[發明專利]用于光學元件快速拋光的浮動加壓夾持裝置及其方法

在審

• 申請號: 202010095853.3
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111113201A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 謝瑞清;王健;張清華;趙世杰;廖德鋒;陳賢華;劉民才;許喬;田亮;肖厚軼;郭惠清
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: B24B13/00
• 分類號: B24B13/00;B24B13/005;B24B55/00
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司 51226
• 代理人: 蒲敏

本發明提供一種用于光學元件快速拋光的浮動加壓夾持裝置，在提高拋光材料去除效率的同時獲得較高的面形精度。用于光學元件快速拋光的浮動加壓夾持裝置，聯軸器的上端與拋光機床的工件軸相連接，聯軸器的下端與聯接板連接；聯接板上設置有多個通孔，多個聯接螺栓分別穿過通孔與設置在聯接板下方的壓重塊連接，且聯接板的下表面與壓重塊之間保持一段間隙，多個夾持桿對稱設置在聯接板四周，多個工件擋塊連接在夾持桿下端，且多個工件擋塊之間形成光學元件的裝夾尺寸。本發明通過在光學元件平面拋光機床上采用浮動加壓夾持裝置，在提高光學元件拋光材料去除效率的同時可獲得較高的元件面形精度，實現平面光學元件快速高精度拋光。

技術領域

本發明屬于光學加工領域，尤其涉及一種用于光學元件快速拋光的浮動加壓夾持裝置及其方法。

背景技術

在大口徑平面光學元件的加工過程中，平面快速拋光可以快速去除元件磨削亞表面缺陷、收斂元件表面精度，平面快速拋光的加工效率和精度結果對于提高整個加工流程的制造效率至關重要。平面快速拋光的加工原理如下：光學元件受拋光頭在其背面施加的壓力作用緊貼于大尺寸拋光盤的表面，并在拋光頭夾持帶動下進行主動旋轉，在拋光盤與元件之間添加由微米/亞微米磨粒和化學溶液組成的拋光液，光學元件在拋光盤/拋光顆粒機械摩擦及拋光液化學腐蝕的共同作用下產生表面材料去除。在平面快速拋光過程中，元件的材料去除效率與拋光壓力正相關，而元件的面形精度與拋光界面的壓力分布均勻性密切相關。由于工件與拋光盤之間的拋光壓力主要來源于機床的夾持拋光頭，因此設計合理的元件夾持拋光頭，可在提高加載拋光壓力的同時，提高拋光壓力分布均勻性，對于同時提高拋光效率和元件拋光精度至關重要。為了增加工件與拋光盤之間的貼合性，多數全口徑單面拋光機床(如單軸機、化學機械拋光機)通常采用萬向節或球頭聯接的拋光頭，但采用這種拋光頭會使工件在運動過程中產生傾覆力矩，導致接觸表面的壓力分布呈不對稱非線性分布，這將引起工件邊緣產生嚴重的塌邊現象，導致元件面形精度元件很難提高；而采用瀝青拋光盤的環拋類機床，盡管采用分離器對工件進行驅動，克服了傾覆力矩，但又無法同時實現大負載拋光壓力的主動加載，元件材料去除效率較低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種用于光學元件快速拋光的浮動加壓夾持裝置，在提高拋光材料去除效率的同時獲得較高的面形精度。

本發明解決技術問題所采用的解決方案是：用于光學元件快速拋光的浮動加壓夾持裝置，包括聯軸器、聯接板、多個聯接螺栓、多個夾持桿、壓重塊和多個工件擋塊，所述聯軸器的上端與拋光機床的工件軸相連接，聯軸器的下端與聯接板連接；所述聯接板上設置有多個通孔，所述多個聯接螺栓分別穿過通孔與設置在聯接板下方的壓重塊連接，且聯接板的下表面與壓重塊之間保持一段間隙，所述多個夾持桿對稱設置在聯接板四周，所述多個工件擋塊連接在夾持桿下端，且所述多個工件擋塊之間形成光學元件的裝夾尺寸。

進一步的，所述聯接螺栓上部具有一段光滑的圓錐面。

進一步的，所述壓重塊底部設置有隔墊。所述隔墊通過雙面膠粘附在壓重塊底部。

進一步的，所述聯軸器的下端通過鎖緊螺釘與聯接板連接，所述多個工件擋塊通過鎖緊螺釘固定連接在夾持桿下端。

進一步的，所述壓重塊重疊設置多個，聯接螺栓通過其下端部的螺紋固定在最下面的一塊壓重塊中，隔墊設置在最下面一塊壓重塊的底部。

進一步的，所述聯接板上對稱設置有4個通孔，且4個聯接螺栓分別穿過通孔與壓重塊連接。

進一步的，所述夾持桿對稱設置在聯接板的四個角且設置8個，2個一組，共4組，所述夾持桿上端通過鎖緊螺釘與聯接板連接，所述夾持桿下端通過鎖緊螺釘與工件擋塊連接，且8個工件擋塊之間形成光學元件的裝夾尺寸。

進一步的，所述工件擋塊的材料采用具有光滑表面的塑料材質；所述聯軸器、聯接板、聯接螺栓、夾持桿和壓重塊采用金屬材質。