[發(fā)明專利]一種基于剪切增稠拋光的修形裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011043550.3
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112171434A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戴一帆;彭小強;關(guān)朝亮;胡皓;杜春陽
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科技大學(xué)
• 主分類號: B24B13/00
• 分類號: B24B13/00;B24B13/005;B24B13/01;B24B41/02;B24B47/12;B24B53/00;B24B1/00;C09G1/02
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

本發(fā)明公開了一種基于剪切增稠拋光的修形裝置及方法，本發(fā)明修形裝置包括運動平臺、外置驅(qū)動電機、連接桿、拋光輪、驅(qū)動軸和拋光槽，外置驅(qū)動電機和連接桿分別安裝在運動平臺上，驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動安裝在連接桿上且通過傳動機構(gòu)與外置驅(qū)動電機的輸出軸相連，拋光槽安裝在機床的C軸轉(zhuǎn)盤上，拋光槽中設(shè)有剪切增稠拋光液，拋光輪安裝在驅(qū)動軸上且伸出布置于拋光槽內(nèi)的剪切增稠拋光液中。本發(fā)明具有對中、高精度的工件表面修形的能力，不需要輾轉(zhuǎn)各種加工設(shè)備之間，避免了由于更換設(shè)備引起的各種誤差，不僅對工件表面具有修形能力，同時還可以提高工件表面的粗糙度，最終實現(xiàn)具有良好面形精度的超光滑表面，具有裝置簡單，容易搭建，成本較低的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明光學(xué)加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于剪切增稠拋光的修形裝置及方法，用于實現(xiàn)高效率、超光滑光學(xué)表面的拋光加工。

背景技術(shù)

光學(xué)加工技術(shù)在航空、航天、電子、半導(dǎo)體等行業(yè)具有極其重要的地位，特別是具有超光滑表面質(zhì)量的精密光學(xué)元件是現(xiàn)代超精密光學(xué)系統(tǒng)的核心元件。在各種激光系統(tǒng)、微機電系統(tǒng)、激光陀螺、磁頭加工、深紫外、X射線等領(lǐng)域都有非常重要的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，目前傳統(tǒng)拋光幾乎已經(jīng)達到其加工極限，其精度和效率很難滿足新一代產(chǎn)品的需求，因此需要新的加工裝置和加工方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供一種基于剪切增稠拋光的修形裝置及方法，本發(fā)明具有對中、高精度的工件表面修形的能力，不需要輾轉(zhuǎn)各種加工設(shè)備之間，避免了由于更換設(shè)備引起的各種誤差，不僅對工件表面具有修形能力，同時還可以提高工件表面的粗糙度，最終實現(xiàn)具有良好面形精度的超光滑表面，具有裝置簡單，容易搭建，成本較低的優(yōu)點。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種基于剪切增稠拋光的修形裝置，包括運動平臺、外置驅(qū)動電機、連接桿、拋光輪、驅(qū)動軸和拋光槽，所述運動平臺安裝在機床上，所述外置驅(qū)動電機和連接桿分別安裝在運動平臺上，所述驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動安裝在連接桿上且通過傳動機構(gòu)與外置驅(qū)動電機的輸出軸相連，所述拋光槽安裝在機床的C軸轉(zhuǎn)盤上，所述拋光槽中設(shè)有剪切增稠拋光液，所述拋光輪安裝在驅(qū)動軸上且伸出布置于拋光槽內(nèi)的剪切增稠拋光液中。

可選地，所述剪切增稠拋光液中包含用于實現(xiàn)剪切增稠效果的二氧化硅。

可選地，所述剪切增稠拋光液中包含二氧化硅的質(zhì)量比為0.5-30％。

可選地，所述剪切增稠拋光液中還包含聚乙二醇或乙二醇、純凈水和分散劑，其中聚乙二醇或乙二醇的質(zhì)量比為50％-70％，純凈水的質(zhì)量比為5％-20％，分散劑的質(zhì)量比為1％以下。

可選地，所述分散劑為丙烯酸鈉或者多功能助劑AMP-95。

可選地，所述拋光輪為圓柱形。

可選地，所述拋光輪為球形。

此外，本發(fā)明還提供一種前述基于剪切增稠拋光的修形裝置的應(yīng)用方法，包括：將加工工件固定在拋光槽的中心處且位于拋光輪的下側(cè)，通過拋光輪對加工工件拋光，同時通過調(diào)節(jié)拋光輪的轉(zhuǎn)速增強拋光輪、加工工件的微小拋光區(qū)域處剪切增稠拋光液的粘度以提高拋光效率。

可選地，所述通過拋光輪對加工工件拋光時，還包括通過機床的C軸轉(zhuǎn)盤帶動拋光槽沿著C軸轉(zhuǎn)動，拋光輪最外圓處的拋光顆粒在拋光輪轉(zhuǎn)速的作用下會擁有一個向下的初速度，從而加速拋光輪、加工工件之間的剪切增稠拋光液中的納米拋光顆粒和工件表面的接觸速度和密度，增加發(fā)生界面化學(xué)反應(yīng)的速度、提高其拋光效率。

可選地，所述通過拋光輪對加工工件拋光之前還包括對拋光輪進行超聲波清洗的步驟。

和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下述優(yōu)點：

1、本發(fā)明具有對中、高精度的工件表面修形的能力，不需要輾轉(zhuǎn)各種加工設(shè)備之間，避免了由于更換設(shè)備引起的各種誤差。