CN110153839B - 全口径抛光浸没式元件加工装置、加工方法及抛光机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及全口径抛光浸没式元件加工装置、加工方法及抛光机，其中全口径抛光浸没式元件加工装置包括：工件盘，工件盘中部限定出一个浸没室，浸没室用于浸没加工中的元件；及抛光液输送泵，抛光液输送泵出液端通过抛光液输送管连接至浸没室上方喷射抛光液；其进液端与抛光液储液桶连接。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种全口径抛光浸没式元件加工装置，将元件放置在浸没室内，抛光液输送泵供液，抛光液由浸没室顶部流入，抛光液与加工中的元件各表面传导热量，从而有利于改善元件内部的温度分布均匀性，降低非均匀温度分布引起的变形。

Description

全口径抛光浸没式元件加工装置、加工方法及抛光机

技术领域

本发明涉及光学元件加工技术领域，更具体的说是涉及全口径抛光浸没式元件加工装置、加工方法及抛光机。

背景技术

全口径抛光是加工大口径平面光学元件的关键技术之一。全口径抛光机床通常采用大尺寸、高热稳定性的天然花岗岩制成抛光盘基盘，基盘表面浇制环形的沥青胶层作为抛光盘。沥青抛光盘的环带表面依次放有修正盘和工件盘，其中修正盘用于修正和控制抛光盘的形状误差，而工件盘则用于把持元件。加工时抛光盘、修正盘、工件盘均以一定的转速绕逆时针方向匀速旋转，放在工件盘内的光学元件在沥青抛光盘及其承载的抛光颗粒作用下产生材料去除从而形成光学表面。

抛光过程中，元件与抛光盘进行相对运动，它们之间的摩擦作用过程产生热量，产生的热量从元件的抛光表面进入元件内部，并从元件的各个表面散发出去，从而在元件内部形成非均匀温度场引起元件产生变形。元件完成加工下盘恒温以后，非均匀温度场转变为均匀温度场，元件的变形得到恢复，从而极大恶化了加工的元件面形。

因此，如何提供一种元件加工过程中保持元件处于均匀的温度场中的加工装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了全口径抛光浸没式元件加工装置，解决了现有技术中元件加工过程中温度场不均匀导致元件产生变形从而恶化元件面形的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

全口径抛光浸没式元件加工装置，包括：

工件盘，工件盘中部限定出一个浸没室，浸没室用于浸没加工中的元件；

及抛光液输送泵，抛光液输送泵出液端通过抛光液输送管连接至浸没室上方喷射抛光液；其进液端与抛光液储液桶连接。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种全口径抛光浸没式元件加工装置，将元件放置在浸没室内，抛光液输送泵供液，抛光液由浸没室顶部流入，抛光液与加工中的元件各表面传导热量，从而有利于改善元件内部的温度分布均匀性，降低非均匀温度分布引起的变形。

优选地，抛光液输送管上设置有流量调节开关；通过抛光液输送管的流量调节开关即可调节供液流量，从而确保浸没室内的抛光液浸没元件并保持一定深度。

优选地，浸没室中安装有工作框和背板；工作框和背板中部均限定有加工孔；其中工作框外部形状与浸没室内部形状适配，背板固定于工作框上。工作框和背板的形状尺寸根据元件的尺寸进行加工。

优选地，还包括通过多个竖直上板和多个水平下板构成截面为L形的挡框，挡框对应固定于背板的加工孔处，多个水平下板构成的空间夹持元件。L形的挡框阻挡抛光液流出工件孔，从而在工件孔内形成浸没式加工环境，放在工件孔内的光学元件在加工过程中处于浸没式加工状态。由于抛光盘表面开有沟槽，实际加工时工件孔内的抛光液仅可通过工作框下方的沟槽缓慢流出工作孔。

