CN105014502B - 用于大口径光学玻璃加工的沥青抛光胶盘的成型方法 - Google Patents

Abstract

一种用于大口径光学玻璃加工的沥青抛光胶盘的成型方法，方形抛光胶采用浇注的方式成型，浇注模具包括一块底板，两块侧板，三块肋板和一块连接板。方形抛光胶拼盘过程中需要在底部使用酒精喷灯预热，并直接贴在大理石抛光胶盘底座上。之后使用矫正盘进行预矫正，并使用刀具修盘。本发明可以有效保证整个盘面上抛光胶性质的均匀；并且在方形抛光胶的浇注过程中，可以通过控制制作方形抛光胶过程调节抛光胶的性质，有效替代现有的直接将抛光胶加热到液态后直接浇在大理石盘面上冷凝的抛光胶盘的成形方式。

Description

用于大口径光学玻璃加工的沥青抛光胶盘的成型方法

技术领域

本发明涉及环形抛光机，特别是一种用于大口径光学玻璃加工的沥青抛光胶盘的成型方法。

背景技术

环形抛光机是目前世界上几乎唯一的大口径、全局化平面光学元件加工技术，它是将待抛光工件在一定的压力及抛光液的存在下相对于抛光胶盘做旋转运动，借助磨粒的机械磨削作用以及化学氧化剂的腐蚀作用来完成对工件表面的材料去除并获得光洁表面。与其它技术相比，这种技术可以同时实现大口径工件的局部和全局平面化，能够消除工件表面的高点和波浪形，消除高频缺陷，表面加工质量能够达到超光滑的程度；平面化速度快，加工精度高，应用范围广，生产成本低，适合工业大规模推广。环形抛光机是这种技术的主要载体。随着现代科学技术的飞速发展，光学元件的通光口径和加工精度要求越来越高，因此环形抛光机也向大型化、自动化的方向发展，台面直径由原来的1m、1.2m逐渐发展到目前的2.4m，2.8m甚至4m以上等，而且机械化、自动化程度越来越高。

一般来说，环形抛光机主要包括一个由电机驱动旋转的大理石抛光胶盘，该抛光胶盘的上表面浇注一层均匀的抛光胶盘，抛光胶盘上还有调节抛光胶盘面形的校正盘。当环形抛光机开始工作时，首先将一个用于工件限位的辅助抛光工件环放置在抛光胶盘上，然后将待加工工件平放在该工件环里，这样工件只能在工件环内运动，便于实时控制和操作，同时开动电机驱动抛光胶盘以一定的速度绕中心旋转，同时在抛光胶盘上喷洒一定量的抛光液，抛光液中含有特殊粒径、尺寸、形状的抛光粉颗粒。当抛光胶盘以一定的速度转动时，工件在抛光胶盘上同时做无规则的移动或转动，并与抛光胶盘上的抛光粉颗粒产生摩擦作用，从而对工件与抛光胶盘的接触面进行材料去除以获得光滑表面，而抛光胶盘在加工过程中，也会不断的改变抛光胶盘自身的形貌，即抛光胶盘的面型，从而对整个加工过程产生影响。

由以上描述可以发现，抛光胶盘的质量(包括抛光胶盘整体的均匀性和稳定性，以及其相关的变形特性)对整个加工过程有重要影响。目前大部分环形抛光机的抛光介质制备成型采用的是沥青和松香混合制成的抛光胶在加热到液态后直接浇在环形抛光机底座的大理石盘上，使用大理石矫正盘压在盘面上对抛光胶盘进行矫正并使用专用修盘刀具对抛光胶盘进行初次修盘。这样制备的抛光胶盘对于大型光学元件表面的精密加工中使用的大型环形抛光机(直径在2m～4m不等)来说，由于盘面过大，会产生无法完全均匀浇筑，导致整个盘面在成型后性质并不均匀，从而对大型光学元件表面的精密加工产生不利影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于大口径光学玻璃加工的沥青抛光胶盘的成型方法，该方法可以有效保证整个盘面上抛光胶性质的均匀；并且在方形抛光胶的浇注过程中，可以通过控制制作方形抛光胶过程调节抛光胶的性质，有效替代现有的直接将抛光胶加热到液态后直接浇在大理石盘面上冷凝的抛光胶盘的成形方式。

本发明的技术解决方案如下：

一种用于大口径光学玻璃加工的沥青抛光胶盘的成型方法，特点在于该方法包括如下步骤：

1)方形抛光胶浇注模组装：将第一侧板和第二侧板通过底板四角的固定块分别卡在底板上，并将第一侧板和第二侧板上的通孔和底板上的螺孔对齐，将第一侧板和第二侧板的三个卡槽对齐，并用第一螺栓、第二螺栓、第三螺栓和第四螺栓穿过所述的通孔和螺孔将第一侧板和第二侧板固定，将第一肋板、第二肋板和第三肋板分别固定在第一侧板和第二侧板的三个卡槽内，肋板上的卡槽开口向上，之后将连接板固定在第一肋板、第二肋板的卡槽上，完成方形抛光胶浇注模的组装；

