CN106808380B - 数控抛光盘及抛光工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种数控抛光盘及抛光工艺，涉及光学技术领域。数控抛光盘包括自上而下依次设置的金属盘架、金属盘面、柔性层和抛光模层，金属盘面、柔性层和抛光模层的中心位于同一直线。金属盘面和抛光模层紧贴柔性层设置，金属盘架可拆卸连接于金属盘面，数控抛光盘通过金属盘架连接于抛光机构。金属盘面开设有盘面开设有导流槽，导流槽的底部开设有贯穿柔性层和抛光模层的导流孔，使流动于金属盘面的抛光液通过导流槽和导流孔到达抛光模层的底部。如此，可以保证数控抛光盘盘底的抛光液有效地更新，可提高材料去除稳定性和数控抛光的确定性。

Description

数控抛光盘及抛光工艺
技术领域
本发明涉及加工制造技术领域，具体而言，涉及一种数控抛光盘及抛光工艺。
背景技术
随着现代科学技术的不断发展，光学技术领域已深入到各个专业技术领域，各领域对精密光学元件的要求也越来越高。为满足光学元件高精度、批量化的高效制造要求，国内外学者提出了“超精密磨削-确定性抛光”的技术路线。其中，确定性抛光工序承担光学元件面形误差收敛达标、提高表面质量的功能，该工序在很大程度上决定高精度光学元件的产能和成本。
当前在有关确定性抛光流程的研究中，针对非球面元件的确定性抛光方法的研究发展尤其迅速。其中，技术最成熟、应用最广泛的非球面抛光方法是数控小磨头抛光技术。基于计算机控制光学表面成形(Computer Controlled Optical Surfacing，CCOS)原理的数控小磨头抛光技术的去除模型基于线性时不移系统实现，也即，CCOS抛光过程是一个线性的、不随时空变化而变化的过程。但是实际抛光时的机械化学特性与定点采集去除函数时的机械化学特性不一致，从而实际加工“去除函数”与模拟计算“去除函数”信息存在差异。这种差异将导致在加工点的实际材料去除量和理论计算值不吻合，从而降低数控加工的确定性，进而降低数控加工的收敛效率和最终精度。
经发明人研究发现，抛光液分布状态的差异是导致实际加工“去除函数”与模拟计算“去除函数”差异的原因之一。定点抛光时，在抛光盘旋转过程中对抛光盘底部中心区域的抛光液更新较为困难，然而实际全面抛光时，工件表面各个位置都有新的抛光液进入抛光盘底部中心区域参与抛光。如此，会导致模拟去除和实际去除不一致，影响加工精度与效率。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种数控抛光盘及抛光工艺，通过对现有抛光盘的结构进行优化，可以解决抛光时抛光液更新困难的问题，从而提高数控加工的确定性。
为了达到上述目的，本发明较佳实施例提供一种数控抛光盘，包括自上而下依次设置的金属盘架、金属盘面、柔性层和抛光模层，所述金属盘面、柔性层和抛光模层的中心位于同一直线，所述金属盘面和抛光模层紧贴所述柔性层设置，所述金属盘架可拆卸连接于所述金属盘面，所述数控抛光盘通过所述金属盘架连接于抛光机构；
所述金属盘面开设有导流槽，所述导流槽的底部开设有导流孔，所述导流孔贯穿所述柔性层和抛光模层，使流动于金属盘面的抛光液通过导流槽和导流孔到达所述抛光模层的底部。
优选地，在上述数控抛光盘中，所述导流槽包括多个第一导流槽和多个第二导流槽，所述多个第一导流槽和所述多个第二导流槽相互连通；所述多个第一导流槽沿所述金属盘面的径向设置，所述多个第二导流槽沿所述金属盘面的环向设置。
优选地，在上述数控抛光盘中，每个所述第一导流槽与每个所述第二导流槽的交点处开设有一个所述导流孔，所述导流槽与所述金属盘面的中心相对的位置开设有一个所述导流孔。
优选地，在上述数控抛光盘中，所述导流槽的宽度为3mm，深度为1mm，所述导流孔的直径为3mm。
优选地，在上述数控抛光盘中，所述金属盘架包括盘架本体和多根支杆，所述盘架本体包括盘架主体以及多根支杆；
