CN102909629B - 光学元件端面抛光倒边机 - Google Patents

Abstract

光学元件端面抛光倒边机，涉及一种端面抛光倒边机。提供一种结构简单、可显著提高工效的光学元件端面抛光倒边机。设有机床主体、抛光装置和倒边装置；机床主体设有框架座、导轨、导轨滑块、限制臂、龙门臂、龙门臂滑块、第一电机、第一带轮副、研磨盘、导流板、限流环和操作面板；抛光装置设有支撑架，手摇轮、升降螺杆、主轴、主螺杆、侧螺杆、端面夹板、侧夹板、第二带轮副和第二电机；倒边装置设有底板、弹簧、工件架、棘爪棘轮机构、偏心轮、侧压板和顶压板。

Description

光学元件端面抛光倒边机

技术领域

本发明涉及一种端面抛光倒边机，尤其是涉及一种超精密磨削后的光学元件端面抛光倒边机。

背景技术

近年来，高精度的光学元件广泛运用于激光核聚变、航空、航天、宇宙探测和军事观察等诸多领域，且无论从质量上或者数量上的要求与日俱增，将超过传统的光学制造业的能力。因此如何提高光学元件的表面质量和生产效率变成一个令人棘手的难题。

高精度的光学元件加工一般要分为磨削和抛光两个工序，磨削在前，抛光在后。端面抛光及倒边是位于磨削和抛光之间的一道小工序。传统的端面抛光是直接将工件端面自由放置在研磨盘上，工件在自己的重力下与研磨盘接触，研磨盘旋转，形成对端面的抛光效果，属于“被动”的抛光方式，效果一般，且效率很低。传统的倒边是由非常有经验的工人手工倒角出来的，需要操作工人技术熟练，且同样效率很低。从现实生产来看，端面抛光及倒边实际上只是所有工序中的一道小工序，虽不是最重要的工序，但却往往占用了不少时间和精力，如何解决已成为业内十分关注的课题。

公开号为CN101351300B的发明专利申请公开一种抛光如眼镜透镜的光学元件的抛光机，设置了旋转驱动光学元件的心轴，相对于心轴可动的抛光工具。但是不能对大口径光学元件进行抛光及倒边。

公开号为CN101774145B的发明专利申请公开一种光学透镜圆柱状毛坯片的倒角方法。是一种质量高，效率高的倒角方法。但局限于圆柱状毛坯件，同样不能同时抛光。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、可显著提高工效的光学元件端面抛光倒边机。

本发明设有机床主体、抛光装置和倒边装置；

机床主体设有框架座、导轨、导轨滑块、限制臂、龙门臂、龙门臂滑块、第一电机、第一带轮副、研磨盘、导流板、限流环和操作面板；导轨和限制臂固设于框架座上，导轨滑块与导轨形成第一导轨副，龙门臂固于导轨滑块上，龙门臂滑块设于龙门臂上并与龙门臂形成第二导轨副，电机固于框架座上，第一电机通过第一带轮副与研磨盘联动连接，导流板一端与龙门臂固连，导流板另一端贴近研磨盘表面，限流环围设于研磨盘周边，操作面板设于框架座上；

抛光装置设有支撑架，手摇轮、升降螺杆、主轴、主螺杆、侧螺杆、端面夹板、侧夹板、第二带轮副和第二电机；支撑架与所述机床主体的龙门臂滑块形成第三导轨副，手摇轮与升降螺杆上端固连，升降螺杆与所述机床主体的龙门臂滑块螺纹配合，升降螺杆下端与支撑架固连，主轴上端与支撑架转动连接，主轴下端间隔设有相互垂直的2个径向通孔，主螺杆和侧螺杆分别穿过2个径向通孔中的1个，主螺杆两侧所设螺纹为反向螺纹，侧螺杆两侧所设螺纹为反向螺纹，主螺杆两端均螺接端面夹板，侧螺杆两侧均螺接侧夹板，第二带轮副和第二电机固于支撑架上，第二电机通过第二带轮副与主轴联动连接；

倒边装置设有底板、弹簧、工件架、棘爪棘轮机构、偏心轮、侧压板和顶压板；底板通过弹簧与工件架连接，工件架设有工件放置槽，棘爪固于工件架上，棘轮与偏心轮联动连接，偏心轮设于工件架上，侧压板通过紧固件与工件架连接。