优选地，竖直上板的顶端面高于安装后的元件顶部大于40mm；保证元件全部浸没于加工孔内，且保持在一定深度。

优选地，背板顶部设置有操作把手，方便移动背板。

优选地，工作框底部工作面平面度小于5μm；从而确保工作框工作面与抛光盘工作面贴合良好。

本发明还提供了一种抛光机，包括上述全口径抛光浸没式元件加工装置，工件盘外圆周上设置有与抛光机驱动齿轮啮合的同步带。

优选地，抛光盘外壁下方设置有抛光液收集槽，抛光液收集槽位于抛光液储液桶上部；抛光液输送泵的回液端连接至抛光液收集槽内。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种抛光机，采用上述全口径抛光浸没式元件加工装置进行加工时，将工件盘放在全口径抛光机床的抛光盘的加工工位上，将待加工光学元件放在工作框的工件孔内。开启全口径抛光机床，抛光盘和工件盘开始匀速旋转，同时工件盘带动工作框和光学元件进行旋转运动。将配制好的抛光液盛入抛光液储液桶中，开启抛光液输送泵，抛光液储液桶中的抛光液经过抛光液输送泵、抛光液输送管和流量调节开关最终供给到工件孔内，工件孔边缘的L形挡框将阻挡抛光液流出工件孔，从而在工件孔内形成浸没式加工环境，放在工件孔内的光学元件在加工过程中处于浸没式加工状态。由于抛光盘表面开有沟槽，实际加工时工件孔内的抛光液仅可通过工作框下方的沟槽缓慢流出工作孔，通过抛光液输送管的流量调节开关即可调节供液流量，从而确保工件孔内的抛光液浸没元件达到和保持一定深度。

本发明还提供了一种全口径抛光浸没式元件加工方法，包括以下步骤：

将元件放置在浸没室内，抛光液输送泵供液，抛光液由浸没室顶部流入，启动抛光机，抛光盘匀速旋转，同时驱动齿轮通过同步带带动工件盘均速旋转，元件与抛光盘接触并进行相对运动，抛光液与元件各表面传导热量。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种全口径抛光浸没式元件加工方法，元件处于抛光液的浸没式环境中，抛光液与元件各个表面进行传热并带走热量，从而有利于改善元件内部的温度分布均匀性，降低非均匀温度分布引起的变形。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的全口径抛光浸没式元件加工装置安装于抛光机上的工作状态示意图；

图2附图为本发明提供的全口径抛光浸没式元件加工装置的元件、工作框、背板和挡框的爆炸图。

具体实施方式

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楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

本发明实施例公开了全口径抛光浸没式元件加工装置，解决了现有技术中元件加工过程中温度分布不均导致元件产生变形从而恶化元件面形的技术问题。

参见附图1，提供了全口径抛光浸没式元件加工装置，包括：

工件盘100，工件盘100中部限定出一个浸没室110，浸没室110用于浸没加工中的元件200；

及抛光液输送泵300，抛光液输送泵300出液端通过抛光液输送管310连接至浸没室110上方喷射抛光液；其进液端与抛光液储液桶400连接。

本发明公开提供了一种全口径抛光浸没式元件加工装置，将元件放置在浸没室内，抛光液输送泵供液，抛光液由浸没室顶部流入，抛光液与加工中的元件各表面传热并带走热量，从而有利于改善元件内部的温度分布均匀性，降低非均匀温度分布引起的变形。

有利的是，上述实施例中抛光液输送管310上设置有流量调节开关311；通过抛光液输送管的流量调节开关即可调节供液流量，从而确保浸没室内的抛光液浸没元件并保持一定深度。

更有利的是，参见附图2，浸没室110中安装有工作框111和背板112；工作框111和背板112中部均限定有加工孔；其中工作框111外部形状与浸没室110内部形状适配，背板112固定于工作框111顶部；其中，工作框和背板的形状尺寸根据元件的尺寸进行加工。

在本发明提供的另一个实施例中，还包括通过多个竖直上板和多个水平下板构成截面为L形的挡框113，挡框113对应固定于背板112的加工孔处，多个水平下板构成的空间夹持元件。L形的挡框阻挡抛光液流出工件孔，从而在工件孔内形成浸没式加工环境，放在工件孔内的光学元件在加工过程中处于浸没式加工状态。由于抛光盘表面开有沟槽，实际加工时工件孔内的抛光液仅可通过工作框下方的沟槽缓慢流出工作孔。