2)颗粒状的沥青和松香的质量比的范围为1:1.6～1:2.7，选定沥青和松香的质量比后称量沥青和松香，混合成原料后盛装在所述的方形抛光胶浇注模中，并保证原料的高度与第一侧板和第二侧板的高度相平；并将模具放入数字鼓风干燥箱中，保温范围：150℃～200℃，加热时间范围：10min～60min，保温时间范围：60min～300min，冷却时间范围：10min～200min)，选定加热温度，加热时间，保温时间和降温时间，对抛光胶进行加热，抛光胶会流入第一盛接槽和第二盛接槽中，待抛光胶完全冷却后将模具从数字鼓风干燥箱中取出，将第一螺栓，第二螺栓，第三螺栓和第四螺栓卸下，将第一侧板和第二侧板卸下，将第一肋板和第三肋板卸下，取出方形抛光胶；

3)方形抛光胶拼盘：将方形抛光胶的底部使用喷灯加热，并将方形抛光胶底部粘贴在抛光机上的抛光胶盘的大理石底座上，方形抛光胶之间对齐，同时两块方形抛光胶之间留有10mm间隙，使用工具刀沿抛光胶盘的大理石底座边缘铲除多余的抛光胶；

4)初次矫正修盘：将环形抛光机上的矫正盘压在抛光胶盘上，并开动环形抛光机，使用矫正盘将抛光胶盘压平矫正，这时，方形抛光胶受到压力作用会流入预留的缝隙中，但不会完全填满，形成抛光胶盘上的槽，待整个抛光胶盘面修平并稳定后，可以进行加工。

本发明专利的优点是：

1、本发明在数字鼓风干燥箱中控制方形抛光胶制备过程，可以有效地控制方形抛光胶的性质，这样就避免了直接在大理石盘上浇抛光胶情况下抛光胶不均匀的情况。

2、由于使用了形状尺寸一定的方形抛光胶进行拼盘，在拼盘过程中预留了适当的间隙，在初次修盘过程中，减轻了操作人员的工作负担。

附图说明

图1为本发明方形抛光胶浇注模的俯视图；

图2为图1A-A剖视图；

图3为方形抛光胶浇注模的右视图；

图4为底板俯视图；

图5为第一侧板的俯视图；

图6为第一肋板的正视图；

图7为连接板右视图；

图8为方形抛光胶加热历程；

图9为方形抛光胶的成品图；

图10为拼盘过程图；

图11为抛光胶盘的示意图；

图12为矫正盘修盘过程示意图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

本发明大口径光学玻璃加工的抛光胶盘的成形方法，该方法包括如下步骤：

第一步：制作小的抛光胶盘：先装配模具(见图1)，底板1上的四个角分别一个固定块，第一固定块2，第二固定块9，第三固定块12和第四固定块16，用来固定模具左右两边的第一侧板4和第二侧板13(见图4)。将第一侧板4卡在第一固定块2,和第二固定块9之间，将第二侧板13卡在第三固定块12和第四固定块16之间，并将侧板上的通孔和底板上的螺孔对齐。使用第一螺栓5和第二螺栓7分别通过侧板第一通孔22和侧板第二通孔23(见图5)，并通过底板第一螺孔18和底板第二螺孔19(见图4)固定。同样分别通过第三螺栓14和第四螺栓15固定第二侧板13(见图1)，这样就固定了侧板相对底板的位置。每个侧板上有三个卡槽，如第一侧板上的侧板第一卡槽24，侧板第二卡槽25和侧板第三卡槽26(见图5)，将第一侧板的三个卡槽和第二侧板的三个卡槽分别对齐。肋板上面有一个卡槽，如第一肋板有肋板第一卡槽27(见图6)，第一肋板3、第二肋板6和第三肋板8上面分别卡在第一卡槽24，第二卡槽25和第三卡槽26中，将卡槽向上(见图1)。连接板上有三个卡槽，连接板第一卡槽28，连接板第二卡槽29和连接板第三卡槽30(见图7)，将连接板8的连接板第一卡槽28，连接板第二卡槽和连接板第三卡槽分别对于第一肋板3，第二肋板6和第三肋板8的三个卡槽对齐，将连接板11固定在三个卡槽上。这样，连接板和三块肋板就将底板1分割成四个浇注空间。准备抛光胶颗粒状原料(主要成分是沥青和松香，一般比例范围是1:1.6～1:2.7)，并将原料放入四个浇筑空间中，并使得原料堆最高与第一侧板4顶部相平，将模具放入鼓风干燥箱中加热，可以同时制备四个方形抛光胶盘。其中第一肋板3、第二肋板6和第三肋板8在固定后的顶部高度要低于第一侧板4和第二侧板13(见图2)，这样在加热过程中，抛光胶软化后会从第一肋板3和第三肋板8的方向流出，并盛在底板上已经开好的第一盛接槽17和第二盛接槽10中(见图4)。这样就避免了多出抛光胶流入鼓风干燥箱中，污染加热设备，同时可以控制方形抛光胶的高度尺寸。打开鼓风干燥箱，按照图8所示的加热历程进行加热(其中参数设定为：保温温度150℃～200℃，加热时间10min～60min，保温时间60min～300min，冷却时间10min～200min)。完成加热后，将模具从鼓风干燥箱中取出，将第一螺栓5，第二螺栓7，第三螺栓14和第四螺栓15卸下，将第一侧板4和第二侧板13卸下，之后将第一肋板3和第三肋板8卸下，这样就可以取下制备好的方形抛光胶。制备好的方形抛光胶如图9所示，尺寸为200mm×200mm×40mm。之后将模具剩余组装部分卸下清洗，便于下次浇注。