所述框架座最好为矩形框架座。

所述端面夹板最好为Y字形端面夹板，端面夹板用于夹紧工件端面。端面夹板端面最好设有端面缓冲压垫，端面缓冲压垫用于压触工件。

所述侧夹板最好为长方形侧夹板，侧夹板用于夹紧工件侧边。侧夹板端面最好设有侧边缓冲压垫，侧边缓冲压垫用于压触工件。

所述底板最好为塑料底板。所述工件放置槽最好呈倒八字形。

与现有技术比较，本发明具有如下突出优点：

当进行工件（光学元件）端面抛光时，将工件置于端面夹板和侧边夹板内，利用主螺杆和侧螺杆上的小孔转动螺杆，由于主螺杆与侧螺杆两端的螺纹旋向是相反的，端面夹板与侧边夹板上有螺纹，故旋转螺杆时，端面夹板与侧边夹板会向工件靠近，进而压紧工件，由于螺纹有自锁功能，故使得工件与主轴形成刚性连接。第二电机通过第二带轮副驱动主轴旋转，进而带动工件旋转，研磨盘对工件底面接触进行抛光。手摇轮的作用不仅可以针对不同的工件改变夹板高度，也可以对工件施加一定的压力。支撑架可以在龙门臂上移动，因此可改变工件在研磨盘上的位置。抛光时，工件的旋转方向与研磨盘旋转方向相反，同时控制工件转速和研磨盘转速，就可显著提高抛光质量及抛光效率。

当进行工件（光学元件）端面倒边时，如果是倒短边，可将多个工件同时放置在工件架的工件放置槽内，旋转棘轮，带动偏心轮，通过顶压板紧紧的压在工件上，棘爪扣在棘轮上，防止偏心轮回转。侧压板通过紧固件（固定螺钉）作用顶在工件侧边上，塑料底板起到弹性支承的作用，塑料底板会随着倒角高度的变化而变化，塑料底板和倒边的工件边缘的高度始终处于同一位置，研磨盘对工件底面接触进行抛光。故可通过测量其减小的高度获得倒角的尺寸。当倒长边时，则只放置一个工件，且不需要加上顶压板，偏心轮直接压紧工件即可进行。导流板能够将抛光液尽可能导入抛光区域，限制臂可防止倒边时机构与限流环接触。限流环可防止抛光液流出研磨盘。通过操作面板可控制研磨盘转速和转向、抛光、倒边的高度及工件转速等等。

由此可见，与现有的光学元件端面抛光倒边方式相比，本发明具有以下突出特点：

1）抛光效率高。传统的端面抛光往往采用“被动”抛光方式，本发明采用“主动”抛光方式，工件与研磨盘相向转动，且施加了压力，提高了抛光效率。

2）倒边简易方便。传统磨削后光学元件倒边采用人工倒边，费时费力且不能保证倒边质量。本发明只需将工件放置其中，自动完成倒边。

3）可控性高。通过控制研磨盘、工件转速，转向，工件位置等参数，可达到显著提高抛光倒边的效率和精度，具有良好的可操作性。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例的抛光装置结构即使用状态示意图。

图3为本发明实施例的倒边装置结构及使用状态示意图之一。

图4为本发明实施例的倒边装置结构及使用状态示意图之二。

图5为本发明实施例的机床主体结构示意图。

具体实施方式

下面的实施例结合附图对本发明作进一步的说明。

参见图1，本发明实施例由三大部分组成，即机床主体100、抛光装置200和倒边装置300。

参见图5，机床主体设有框架座23、导轨24、限制臂25、龙门臂26、龙门臂滑块27、研磨盘28、导轨滑块29、导流板30、限流环31、操作面板32、电机33和带轮副34。导轨24、限制臂25通过螺钉固定在框架座23上，导轨滑块29与导轨24形成导轨副，龙门臂26固定在导轨滑块29上，龙门臂滑块27与龙门臂26形成导轨副。带轮副34连接着研磨盘28和电机33。限流环31嵌入在研磨盘28上的凹槽（凹槽未画出）内，导流板30一端与龙门臂26固定，另一端贴近研磨盘28表面。操作面板32位于框架座23上。

参见图2，抛光装置装置设有支撑架1、轴承2、带轮副3、主轴4、侧夹板5、主螺杆6、Y形端面夹板7、方形缓冲垫8、矩形缓冲垫9、侧螺杆10、电机11、升降螺杆12和手摇轮13。支撑架1分别与主轴4，升降螺杆12和电机11相连，主轴4通过轴承2与支撑架1转动相连。主螺杆6与侧螺杆10通过主轴4相互垂直的两个孔，Y形端面夹板7与侧夹板5分别通过螺纹与主螺杆6和侧螺杆10连接。Y形端面夹板7通过方形缓冲垫8压在工件P上，侧压板5通过矩形缓冲垫9压在工件P上。带轮副3连接主轴4和电机11，手摇轮13与升降螺杆12上端固连。

