CN107443200B - 一种铣磨用真空吸附调节台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型的铣磨用可真空吸附的调节台。从提高铣磨过程中工件定位精度的角度出发，设计了一种真空吸附的调节台，在保证真空吸附力的前提下，实现了对待铣磨元件的角度微调，并能够确保不同口径元件的径向精确定位。该调节台可以方便的在铣磨机上工作，替换掉通用的真空吸附夹具；为工件的铣磨初始位置增加一个可调可控的角度调整自由度，补偿真空吸附过程中(尤其是O型密封圈)的轴向不均匀变形，提高铣磨的定位精度，并进一步保证铣磨精度。该发明能够实现对光学元件的高精度重复定位，有利于探索铣磨工艺参数对铣磨加工过程的影响规律，在平行度、同心度、边厚差等指标有特殊要求的光学元件的铣磨应用中有着巨大优势。

Description

一种铣磨用真空吸附调节台

所属技术领域

本发明属于光学加工设备领域，特别涉及铣磨机的工件安装调节台。

背景技术

目前，传统铣磨机的光学元件固定通常会采用真空吸附的方式。该方式有助于实现光学元件的快速装卸；而且由于在这种方式中密封圈与光学元件是软接触，所以保证了光学元件表面零损伤。但也正是因为这种软接触的方式，也导致了光学元件位置在吸附前后会产生径向和轴向的不均匀误差，这使得铣磨平面光学元件的平行度难以保证，并导致球面和非球面铣磨顶点位置产生变动，降低铣磨精度。而且由于铣磨不可能一步完成，中间总要有检测环节穿插进行，真空吸附的软接触会增大每次铣磨后元件固定位置的不确定性。这些都不利于光学元件的高精度铣磨。有必要在保证真空吸附便捷操作的基础上，对铣磨设备的工装台进行改造创新，为高精度球面、非球面和自由曲面的铣磨工作提供保障。

发明内容

为满足高精度铣磨过程对光学元件倾斜度和重复位置精度的要求，针对通用铣磨设备的真空吸附功能，专门设计了一套调整机构。该机构保持了光学元件与密封圈的柔性接触，能够保证足够的真空吸附力；并在此基础上，提供了对光学元件倾角和位置的调整功能，能够适应不同口径平面镜、球面镜和非球面镜的铣磨。

一种真空吸附调节台，包括平板状的工件安装台和连接座，工件安装台上表面中心部位设有通孔A，且于通孔A外侧的工件安装台上表面上设有1个或2个以上的用于放置O型密封圈的环状凹槽，2个以上的环状凹槽于工件安装台上表面依次间隔排布，通孔A处于环状凹槽所围绕的区域中部；

连接座上部为平板状结构、下部为柱状结构，柱状结构上端固接于平板状结构下表面的中部，于平板状结构上表面中部设有凹腔，于凹腔底部设有通孔B；于柱状结构的上端面中部设有沉孔，于沉孔底部设有通孔C；通孔B与柱状结构上的沉孔相连通；

工件安装台置于连接座上方，工件安装台下表面与连接座平板状结构上表面相连接，平板状结构上的凹槽与通孔A相连通；

还包括一二端开口的胶管，胶管置于连接座柱状结构的凹槽内，胶管上开口端经通孔B和连接座平板状结构的凹槽伸入至通孔A内，胶管下开口端经通孔C伸出至连接座外部，于胶管的二开口端均分别穿套有一中空的环状胶管密封盖，胶管上开口端的胶管密封盖通过小O型密封圈与工件安装台下表面密闭连接；胶管下开口端的胶管密封盖通过小O型密封圈与连接座柱状结构的下端面密闭连接；

还包括三个以上的为光学元件供径向定位的挡块，挡块为长条状块体，沿块体长度方向开设有长条状通孔，工件安装台上表面靠近通孔A的环状凹槽为第一环状凹槽，于远离通孔A的第一环状凹槽的工件安装台上表面的非环状凹槽区域设有三个以上的带内螺纹的盲孔，三个以上的螺钉分别穿过挡块的长条状通孔与盲孔螺合，光学元件置于通孔A上开口端，光学元件通过挡块定位于工件安装台上表面上方，工件安装台上表面至少一个环状凹槽处于光学元件于工件安装台上表面的投影区域内。

于工件安装台通孔A的下开口端设有一个环状凸台，小O型密封圈置于环状凸台与胶管密封盖之间，胶管密封盖通过螺钉与工件安装台下表面固接；

于连接座柱状结构的下端面设有一个环状凸台，通孔C处于环状凸台所围绕的区域内，小O型密封圈置于环状凸台与胶管密封盖之间，胶管密封盖通过螺钉与连接座柱状结构的下端面固接。

所述胶管密封盖靠近环状凸台一侧与小O型密封圈接触处的内壁面为倒圆锥台面。

所述连接座平板状结构上均匀设有6个通孔；其中相间隔的三个通孔上设有内螺纹，其上螺合有紧定螺钉；另外三个相间隔的通孔上不设有内螺纹，其内穿套有螺钉，于工件安装台下表面设有与不设有内螺纹的三个通孔相对应的三个带内螺纹的盲孔，带内螺纹的盲孔与螺钉相螺合。

