程中通過(guò)控制拋光接觸面積得到穩(wěn)定的去除函數(shù)，有效地提高拋光效率與拋光精度，通過(guò)控制拋光頭在被加工光學(xué)非球面元件的不同位置的駐留時(shí)間實(shí)現(xiàn)不同程度的材料去除體積，配合反復(fù)迭代拋光，可實(shí)現(xiàn)對(duì)光學(xué)非球面元件表面面形誤差的精確修正，得到較好面形精度的光學(xué)非球面元件，使其滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需要，該方法提高了加工效率并降低光學(xué)非球面元件的加工制造成本，同時(shí)實(shí)現(xiàn)較高的拋光精度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的固著磨料拋光頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為采用圖1所示的固著磨料拋光頭對(duì)光學(xué)非球面元件進(jìn)行拋光的原理示意圖；

圖3為采用圖1所示的固著磨料拋光頭對(duì)光學(xué)非球面元件進(jìn)行拋光時(shí)的進(jìn)給方式示意圖；

圖4為采用圖1所示的固著磨料拋光頭對(duì)光學(xué)非球面元件進(jìn)行拋光的流程示意圖。

圖中：1、固著磨料拋光頭，2、固著磨料拋光層，3、固著磨料拋光墊層，4、固著磨料拋光頭基體，5、安裝孔，6、光學(xué)非球面元件，7、拋光主軸。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。