CN102854077B - 光学玻璃磨耗度测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明的名称为光学玻璃磨耗度测试装置。属于光学玻璃磨耗度性能测试技术领域。它主要是解决现有测试装置及测试方法存在对样品施加的下压力不稳定、磨削液浓度不稳定的问题。它的主要特征是：包括机身、电机、磨盘和磨料箱；电机固定在机身圆形台面下面；磨盘设置在机身圆形台面上面；磨盘上方设有主动轮及啮合的磨轮，磨轮下端面加工有凹槽，上端面加工有球型关节及施压杆；施压杆装于支撑件的滑槽内；磨料箱上装有磨料泵、搅拌器、上料管和下料管。本发明实现了在施加压力、磨削速度、磨削液供给稳定、可控的条件下，实验样品与磨盘的相对运动和自转运动，保证了光学玻璃磨耗量测试效率高、测试结果准确、测试过程一致性好。

Description

光学玻璃磨耗度测试装置

技术领域

本发明属于光学玻璃磨耗度性能测试技术领域。涉及光学玻璃磨耗度性能测试装置，尤其是涉及一种能够快速准确得到光学玻璃磨耗度值的一种试验装置。 

背景技术

光学玻璃磨耗度也称相对研磨硬度（F_A），是表征光学玻璃物理性质的指标之一。是指在相同的研磨条件下，被测玻璃样品相对标准玻璃样品（冕牌玻璃）的研磨硬度。测试玻璃样品的研磨量（W）和标准玻璃样品的研磨量（W_O），则其比值的100倍为被测玻璃样品相对研磨硬度。即： 

F_A= (W/ρ)/(W_O/ρ_O)×100

   式中ρ、ρ_O分别表示玻璃样品和标准玻璃样品的密度，单位g/cm³。

以往光学玻璃磨耗度采用的测试方法见附图1。研磨机14带动磨盘15旋转，磨盘上一装有样品19的夹模18，在一定的压力下夹模相对旋转的磨盘做直线摆动。冷却液通过储液罐16注入到夹模上。在磨盘上沾贴有金刚石丸片20，通过磨盘的转动和夹模的直线摆动对玻璃样品进行研磨。                           

这种测试方式存在对样品施加的下压力不稳定，且样品相对磨盘做直线摆动影响磨盘匀速旋转，使测试值波动较大。而且完成一次测试耗时不少于5分钟。

另一种测试方法见附图2。样品22固定在夹具23上，夹具上端施加固定压力24，磨削液通过储液罐25注入磨盘21上。通过磨盘转动和向夹具施加的下压力对玻璃样品进行研磨。 

这种测试方式存在以下不足：磨削液浓度不稳定，磨盘运行一段时间容易上下抖动，从而影响测试值的准确度。这种方式的测试周期通常不少于8分钟。 

随着光学元件加工精度的要求不断提高，快速、准确测定磨耗度，对制订科学的研磨和抛光工序的加工工艺，提高元件制品良品率和生产效率，都具有重要的指导意义。 

发明内容

本发明的目的是提供一种专用于光学玻璃磨耗度的测试装置，它可以满足不同牌号光学玻璃的磨耗度测试要求，试验效率高，试验结果准确，有效地解决了现有技术的不足。 

本发明测试装置是这样实现的：一种光学玻璃磨耗度测试装置，包括电机、磨盘和磨料箱，其特征在于：还包括一个中间设有圆形台面、该圆形台面周围设有圆形凹槽的机身；电机固定在机身圆形台面下面；磨盘设置在机身圆形台面上面，通过轴联器与电机连接；磨盘上方设有与轴联器连接的主动轮及与该主动轮啮合的磨轮，磨轮下端面加工有与试验样品配合的凹槽，磨轮上端面加工有球型关节，该球关节内配装一施压杆；该施压杆装于支撑件的滑槽内；磨料箱上装有磨料泵、搅拌器、上料管和下料管，构成磨料循环装置。 

本发明测试装置中所述的磨盘下表面沿圆周设有向下的凸沿。 

本发明测试方法是这样实现的：一种光学玻璃磨耗度测试方法，其特征在于： 

⑴将标准样品和测试样品分别加工成矩形体，两大面抛光，余各面细磨；

⑵将其中一个大面朝下固定在磨轮下面的凹槽内；

⑶磨轮上部的装配预定重量的施压杆；

⑷采用金刚砂作为研磨料，每次研磨2-4分钟； 

⑸将标准样品和测试样品交叉研磨，分别研磨4-6次，取平均值作为最终测试结果。

本发明具体的测试方法是：一种光学玻璃磨耗度测试方法，其特征在于： 

⑴将标准样品和测试样品分别加工成30mm×30mm×10mm的矩形体，公差±0.1mm；两大面抛光，光洁度为Ⅲ级，平行度小于2＇；余各面细磨；

⑵将其中一个大面朝下固定在磨轮下面的凹槽内。

⑶磨轮上部的装配预定重量为9.8㎏的施压杆； 

⑷采用40#金刚砂作为研磨料，每次研磨3分钟；磨盘转速为63±0.5转/分钟；磨削液流量控制为56±0.1升/分钟；磨料水泵转速2800±0.1转/分钟；磨削液浓度100±0.5克/升。

