CN102049716A - 一种用于大口径平面光学元件抛光的可调式压力装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于大口径平面光学元件抛光的可调式压力装置，涉及一种压力装置。提供一种用于调节工件的抛光面在加工时所受的压强，不仅可改善工件的抛光质量和控制材料去除率，而且结构简单且实用的用于大口径平面光学元件抛光的可调式压力装置。设有质量块和夹具平板。质量块作为压力源；夹具平板设有支杆、底座和吸附基模，支杆用于装载质量块，底座下部连接吸附基模，其中吸附基模设有基体和薄膜，底座通过吸附基模的薄膜吸附在工件表面，使得整个装置固定在工件的相应部位。
Description
技术领域
本发明涉及一种压力装置，尤其是涉及一种用于大口径平面光学元件抛光的可调式压力装置。
背景技术
现代科学技术的不断发展对超精密表面的需求越来越多，所谓高精度表面通常是指精度为0.3～0.03μm的表面，与之相应的加工技术就称为高精度表面加工技术。现今许多大型系统需要大量的大口径高精度平面光学元件就需要此类技术进行加工。在大口径高精度平面光学元件的加工中，抛光是一种非常重要的技术，但目前它还存在着一些问题：对操作者的经验依赖太强，加工效率不高，加工质量也不稳定。如何使高精度大口径平面元件实现高效批量化加工，是摆在光学制造领域的一个重要课题，也是对目前光学制造领域的一次严峻挑战。
工件所受的抛光压强是影响抛光质量的重要因素。目前，之所以无法对工件表面的压强分布进行有效控制的原因之一是无法检测抛光过程中工件所受压强的分布情况。在一般抛光过程中，只是对工件施加一个负载以提供抛光压强，如公开号为CN2715915的中国专利“环抛光机磨盘调平传力装置”。由于工件表面形貌存在凸凹不平的情况，并且抛光过程中受工件边缘应力突变的影响，如果不对工件所受压力进行检测难以进行精确控制。
发明内容
本发明的目的在于针对传统抛光加工大口径平面光学元件的不可控性和不确定性、加工效率低等缺点，提供一种用于调节工件的抛光面在加工时所受的压强，不仅可改善工件的抛光质量和控制材料去除率，而且结构简单且实用的用于大口径平面光学元件抛光的可调式压力装置。
本发明设有质量块和夹具平板。质量块作为压力源；夹具平板设有支杆、底座和吸附基模，支杆用于装载质量块，底座下部连接吸附基模，其中吸附基模设有基体和薄膜，底座通过吸附基模的薄膜吸附在工件表面，使得整个装置固定在工件的相应部位。
所述质量块的形状最好为环状。
本发明具有以下突出特点：
1)变不可控为可控。本发明克服了环形抛光加工大口径平面光学元件压强不可控的缺点，在工件表面相应位置安装若干个该装置，可以在工件上不同部位施加不同的压强参数。根据Preston公式：MRR＝k*p*v，其中MRR为原件材料去除率，p为工件上某点的压强，v为工件相对抛光盘的速度。当光学元件精磨结束之后，工件表面高低不平。进入抛光阶段，可在工件表面高的地方施加大的压强，在工件表面低的地方施加小的压强，这样就可以抛光加工出面型很好的元件。
2)材料去除率高。本发明克服了环形抛光加工大口径平面光学元件效率低的缺点，采用增加外部施加压强的方法调高材料去除率。根据Preston公式：MRR＝k*p*v，其中MRR为原件材料去除率，p为工件上某点的压强，v为工件相对抛光盘的速度。只要外界在工件表面总体上施加的压强参数大，材料去除率也就大。因此可以通过增加质量块的方法增加外界施加压强，提高加工效率。
3)结构简单、安装灵活。本发明通过吸附基膜可以直接安装在工件表面的任意位置，通过吸附基膜的入气通孔可以方便的进行拆卸。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
图2为本发明实施例的安装位置示意图。
图3为本发明实施例中夹具平板的结构示意图。
图4为本发明实施例中质量块的结构示意图。
图5为本发明实施例中质量块的安装示意图之一。
图6为本发明实施例中质量块的安装示意图之二。
以下给出图1～6中的各主要配件的代号：
1压力装置，2工件，3抛光垫，4抛光盘，5装置的安装位置，6支杆，7入气通孔，8底座，9吸附基膜的基体，10吸附基膜的薄膜，11质量块，12质量块安装孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
参见图1，工件2放在垫有抛光垫3的抛光盘4上，通过抛光盘4的旋转和工件2的自转进行抛光。可调式压力装置固定在工件上表面的相应位置5(参见图2)，可根据工件2的表面形貌特征，在工件2表面凸的地方增加压力装置的质量块11的重量，从而增加局部压强，并最终增加局部的材料去除率，提高抛光精度。通过在所有压力装置上同时增加质量块11的重量可以提高工件2整体的材料去除率，从而提高抛光效率。
参见图3，夹具平板设有支杆6、底座8和吸附基模，其中支杆6为圆柱形，用于套住质量块11。底座8上表面支撑质量块11，底座8下面是吸附基膜，吸附基模包括吸附基模的基体9和吸附基模的薄膜10，吸附基膜的基体9直接连接在底座8的下表面上，吸附基模的薄膜10吸附在工件2表面，将整个装置固定在工件2上。夹具平板的底座8与吸附基膜设有两个入气通孔7，当加工结束后，入气通孔7入气，可以使该装置脱离工件2表面。
参见图4，质量块11是环状，其内口径大小与夹具平板的支杆6的口径相当，便于将质量块11套入支杆6上(参见图5和6)。对不同质量的质量块，加工时通过安装不同质量的质量块或改变质量块的数量来调节装置所提供的压力。
Claims (2)
1.一种用于大口径平面光学元件抛光的可调式压力装置，其特征在于设有质量块和夹具平板，质量块作为压力源；夹具平板设有支杆、底座和吸附基模，支杆用于装载质量块，底座下部连接吸附基模，其中吸附基模设有基体和薄膜，底座通过吸附基模的薄膜吸附在工件表面，使得整个装置固定在工件的相应部位。
2.如权利要求1所述的一种用于大口径平面光学元件抛光的可调式压力装置，其特征在于所述质量块的形状为环状。
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