所述盘架主体为圆柱状，所述多根支杆间隔设置于所述盘架主体靠近所述金属盘面一端的外周面，每根所述支杆远离所述盘架主体的一端为L状；每根所述支杆的L状端部与所述金属盘面可拆卸连接，使所述盘架主体的底部与所述金属盘面之间存在间隔。
优选地，在上述数控抛光盘中，所述柔性层由弹性材料制成。
优选地，在上述数控抛光盘中，所述弹性材料包括橡胶或泡沫材料。
优选地，在上述数控抛光盘中，所述抛光模层由聚氨酯、抛光布或抛光沥青中的一种制成。
优选地，在上述数控抛光盘中，所述金属盘架通过螺钉与所述金属盘面可拆卸连接。
本发明较佳实施例还提供一种抛光工艺，所述抛光工艺使用本发明提供的抛光盘对待加工元件进行抛光。
本发明实施例提供的数控抛光盘及抛光工艺，通过在金属盘面开设导流槽和导流孔，使得抛光液能够从金属盘面通过所述导流槽和导流孔到达抛光盘底部，从而实现数控抛光盘底部抛光液的有效更新，进而有效提高光学元件的加工精度和加工效率。
进一步地，通过将金属盘架设置为支杆结构，更加便于抛光液进入导流槽和导流孔，同时也更加便于抛光盘的清洗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的一种数控抛光盘的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的一种金属盘面的俯视图。
图3为本发明实施例提供的一种金属盘架的结构示意图。
图4为图3所示金属盘架在金属盘面的安装示意图。
图5为本发明实施例提供的一种抛光模层的结构示意图。
图标：100-数控抛光盘；110-金属盘架；111-盘架主体；1111-底面；1112-弧形侧壁；112-支杆；120-金属盘面；121-导流槽；1211-第一导流槽；1212-第二导流槽；122-导流孔；130-柔性层；140-抛光模层；141-圆片；142-凸起。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而非全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
请参阅图1，是本发明实施例提供的一种数控抛光盘100。所述数控抛光盘100包括自上而下依次设置的金属盘架110、金属盘面120、柔性层130和抛光模层140，所述金属盘面120、柔性层130和抛光模层140的中心位于同一直线。
应当理解，此处所述的“位于同一直线”并非指严格地处于同一直线上，当所述金属盘面120、柔性层130和抛光模层140的中心之间的水平距离处于本领域技术能够接纳的误差范围内时，也应将所述金属盘面120、柔性层130和抛光模层140的中心视作位于同一直线。
其中，所述数控抛光盘100通过所述金属盘架110连接于抛光机构，所述金属盘架110可拆卸连接于所述金属盘面120，所述金属盘面120和抛光模层140紧贴于所述柔性层130的两面。所述金属盘面120开设有导流槽121，所述导流槽121的底部开设有导流孔122，所述导流孔122贯穿所述柔性层130和抛光模层140。如此，喷洒于金属盘面120的抛光液能够通过所述导流槽121和导流孔122到达所述抛光模层140的底部。
如图2所示，是所述金属盘面120的俯视图。在本实施例中，可选地，所述金属盘面120可以为圆盘状。所述导流槽121可以包括多个第一导流槽1211和多个第二导流槽1212，所述多个第一导流槽1211沿所述金属盘面120的径向设置，所述多个第二导流槽1212沿所述金属盘面120的环向设置。
其中，每个所述第一导流槽1211横贯所述金属盘面120，并相交于所述金属盘面120的圆心位置。所述第一导流槽1211的数量可以为两个、三个或者更多，其具体数量可根据实际情况进行灵活设置，本实施例对此不作限制。
每个所述第二导流槽1212与所述金属盘面120具有相同的圆心，也即，每个所述第二导流槽1212平行于所述金属盘面120的圆周。如此，每个所述第一导流槽1211与各所述第二导流槽1212连通。
