CN102975136A - 一种高速复合抛光模的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高速复合抛光模的制作方法：1）用研磨的方法将基板工作面的面形加工至与待加工零件面形一致；2）将软化点高于70℃的沥青加热至完全熔化；3）将熔化的沥青倒于抛光模基板上，保证整个基板能够被沥青覆盖；4）待抛光模基板上的沥青温度下降至该沥青的软化点时，将阻尼布非工作面平贴于沥青上；5）将按上述方法组合的抛光模，阻尼布向下放置在与待加工零件面形一致的模板上；6）24小时后将抛光模从模板上取下，用水将抛光模清洗干净，即可使用；本发明方法工艺简单，易操作，按此方法制作的抛光模，耐高温性能极好、强度高，使用寿命长，可用于高速抛光并能够获得埃级粗糙度。

Description

一种高速复合抛光模的制作方法
技术领域
本发明涉及光学加工技术领域，特别涉及一种用于加工埃级表面粗糙度光学元件抛光模的制作方法，该抛光模可用于各种精密光学元件的高速超精密抛光。
背景技术
目前，埃级表面粗糙度的光学元件普遍采用古典抛光法加工。在古典法抛光过程中，抛光模的工作面的主要材料为沥青，而沥青是一种热敏感性材料，受温度影响极大，因此抛光过程只能采用低转速加工，从而最大限度的避免沥青受热产生变形影响抛光质量。但即使如此沥青受温度影响产生的微小变形仍然无法完全避免，加工质量很不稳定且加工效率极低，因此亟需一种新的工艺方法，提高抛光加工过程的稳定性和加工效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高速复合抛光模的制作方法，该方法制备得到的抛光模能有效地提高埃级粗糙度零件的抛光稳定性，缩短抛光时间，提高抛光效率，降低生产成本。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
1）用研磨的方法将抛光模基板的工作面加工至与待加工零件面形一致；保证抛光模具有足够的面形精度从而保证用其加工的零件面形符合要求；
2）将软化点高于70℃的沥青加热至完全熔化；
3）将熔化的沥青倒于经过步骤1）加工后的抛光模基板的工作面上，使整个抛光模基板的工作面被沥青覆盖，沥青的覆盖厚度控制为1-2mm；
4）待抛光模基板的工作面上的沥青降温至沥青的软化点时，将阻尼布的非工作面平贴于沥青上得复合体；
5）将复合体按照阻尼布向下放置在与待加工零件面形一致的模板上；
6）在模板上放置24小时以上后将复合体从模板上取下，用水清洗干净得抛光模。
所述步骤1）中抛光模基板的工作面加工至与待加工零件的面形误差小于0.01。保证抛光模具有足够的面形精度从而保证用其加工的零件面形符合要求，同时可以保证抛光模的最终精度在模板的修正范围内。
所述模板与待加工零件的面形误差小于0.001。保证抛光模面形最终可以通过模板得到修正，当面形误差小于0.001时，可以满足零件面形符合要求。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明采用复合的工艺思路进行抛光模的制作，该抛光模抛光效果有显著提高，其抛光后的零件表面粗糙度值Ra可以达到0.2nm以下，且抛光效率由传统的6-8小时，缩减至1小时。本发明方法简单、实用，可操作性极强，突破了传统的抛光模制作方法，按此方法制作的抛光模，耐高温性能极好、强度高，使用寿命长，可用于高速抛光并能够获得埃级粗糙度，在同等条件下，有效提高了抛光效率、稳定性，降低了抛光成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
实例一：
1）制作抛光模基板,用研磨的方法将抛光模基板（直径φ300mm）的工作面的面形加工至与待加工零件面形一致，面形误差为0.008；
2）将软化点为72℃的沥青在容器中加热至完全熔化，沥青的体积为100cm3；
3）迅速将熔化的沥青倒于经过步骤1）加工后的抛光模基板的工作面上，保证整个抛光模基板的工作面能够被沥青覆盖，且沥青厚度控制为1.5mm；