第二步：方形抛光胶拼盘：将制备好的方形抛光胶的底部使用喷灯加热，并将方形抛光胶底部直接粘在环形抛光机抛光胶盘的大理石底座上，其大理石底座与传动装置连接。方形抛光胶之间对齐，同时两块方形抛光胶之间要保证10mm间隙。过程如图10所示。由于方形抛光胶和圆形的大理石底座之间不可避免的形状不匹配，所以要保证方形抛光胶完全覆盖大理石板面，使用工具刀将多出的部分铲除，得到结果如图11所示。

第三步：初次矫正修盘：在上述步骤完成后，我们将矫正盘压在抛光胶盘上，矫正盘上与传动装置连接。开动环形抛光机，使用矫正盘和抛光胶盘将由转动装置带动运动，并将抛光胶盘压平矫正(见图12，矫正时，抛光胶盘和矫正盘的转动方式如图所示)。此时，方形抛光胶受到压力作用会流入预留的缝隙中，但不会完全填满，形成抛光胶盘上的槽。待整个盘面修平并稳定，就完成了初次修盘的过程，可以开始对光学元件进行加工。

Claims (1)

1.一种用于大口径光学玻璃加工的沥青抛光胶盘的成型方法，特征在于该方法包括如下步骤：

1)方形抛光胶浇注模的组装：将第一侧板(4)和第二侧板(13)通过底板(1)四角的固定块(2、9、12、16)分别卡在底板上，并将第一侧板(4)和第二侧板(13)上的通孔和底板上的螺孔对齐，将第一侧板(4)和第二侧板(13)的三个卡槽朝内对准，用第一螺栓(5)、第二螺栓(7)、第三螺栓(14)和第四螺栓(15)穿过所述的通孔和螺孔将第一侧板(4)和第二侧板(13)固定在所述的底板(1)上，将第一肋板(3)、第二肋板(6)和第三肋板(8)分别插入第一侧板(4)和第二侧板(13)的三个卡槽内而固定，肋板上的卡槽开口向上，然后将连接板(11)固定在第一肋板(3)、第二肋板(6)的卡槽上，形成具有四个方形抛光胶模的浇注模，称为方形抛光胶浇注模；

2)颗粒状的沥青和松香的质量比的范围为1:1.6～1:2.7，选定沥青和松香的质量比后称量沥青和松香，混合成原料后盛装在所述的方形抛光胶浇注模中，并保证原料的高度与第一侧板(4)和第二侧板(13)的高度相平；将该浇注模放入数字鼓风干燥箱中，保温范围：150℃～200℃，加热时间范围：10min～60min，保温时间范围：60min～300min，冷却时间范围：10min～200min，选定加热温度，加热时间，保温时间和降温时间，对抛光胶进行加热，抛光胶会流入第一盛接槽(17)和第二盛接槽(10)中，待抛光胶完全冷却后将浇注模从数字鼓风干燥箱中取出，将第一螺栓(5)、第二螺栓(7)、第三螺栓(14)和第四螺栓(15)卸下，将第一侧板(4)和第二侧板(13)卸下，将第一肋板(3)和第三肋板(8)卸下，取出方形抛光胶；

3)方形抛光胶拼盘：将方形抛光胶的底部使用喷灯加热，并将方形抛光胶底部粘贴在抛光机上的抛光胶盘的大理石底座上，方形抛光胶之间对齐，同时两块方形抛光胶之间留有10mm间隙，使用工具刀沿抛光胶盘的大理石底座边缘铲除多余的抛光胶；

4)初次矫正修盘：将环形抛光机上的矫正盘压在抛光胶盘上，并开动环形抛光机，使用矫正盘将抛光胶盘压平矫正，这时，方形抛光胶受到压力作用会流入预留的缝隙中，但不会完全填满，形成抛光胶盘上的槽，待整个抛光胶盘面修平并稳定后，结束。