请再次参阅图2，多个所述第一导流槽1211与多个所述第二导流槽1212之间相互交错，构成多个交叉点。每个所述交叉点所在位置可以开设有一个所述导流孔122，所述金属盘面120的圆心位置，也即，多个所述第一导流槽1211的交叉点所在位置也可以开设有一个所述导流孔122。
由于各导流孔122贯穿所述柔性层130和抛光模层140，因而，金属盘面120上的抛光液能够很容易地进入导流槽121，并通过导流槽121底部的导流孔122抵达所述抛光模层140的底部，也即，所述数控抛光盘100的底部，以使所述抛光模层140携带抛光液中的抛光颗粒去除工件表面材料。需要说明的是，所述导流槽121和导流孔122的尺寸可以根据所述金属盘面120的实际大小进行灵活设置，本实施例对此不做限制。例如，所述导流槽121的宽度可以为3mm，深度可以为1mm，所述导流孔122的直径可以为3mm。
请结合参阅图3和图4，图3是本发明实施例提供的一种金属盘架110的结构示意图，图4是图3所示金属盘架110在所述金属盘面120的安装示意图。
其中，所述金属盘架110用于将所述数控抛光盘100连接于抛光机构。根据实际需求，所述金属盘架110可以与抛光机构的球头顶针铰链接，所述金属盘架110可以通过螺钉与所述金属盘面120可拆卸连接，以便于将所述金属盘架110拆卸下来。
在本实施例中，可选地，所述金属盘架110可以包括盘架本体和多根支杆112。所述盘架主体111可以为圆柱状，所述多根支杆112远离所述盘架主体111的一端为L状。每根所述支杆112的L状端部与所述金属盘面120通过螺钉可拆卸连接，使所述盘架主体111的底部与所述金属盘面120之间存在间隔。也即，所述盘架主体111悬空设置于所述金属盘面120远离柔性层130的一端。
如此，使得喷洒于金属盘面120的抛光液更容易进入所述导流槽121和导流孔122，同时，也使得数控抛光盘100的清洗更加便捷，从而避免抛光粉沉积于导流槽121。
需要说明的是，所述盘架主体111的形状与所述数控抛光盘100应用的抛光机构相匹配，本实施例对此并不限制。如此，通过更换盘架主体111即可使所述数控抛光盘100应用于不同的抛光机构，方便又快捷。
例如图3所示的盘架主体111，所述盘架主体111为圆柱状，所述盘架主体111远离所述金属盘面120的一端开设有内孔槽。所述内孔槽横贯所述盘架主体111，将所述盘架主体111分割成一U型结构，所述U型结构包括一底面1111和连接于所述底面1111两端的弧形侧壁1112，所述底面1111的高度可以与所述多根支杆112的背离所述金属盘面120的表面相平。
在本实施例中，可选地，所述柔性层130可以由弹性材料制成，所述弹性材料可以为橡胶或泡沫材料。如此，在抛光压力的作用下，所述柔性层130会产生形变，从而使设置于所述柔性层130表面的抛光模层140跟随所述柔性层130形变，最终与待加工元件的表面完全吻合。无论所述待加工元件的表面为平面、球面或者非球面，所述抛光模层140都能与其相吻合，从而达到更好的材料去除效果。
根据实际需求，所述柔性层130的厚度可以根据数控抛光盘100的大小以及待加工元件的顶点曲率半径大小进行调整，本实施例对此不作限制。
可选地，如图5所示，本实施例中，所述抛光模层140可以包括形如所述柔性层130的圆片141以及设置于所述圆片141表面的多个凸起142。其中，所述圆片141的厚度为1～3mm，粘贴于所述柔性层130背离所述金属盘面120的表面。所述凸起142为矩形凸起142，所述多个凸起142间隔设置于所述圆片141背离所述柔性层130的一面。根据实际需求，所述抛光模层140可以由聚氨酯、抛光布或抛光沥青等材料制成，用于携带抛光液中的抛光颗粒在一定压力和速度下去除待加工元件表面的材料。
可选地，本实施例中，开设于所述金属盘面120的每个所述导流孔122贯穿于所述柔性层130和抛光模层140，所述柔性层130和抛光模层140上的导流孔122可以采用开孔器进行开设。