于工件安装台下表面与连接座平板状结构上表面间设有垫片环。

所述连接座柱状结构的外壁面与铣磨机的液压膨胀夹头相连接。

通孔A与1个或2个以上的环状凹槽同轴心设置。

光学元件置于工件安装台上表面通孔A上开口端处，于处于光学元件在工件安装台上表面投影区域内的一个环状凹槽中设有一个O型密封圈，三个以上的螺钉分别穿过挡块的长条状通孔与盲孔螺合，光学元件通过挡块定位于工件安装台上表面上方。

本发明所采用的技术方案是：将铣磨机与工件的连接结构设计成一个可分离的上下部分：上部为盘状零件，用以固定光学元件；下部下端的台阶轴与铣磨机固定，上端的台阶端面与上部盘状零件采用紧定螺钉和内六角螺钉固结；该两部分的内部从上到下以此贯穿有上密封环、塑胶管和下密封环。上下两部分通过调节紧定螺钉和内六角螺钉实现倾斜角度的调整；上部盘状零件的端面开有一系列密封槽，通过O型圈实现光学元件的真空吸附；在该系列密封槽之间开设有盲孔，用以固定挡块实现光学元件的径向定位；贯穿在上下部之间的上密封环、塑胶管和下密封环保证在角度调整过程中的真空压力。

本发明有以下特点：

1)、于连接座与工件安装台间的三个连接螺钉和三个紧定螺钉可以辅助实现工件安装台台面的角度微调，三个紧定螺钉提供一个三点接触的稳定接触平面，三个连接螺钉确保连接座和工件安装台紧密贴合,在角度调节过程中，光学元件无需下盘。

2)、工件安装台的角度微调功能可以调整工件待铣磨面的角度或补偿真空吸附下O型圈的周向不均匀误差，并且在整个调整过程中，设备对工件的真空吸附力不会发生变化，吸附稳定。

3)、不同口径的光学元件可以借助工件安装台上的某一条密封槽和对应尺寸的O形密封圈进行真空吸附轴向定位，三个位置可调的挡块实现光学元件的精确径向定位。

4)、连接座可以实现铣磨机工件轴与工件安装台的连接，在铣磨检测过程中，不必拆卸连接座，只需要释放真空吸附力即可实现光学元件的拿取。

配备该调节台的铣磨机，铣磨初始面的角度可调可控，元件装卸的重复定位精度高，尤其适合对平行度、同心度等有特殊要求的高精度铣磨工艺。

本发明的有益效果是：

1)与通用铣磨夹具相比，本发明集成了角度微调环节，能够补偿真空吸附压力下O型密封圈轴向变形分布不均的误差，保证铣磨平面的定位精度；并能够在角度调整的过程中实现柔性密封。

2)与通用铣磨夹具相比，本发明能够适应更多不同口径或形状的光学元件，只需要更换不同规格的O型密封圈即可。都能够在保证轴向定位的同时，能够对光学原件进行角度的微调。

3)与通用铣磨夹具相比，本发明对于铣磨检测后再行工装的工序有着更方便的实用性，对多种口径的光学元件轴向定位精确，重复定位精度高。

4)本发明可替代通用的铣磨夹具，更换方便，简单实用；能够保证在增加了角度微调功能的基础上，不破坏原有的任何功能，不改变工件的吸附状态。

5)与通用铣磨夹具相比，本发明增加的角度微调功能在平行度、同心度以及边厚差等指标要求严格的光学元件的精密铣磨过程中有着巨大优势。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一个实施例的结构剖面图。图中1.光学元件，2.O型密封圈，3.工件安装台，4.连接座，5.铣磨机液压膨胀夹头，6.小O型密封圈，7.胶管密封盖，8.胶管，9.挡块，10.垫片环。

图2是本发明实施例的一个立体视图。图中1.光学元件，3.工件安装台，5.铣磨机工件轴，9.挡块。

具体实施方式

以下将以附图为例，阐述本发明的内涵。本领域技术人员在本发明的基础上进行的任何非实质性改进和润色美化，均在本发明的范畴之内。

如图1所示的实施例，圆形光学元件1在三个均布的挡块9作用下，在工件安装台3上进行径向定位，圆盘形的工件安装台3的相应同心环状密封槽中放置相应尺寸的O型密封圈6，工件安装台3的下端连接胶管8，胶管8的上端贯穿小O型密封圈6并在胶管密封端盖7的压紧下实现密封，胶管8的下端贯穿小O型密封圈6，并穿出连接座4的下端面，在胶管密封端盖7的压紧下实现密封，垫片环10在工件安装台3和连接座4之间，缓冲两者之间的螺钉压力。工件安装台3相对于连接座4的角度微调通过均匀分布的三个内六角螺钉和三个紧定螺钉实现的：三个紧定螺钉三点接触，提供一个稳定的接触平面；三个内六角螺钉确保工件安装台3和连接座4的紧密贴合。