当抛光工件P（光学元件）端面时，将工件P置于Y形端面夹板7和侧边夹板5内，利用主螺杆6和侧螺杆10上的小孔用工具转动螺杆，由于主螺杆6与侧螺杆10两端的螺纹旋向是相反的，Y形端面夹板7与侧边夹板5上有螺纹，故旋转螺杆时，Y形端面夹板7与侧边夹板5会向工件靠近，压在方形缓冲垫和8矩形缓冲垫9上，进而压紧工件P，由于螺纹有自锁功能，故使得工件P与主轴4形成刚性连接。电机11通过带轮副3驱动主轴4旋转，进而带动工件P旋转，工件P底下端面与研磨盘接触。手摇轮13的作用不止可以针对不同的工件P改变夹板高度，也可以对工件P施加一定的压力。支撑架1可以在龙门臂上移动，因此可改变工件P在研磨盘上的位置。抛光时，使工件P的旋转方向应与研磨盘旋转方向相反，同时控制工件P转速和研磨盘转速，从而达到最佳的抛光效率。

参见图3和4，倒边装置设有塑料底板14、弹簧15、工件架16、棘爪17、棘轮18、偏心轮19、顶压板20，侧压板21，固定螺钉22。塑料底板14通过弹簧15与工件架16相连，棘爪17固定在工件架16上，棘轮18与偏心轮19连接在一起，顶压板20位于偏心轮19和工件P之间，工件P放置于工件架16的工件放置槽161内。工件放置槽161呈倒八字形，便于放置工件P。固定螺钉22通过工件架16上的螺纹将侧压板21压在工件P上。

当抛光工件P（光学元件）倒边时，如果是倒短边（参见图3），可将多个工件P同时放置在工件架16的工件放置槽161内，旋转棘轮18，带动偏心轮19，通过顶压板20紧紧的压在工件P上，棘爪17扣在棘轮18上，防止偏心轮19回转。侧压板21被固定螺钉22顶在工件P上，起到固定的作用。塑料底板14起到弹性支承的作用，塑料底板14会随着倒角高度的变化而变化，塑料底板14和倒边的工件边缘的高度始终处于同一位置，故可通过测量其减小高度获得倒角的尺寸。当倒长边时（参见图4），则只放置一个工件P，不需要加上顶压板20，偏心轮19直接压紧工件P即可。

Claims (6)

1.光学元件端面抛光倒边机，其特征在于设有机床主体、抛光装置和倒边装置； 

机床主体设有框架座、导轨、导轨滑块、限制臂、龙门臂、龙门臂滑块、第一电机、第一带轮副、研磨盘、导流板、限流环和操作面板；导轨和限制臂固设于框架座上，导轨滑块与导轨形成第一导轨副，龙门臂固于导轨滑块上，龙门臂滑块设于龙门臂上并与龙门臂形成第二导轨副，第一电机固于框架座上，第一电机通过第一带轮副与研磨盘联动连接，导流板一端与龙门臂固连，导流板另一端贴近研磨盘表面，限流环围设于研磨盘周边，操作面板设于框架座上； 

抛光装置设有支撑架、手摇轮、升降螺杆、主轴、主螺杆、侧螺杆、端面夹板、侧夹板、第二带轮副和第二电机；支撑架与所述机床主体的龙门臂滑块形成第三导轨副，手摇轮与升降螺杆上端固连，升降螺杆与所述机床主体的龙门臂滑块螺纹配合，升降螺杆下端与支撑架固连，主轴上端与支撑架转动连接，主轴下端间隔设有相互垂直的2个径向通孔，主螺杆和侧螺杆分别穿过2个径向通孔中的1个，主螺杆两侧所设螺纹为反向螺纹，侧螺杆两侧所设螺纹为反向螺纹，主螺杆两端均螺接端面夹板，侧螺杆两侧均螺接侧夹板，第二带轮副和第二电机固于支撑架上，第二电机通过第二带轮副与主轴联动连接； 

倒边装置设有底板、弹簧、工件架、棘爪棘轮机构、偏心轮、侧压板和顶压板；底板通过弹簧与工件架连接，工件架设有工件放置槽，棘爪固于工件架上，棘轮与偏心轮联动连接，偏心轮设于工件架上，侧压板通过紧固件与工件架连接。 

2.如权利要求1所述的光学元件端面抛光倒边机，其特征在于所述框架座为矩形框架座。 

3.如权利要求1所述的光学元件端面抛光倒边机，其特征在于所述端面夹板为Y字形端面夹板，端面夹板端面设有端面缓冲压垫；所述侧夹板为长方形侧夹板，侧夹板端面设有侧边缓冲压垫。 

4.如权利要求1所述的光学元件端面抛光倒边机，其特征在于底板通过弹簧与工件架连接，工件架设有工件放置槽，棘爪固于工件架上，棘轮与偏心轮联动连接，偏心轮设于工件架上，侧压板通过紧固件与工件架连接，顶压板与工件放置槽一侧上端铰接。 

5.如权利要求1所述的光学元件端面抛光倒边机，其特征在于所述底板为塑料底板。 

6.如权利要求1所述的光学元件端面抛光倒边机，其特征在于所述工件放置槽呈倒八字形。