可选地，在本发明实施例中，所述数控抛光盘100可以应用于抛光机构。其中，所述数控抛光盘100通过所述金属盘架110与抛光机构的球头顶针铰链接。
本发明较佳实施例还提供一种抛光工艺，所述抛光工艺采用本发明实施例提供的数控抛光盘100对待加工元件进行抛光。
综上所述，本发明实施例提供的数控抛光盘100及抛光工艺，通过在金属盘面120开设导流槽121和导流孔122，实现抛光液向数控抛光盘100底部的主动供给，提高了待加工元件表面材料去除的稳定性和数控抛光的确定性，进而提高了待加工元件的加工精度和加工效率。
进一步地，通过将金属盘架110设置为支杆112结构，更加便于抛光液进入导流槽121和导流孔122，同时也更加便于数控抛光盘100的清洗。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”，“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有规定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征的水平高度在高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征的正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征的水平高度小于第二特征。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数控抛光盘，其特征在于，包括自上而下依次设置的金属盘架、金属盘面、柔性层和抛光模层，所述金属盘面、柔性层和抛光模层的中心位于同一直线，所述金属盘面和抛光模层紧贴所述柔性层设置，所述金属盘架可拆卸连接于所述金属盘面，所述数控抛光盘通过所述金属盘架连接于抛光机构；
所述金属盘面开设有导流槽，所述导流槽的底部开设有导流孔，所述导流孔贯穿所述柔性层和抛光模层，使流动于金属盘面的抛光液通过所述导流槽和导流孔到达所述抛光模层的底部。
2.根据权利要求1所述的数控抛光盘，其特征在于，所述金属盘面为圆盘状，所述导流槽包括多个第一导流槽和多个第二导流槽，所述多个第一导流槽和所述多个第二导流槽相互连通；所述多个第一导流槽沿所述金属盘面的径向设置，所述多个第二导流槽沿所述金属盘面的环向设置。
3.根据权利要求2所述的数控抛光盘，其特征在于，每个所述第一导流槽与每个所述第二导流槽的交点处开设有一个所述导流孔，所述导流槽与所述金属盘面的中心相对的位置开设有一个所述导流孔。
4.根据权利要求1～3任一项所述的数控抛光盘，其特征在于，所述导流槽的宽度为3mm，深度为1mm，所述导流孔的直径为3mm。
5.根据权利要求1所述的数控抛光盘，其特征在于，所述金属盘架包括盘架本体和多根支杆，所述盘架本体包括盘架主体以及多根支杆；
所述盘架主体为圆柱状，所述多根支杆间隔设置于所述盘架主体靠近所述金属盘面一端的外周面，每根所述支杆远离所述盘架主体的一端为L状；每根所述支杆的L状端部与所述金属盘面可拆卸连接，使所述盘架主体的底部与所述金属盘面之间存在间隔。
6.根据权利要求1所述的数控抛光盘，其特征在于，所述柔性层由弹性材料制成。
7.根据权利要求6所述的数控抛光盘，其特征在于，所述弹性材料包括橡胶或泡沫材料。
8.根据权利要求1所述的数控抛光盘，其特征在于，所述抛光模层由聚氨酯、抛光布或抛光沥青中的一种制成。
9.根据权利要求1所述的数控抛光盘，其特征在于，所述金属盘架通过螺钉与所述金属盘面可拆卸连接。
10.一种抛光工艺，其特征在于，所述抛光工艺使用权利要求1～8任一项所述的数控抛光盘对待加工元件进行抛光。
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