⑸将标准样品和测试样品交叉研磨，分别研磨5次，取5次的平均值作为最终测试结果。

本发明由于采用由电机、磨盘、轴联器、机身、主动轮、磨轮和磨料循环装置构成的光学玻璃磨耗度测试装置，磨料循环装置由磨料箱上装有磨料泵、搅拌器、上料管和下料管构成，因而测试时，先将标准样品和测试样品分别加工成矩形体，两大面抛光，余各面细磨，再将其中一个大面朝下固定在磨轮下面的凹槽内，磨轮上部装配预定重量的施压杆，采用金刚砂作为研磨料，每次研磨2-4分钟，最后将标准样品和测试样品交叉研磨，分别研磨4-6次，取平均值作为最终测试结果。本发明与现有技术相比，实现了对标准样品和测试样品施加压力稳定、磨削速度均匀、保证磨盘转动平稳、磨削液浓度稳定供给的测试条件，测试样品与磨盘的相对运动和自转运动，确保了光学玻璃磨耗度测试过程的一致性，提高了试验效率，且测试结果更为准确。本发明主要用于光学玻璃磨耗度值的快速准确。 

    附图说明                                               

图1. 所示原有磨耗度测试装置示意图。

图2. 所示现有磨耗度测试装置示意图。 

图3. 为本发明磨耗度测试装置的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。 

如图3所示。机身1中间设有圆形台面，周围设有圆形凹槽。机身1圆形台面上安装有磨盘2，磨盘2选用耐磨铸铁材质，直径φ200～300mm，磨盘2下表面沿圆周设有向下的凸沿，便于磨削液流入圆形凹槽内。磨盘2上装配主动轮3，主动轮3直径φ80～150mm。在磨盘2上面放置与主动轮3相啮合的磨轮4。可放置一个或多个磨轮4，且磨轮4的中轴线与主动轮3的中轴线相距800mm。磨盘2由控制柜8控制驱动装置驱动旋转，转速控制在60～65转/分钟。驱动装置包括磨盘驱动电机和联轴器，磨盘驱动电机固定在机身1圆形台面下面，磨盘2设置在机身1圆形台面上面，通过轴联器与电机连接。试验样品5加工成30mm×30mm×10mm大小，要求两大面抛光，其余各面细磨；将其大面朝下固定在磨轮4下面的凹槽内。磨轮4上部的球关节内装有施压杆6，施压杆6可沿支撑件7上下自由移动，保证了稳定地向下施压，下压力为9.8N。同时通过控制柜控制磨料循环装置向磨盘提供浓度均匀稳定的磨削液，磨削液流量控制为55～60升/分钟，磨削液浓度80～150克/升，磨料为40#金刚砂。研磨周期为3～5分钟/次。磨料箱9、磨料泵10、搅拌器11、上料管12和下料管13构成磨料循环装置，上料管12上端口位于磨盘2上方，下料管13上端口连接在机身1圆形凹槽的底部。控制柜8连接在机身1上，控制8柜内设有控制磨盘转速的速度模块、控制试验时间的定时模块和控制搅拌器转速模块。 

本发明中，试验时间受控制柜8中的定时模块来控制，当试验设备运行到预定时间时自动停机。 

试验结束后，对试验样品进行清洁、干燥处理，通过称量得出试验前后的磨耗质量，结合标准样品的测试数据和玻璃密度，就能准确计算出相应牌号的光学玻璃磨耗度值。 

标准样品是从同一块H-K9产品上切割加工为规定尺寸的样品。 

下面为本发明的优选测试工艺: 

将样品加工成尺寸30mm×30mm×10mm，公差±0.1mm。两大面抛光，且要求光洁度为Ⅲ级，平行度小于2＇，余各面细磨；将其大面朝下固定在磨轮下面的凹槽内。磨轮上部的施压杆稳定地向下施压，下压力为9.8N。磨盘转速控制为63±0.5转/分钟；磨削液流量控制为56±0.1升/分钟；磨料水泵转速2800±0.1转/分钟；磨削液浓度100±0.5克/升，研磨料采用40#金刚砂。研磨周期3分钟/次。标准样品和测试样品交叉研磨，分别研磨5次，取5次的平均值作为最终测试结果。下面是测试实例验证测试的稳定性。

验证数据统计表明最大相对误差不大于5%，测试数据重复性好，测试周期短。 

Claims (2)

1.一种光学玻璃磨耗度测试装置，包括电机、磨盘（2）和磨料箱（9），其特征在于：还包括一个中间设有圆形台面、该圆形台面周围设有圆形凹槽的机身（1）；电机固定在机身（1）圆形台面下面；磨盘（2）设置在机身（1）圆形台面上面，通过轴联器与电机连接；磨盘（2）上方设有与轴联器连接的主动轮（3）及与该主动轮（3）啮合的磨轮（4），磨轮（4）下端面加工有与试验样品（5）配合的凹槽，磨轮（4）上端面加工有球型关节，该球关节内配装一施压杆（6）；该施压杆（6）装于支撑件（7）的滑槽内；磨料箱（9）上装有磨料泵（10）、搅拌器（11）、上料管（12）和下料管（13），构成磨料循环装置。

2.根据权利要求1所述的光学玻璃磨耗度测试装置，其特征在于：所述的磨盘（2）下表面沿圆周设有向下的凸沿。