CN106181676B - 一种薄形平面光学元件磁性消应力上盘方法 - Google Patents

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Abstract

一种薄形平面光学元件磁性消应力上盘方法：1)加工直径为2‑10mm，厚度2‑5mm的圆柱形磁铁块；2)对加工好的圆柱形磁铁块进行充磁，3)用研磨的方法将上盘基板工作面的平面度误差降低至小于0.01mm；4)将圆柱形的磁铁块按所设计的排列方式放置在上盘基板的工作面上；5)将待加工元件清洗干净，在上盘面贴一层粘结膜(双面胶)，然后垂直施加压力使得待加工元件与上盘基板间的圆柱形磁铁块完全接触。本发明方法工艺简单，易操作，保持操作环境干净无污染，按此方法上盘的元件完成加工，下盘后可保持元件面形不变，适用于批量生产高精度薄形平面元件。

Description

一种薄形平面光学元件磁性消应力上盘方法
技术领域
本发明涉及一种光学冷加工技术中的元件上盘技术领域，具体涉及一种薄形平面元件磁性消应力上盘方法。
背景技术
平面光学元件的直径(或边长)与厚度之比大于15:1的在光学上一般称为薄形平面元件，在加工中通常会出现由于粘结拉力、温度变化及其他外力影响而引起元件表面变形，达不到设计的面形精度要求，尤其是直径与厚度比越大，面形精度和平行差要求高的元件变形就越大，加工难度就更大。元件的直径与厚度之比为27:1，被界定为“超薄”元件，薄形平面元件由于其厚度小造成刚性差、易变形，加工时难以保证几何精度和表面粗糙度而成为平面磨削的加工难点。
点胶上盘方法可以获得较好的面形和平行度，在传统上盘加工上应用较为广泛。但是传统点胶上盘的粘结胶(如沥青)在粘结盘上熔化速度不一，沥青胶点大小不均匀，需要加工人员具有较好的技术要求，所以传统的上盘模式常常出现以下问题：平面元件平行度差、粘结剂胶层高度控制难、对加工人员的技术依赖很大；尤其是薄形平面元件上下盘面形变化大。总体来说，点胶上盘的整体效果比较差。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种薄形平面元件磁性消应力上盘方法，该方法在光学元件加工上具有方便、干净、易操作、面形上下盘不变形的良好作用。
本发明技术解决方案如下：
一种薄形平面光学元件磁性消应力上盘方法，该方法包括如下步骤：
步骤1.加工直径为2-10mm、厚度为2-5mm的圆柱形磁铁块；
步骤2.对加工好的圆柱形磁铁块进行充磁；
步骤3.用研磨的方法将上盘基板的工作面的平面度误差降低至小于0.01mm；
步骤4.将圆柱形磁铁块均匀放置在上盘基板的工作面上；
步骤5.将待加工薄形平面光学元件清洗干净，并在其上盘面覆盖一层粘结膜，然后垂直施加压力使得待加工薄形平面光学元件覆盖有粘结膜的一面与上盘基板上的圆柱形磁铁块完全接触。
待加工光学元件上盘后，用环形抛光机床进行加工。
所述的上盘基板是具有铁磁特性的材料。
所述的圆柱形磁铁块采用高磁性材料制成。由于在加工过程中会有剪切力，为保证整个过程中元件不掉盘，需采用高磁性材料，能够保证加工过程中工件与上盘基板不脱落。
所述的粘结膜为双面胶，根据所加工的光学元件的材料种类，选择不同性质的粘结膜。双面胶像一层带弹性的垫子，很好的吸收了元件的变形应力，同时将研磨元件时元件受到的压力均匀的分散开。这样可以有效的减少元件上下盘变形
根据有限元仿真分析结果，将圆柱形磁铁块按所设计的排列方式放置在上盘基板的工作面上。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、精度高。用研磨的方法将上盘基板工作面的平面度误差降低至小于0.01mm。圆柱形的磁铁块加工均匀，可保证在抛光过程中，元件受压力均匀，上下盘面形不变化，在环抛机床上加工。可做到高精度面形的加工要求。
2、操作方便。相对传统点胶方式上下盘，本上盘方法明显操作方便，能够大大提高工作效率，节省时间。能够批量生产高精度的薄形平面光学元件。
3、干净。相比于传统的沥青点胶方式，本上盘方法不会有沥青颗粒杂质产生，在玻璃表面形成划痕，影响元件表面质量。而且下盘时不需要用汽油等溶剂清洗，汽油等溶剂清洗会对元件表面质量产生不良影响。
4、适用于批量化生产。加工过程中采用充磁方法对光学元件进行上盘，相对传统点胶上盘更容易控制，可进行批量生产。
5、总之，磁性消应力上盘法适用于批量生产高精度薄形平面元件，具有上下盘简单，干净，易操作的特点。
附图说明
图1是本发明磁性消应力光学元件上盘后侧视图。
图2是本发明磁性消应力光学元件上盘磁块分布图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
先请参阅图1，图1是本发明磁性消应力光学元件上盘后侧视图，由图可见，光学元件上盘后，由上至下依次包括上盘基板1、磁铁块2、粘结膜(双面胶)3和薄形平面光学元件4。
具体加工工序如下：
首先，在待加工薄形平面光学元件4的上盘面上覆盖一层粘结膜3，对加工好的圆柱形磁铁块2进行充磁，并且在上盘基板1上按设计好的排布方式粘贴圆柱形磁铁块2，将所述薄形平面光学元件4覆盖好粘结膜的一面朝向圆柱形磁铁块2，垂直施加压力使得待加工薄形平面光学元件4与上盘基板间的圆柱形磁铁块2完全接触。上盘后，进入加工工序。对所述上盘好的薄形平面光学元件4进行加工时，将采用环抛机床进行抛光。
以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种薄形平面光学元件磁性消应力上盘方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤1.加工直径为2-10mm、厚度为2-5mm的圆柱形磁铁块；
步骤2.对加工好的圆柱形磁铁块进行充磁；
步骤3.用研磨的方法将上盘基板的工作面的平面度误差降低至小于0.01mm；
步骤4.将圆柱形磁铁块均匀放置在上盘基板的工作面上；
步骤5.将待加工薄形平面光学元件清洗干净，并在上盘面覆盖一层粘结膜，然后垂直施加压力使得待加工薄形平面光学元件覆盖有粘结膜的一面与上盘基板上的圆柱形磁铁块完全接触。
2.根据权利要求1所述的薄形平面光学元件磁性消应力上盘方法，其特征在于，待加工光学元件上盘后，用环形抛光机床进行加工。
3.根据权利要求1所述的薄形平面光学元件磁性消应力上盘方法，其特征在于，所述的上盘基板是具有铁磁特性的材料。
4.根据权利要求1所述的薄形平面光学元件磁性消应力上盘方法，其特征在于，所述的圆柱形磁铁块采用高磁性材料制成。
5.根据权利要求1所述的薄形平面光学元件磁性消应力上盘方法，其特征在于，所述的粘结膜为双面胶，根据所加工的光学元件的材料种类，选择不同性质的粘结膜。
6.根据权利要求1所述的薄形平面光学元件磁性消应力上盘方法，其特征在于，根据有限元仿真分析结果，将圆柱形磁铁块按所设计的排列方式放置在上盘基板的工作面上。
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