如图2所示的是是实施例的立体图，圆形光学元件1的径向定位通过三个挡块9实现，其轴向定位通过工件安装台3实现，整个调节台安装到铣磨机液压膨胀夹头5中，借助铣磨机的真空压力实现对光学元件的吸附。

结论

本发明从提高铣磨过程中工件定位精度的角度出发，设计了一种真空吸附的调节台，在保证真空吸附力的前提下，实现了对待铣磨元件的角度微调，并能够确保不同口径元件的径向精确定位。该调节台可以方便的在铣磨机上工作，替换掉通用的真空吸附夹具；为工件的铣磨初始位置增加一个可调可控的角度调整自由度，补偿真空吸附过程中(尤其是O型密封圈)的轴向不均匀变形，提高铣磨的定位精度，并进一步保证铣磨精度。该发明能够实现对光学元件的高精度重复定位，有利于探索铣磨工艺参数对铣磨加工过程的影响规律，在平行度、同心度、边厚差等指标有特殊要求的光学元件的铣磨应用中有着巨大优势。

Claims (6)

1.一种真空吸附调节台，包括平板状的工件安装台(3)和连接座（4），其特征是：

工件安装台上表面中心部位设有通孔A，且于通孔A外侧的工件安装台上表面上设有1个或2个以上的用于放置O型密封圈（2）的环状凹槽，2个以上的环状凹槽于工件安装台上表面依次间隔排布，通孔A处于环状凹槽所围绕的区域中部；

连接座（4）上部为平板状结构、下部为柱状结构，柱状结构上端固接于平板状结构下表面的中部，于平板状结构上表面中部设有凹腔，于凹腔底部设有通孔B；于柱状结构的上端面中部设有沉孔，于沉孔底部设有通孔C；通孔B与柱状结构上的沉孔相连通；

工件安装台(3)置于连接座（4）上方，工件安装台(3)下表面与连接座（4）平板状结构上表面相连接，平板状结构上的凹槽与通孔A相连通；

还包括一二端开口的胶管（8），胶管（8）置于连接座（4）柱状结构的凹槽内，胶管上开口端经通孔B和连接座（4）平板状结构的凹槽伸入至通孔A内，胶管下开口端经通孔C伸出至连接座（4）外部，于胶管的二开口端均分别穿套有一中空的环状胶管密封盖（7），胶管上开口端的胶管密封盖通过小O型密封圈（6）与工件安装台(3)下表面密闭连接；胶管下开口端的胶管密封盖通过小O型密封圈（6）与连接座（4）柱状结构的下端面密闭连接；

还包括三个以上的为光学元件（1）提供径向定位的挡块（9），挡块（9）为长条状块体，沿块体长度方向开设有长条状通孔，工件安装台上表面靠近通孔A的环状凹槽为第一环状凹槽，于远离通孔A的第一环状凹槽的工件安装台上表面的非环状凹槽区域设有三个以上的带内螺纹的盲孔，三个以上的螺钉分别穿过挡块（9）的长条状通孔与盲孔螺合，光学元件（1）置于通孔A上开口端，光学元件（1）通过挡块（9）定位于工件安装台上表面上方，工件安装台上表面至少一个环状凹槽处于光学元件（1）于工件安装台上表面的投影区域内；

所述连接座（4）平板状结构上均匀设有6个通孔；其中相间隔的三个通孔上设有内螺纹，其上螺合有紧定螺钉；另外三个相间隔的通孔上不设有内螺纹，其内穿套有螺钉，于工件安装台(3)下表面设有与不设有内螺纹的三个通孔相对应的三个带内螺纹的盲孔，带内螺纹的盲孔与螺钉相螺合；

于工件安装台(3)下表面与连接座（4）平板状结构上表面间设有垫片环（10）。

2.根据权利要求1所述的真空吸附调节台，其特征是：

于工件安装台通孔A的下开口端设有一个环状凸台，小O型密封圈（6）置于环状凸台与胶管密封盖之间，胶管密封盖通过螺钉与工件安装台下表面固接；

于连接座（4）柱状结构的下端面设有一个环状凸台，通孔C处于环状凸台所围绕的区域内，小O型密封圈（6）置于环状凸台与胶管密封盖之间，胶管密封盖通过螺钉与连接座（4）柱状结构的下端面固接。

3.根据权利要求2所述的真空吸附调节台，其特征是：所述胶管密封盖靠近环状凸台一侧与小O型密封圈接触处的内壁面为倒圆锥台面。

4.根据权利要求1所述的真空吸附调节台，其特征是：所述连接座柱状结构的外壁面与铣磨机的液压膨胀夹头（5）相连接。

5.根据权利要求1所述的真空吸附调节台，其特征是：通孔A与1个或2个以上的环状凹槽同轴心设置。

6.根据权利要求1所述的真空吸附调节台，其特征是：光学元件（1）置于工件安装台上表面通孔A上开口端处，于处于光学元件（1）在工件安装台上表面投影区域内的一个环状凹槽中设有一个O型密封圈（2），三个以上的螺钉分别穿过挡块（9）的长条状通孔与盲孔螺合，光学元件（1）通过挡块（9）定位于工件安装台上表面上方。