4）待抛光模基板的工作面上的沥青温度下降至该沥青的软化点时，将阻尼布的非工作面平贴于沥青上，阻尼布不允许褶皱；阻尼布的厚度为0.8mm；
5）将按上述方法组合的抛光模，按照阻尼布向下放置在与待加工零件面形一致的模板上，模板面形误差为0.0005；
6）24小时后将抛光模从模板上取下，用水将抛光模清洗干净，然后对光学零件进行抛光（即将抛光模基板未覆盖沥青的一侧上于机床上，然后用抛光模对零件进行抛光）。
抛光效果如下：通过原子力显微镜对抛光光学零件的表面粗糙度检测，Ra＜0.2nm。关于稳定性的说明：抛光时间为1小时，分别进行10次抛光，每次抛光后用原子力显微镜对抛光光学零件的表面粗糙度检测，Ra平均值为0.178nm。
实例二：
1）制作抛光模基板,用研磨的方法将抛光模基板（直径φ260mm）的工作面的面形加工至与待加工零件面形一致，面形误差为0.006；
2）将软化点为75℃的沥青在容器中加热至完全熔化，沥青的体积为80cm3；
3）迅速将熔化的沥青倒于经过步骤1）加工后的抛光模基板的工作面上，保证整个抛光模基板的工作面能够被沥青覆盖，且沥青厚度控制为1.5mm；
4）待抛光模基板的工作面上的沥青温度下降至该沥青的软化点时，将阻尼布的非工作面平贴于沥青上，阻尼布不允许褶皱；阻尼布厚度1mm；
5）将按上述方法组合的抛光模，按照阻尼布向下放置在与待加工零件面形一致的模板上，模板面形误差为0.0005；
6）24小时后将抛光模从模板上取下，用水将抛光模清洗干净，然后对光学零件进行抛光（即将抛光模基板未覆盖沥青的一侧上于机床上，然后用抛光模对零件进行抛光）。
抛光效果如下：通过原子力显微镜对抛光光学零件的表面粗糙度检测，Ra＜0.2nm。关于稳定性的说明：抛光时间为1小时，分别进行10次抛光，每次抛光后用原子力显微镜对抛光光学零件的表面粗糙度检测，Ra平均值为0.167nm。
实例三：
1）制作抛光模基板,用研磨的方法将抛光模基板（直径φ260mm）的工作面的面形加工至与待加工零件面形一致，面形误差为0.005；
2）将软化点为75℃的沥青在容器中加热至完全熔化，沥青的体积为80cm3；
3）迅速将熔化的沥青倒于经过步骤1）加工后的抛光模基板的工作面上，保证整个抛光模基板的工作面能够被沥青覆盖，且沥青厚度控制为1.5mm；
4）待抛光模基板的工作面上的沥青温度下降至该沥青的软化点时，将阻尼布的非工作面平贴于沥青上，阻尼布不允许褶皱；阻尼布厚度1.2mm；
5）将按上述方法组合的抛光模，按照阻尼布向下放置在与待加工零件面形一致的模板上，模板面形误差为0.0008；
6）24小时后将抛光模从模板上取下，用水将抛光模清洗干净，然后对光学零件进行抛光（即将抛光模基板未覆盖沥青的一侧上于机床上，然后用抛光模对零件进行抛光）。
抛光效果如下：通过原子力显微镜对抛光光学零件的表面粗糙度检测，Ra＜0.2nm。关于稳定性的说明：抛光时间为1小时，分别进行10次抛光，每次抛光后用原子力显微镜对抛光光学零件的表面粗糙度检测，Ra平均值为0.177nm。

Claims (3)

1.一种高速复合抛光模的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）用研磨的方法将抛光模基板的工作面加工至与待加工零件面形一致；
2）将软化点高于70℃的沥青加热至完全熔化；
3）将熔化的沥青倒于经过步骤1）加工后的抛光模基板的工作面上，使整个抛光模基板的工作面被沥青覆盖，沥青的覆盖厚度控制为1-2mm；
4）待抛光模基板的工作面上的沥青降温至沥青的软化点时，将阻尼布的非工作面平贴于沥青上得复合体；
5）将复合体按照阻尼布向下放置在与待加工零件面形一致的模板上；
6）在模板上放置24小时以上后将复合体从模板上取下，用水清洗干净得抛光模。
2.根据权利要求1所述一种高速复合抛光模的制作方法，其特征在于：所述步骤1）中抛光模基板的工作面加工至与待加工零件的面形误差小于0.01。
3.根据权利要求1所述一种高速复合抛光模的制作方法，其特征在于：所述模板与待加工零件的面形误差小于0.001。
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