更有利的是，竖直上板的顶端面高于安装后的元件顶部大于40mm；保证元件全部浸没于加工孔内，且保持在一定深度。

在本发明的另一个实施例中，背板112顶部设置有操作把手114，方便移动背板。

在上述各实施例中，工作框111底部工作面平面度小于5μm；从而确保工作框工作面与抛光盘工作面贴合良好。

本发明还提供了一种抛光机，参见附图1，包括上述的全口径抛光浸没式元件加工装置，工件盘100外圆周上设置有与抛光机驱动齿轮500啮合的同步带。实施例中环形抛光盘的外径和内径分别为2000mm、600mm；抛光盘外壁下方设置有抛光液收集槽600，抛光液收集槽600位于抛光液储液桶400上部；抛光液输送泵300的回液端连接至抛光液收集槽600内。

本发明公开提供了一种抛光机，采用上述全口径抛光浸没式元件加工装置进行加工时，将工件盘放在全口径抛光机床的抛光盘的加工工位上，将待加工光学元件放在工作框的工件孔内。开启全口径抛光机床，抛光盘和工件盘开始匀速旋转，同时工件盘带动工作框和光学元件进行旋转运动。将配制好的抛光液盛入抛光液储液桶中，开启抛光液输送泵，抛光液储液桶中的抛光液经过抛光液输送泵、抛光液输送管和流量调节开关最终供给到工件孔内，工件孔边缘的L形挡框将阻挡抛光液流出工件孔，从而在工件孔内形成浸没式加工环境，放在工件孔内的光学元件在加工过程中处于浸没式加工状态。由于抛光盘表面开有沟槽，实际加工时工件孔内的抛光液仅可通过工作框下方的沟槽缓慢流出工作孔，通过抛光液输送管的流量调节开关即可调节供液流量，从而确保工件孔内的抛光液浸没元件达到和保持一定深度。

本发明还提供了一种全口径抛光浸没式元件加工方法，包括以下步骤：

将元件放置在浸没室内，抛光液输送泵供液，抛光液由浸没室顶部流入，启动抛光机，抛光盘匀速旋转，同时驱动齿轮通过同步带带动工件盘均速旋转，元件与抛光盘接触并进行相对运动，抛光液与元件各表面传热并带走热量。本发明公开提供了一种全口径抛光浸没式元件加工方法，元件处于抛光液的浸没式环境中，抛光液与元件各个表面进行传热并带走热量，从而有利于改善元件内部的温度分布均匀性，降低非均匀温度分布引起的变形。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.全口径抛光浸没式元件加工装置，其特征在于，包括：

工件盘（100），所述工件盘（100）中部限定出一个浸没室（110），所述浸没室（110）用于浸没加工中的元件（200）；

及抛光液输送泵（300），所述抛光液输送泵（300）出液端通过抛光液输送管（310）连接至所述浸没室（110）上方喷射抛光液；其进液端与抛光液储液桶（400）连接；

所述浸没室（110）中安装有工作框（111）和背板（112）；所述工作框（111）和所述背板（112）中部均限定有加工孔；其中所述工作框（111）外部形状与所述浸没室（110）内部形状适配，所述背板（112）固定于所述工作框（111）上；

还包括通过多个竖直上板和多个水平下板构成截面为L形的挡框（113），所述挡框（113）对应固定于所述背板（112）的加工孔处，多个所述水平下板构成的空间夹持元件，L形的所述挡框（113）阻挡抛光液流出加工孔，位于加工孔内的元件（200）在加工过程中处于浸没式加工状态，由于抛光盘表面开有沟槽，加工时加工孔内的抛光液仅能通过所述工作框（111）下方的沟槽缓慢流出加工孔；

所述竖直上板的顶端面距安装后的元件顶部高度大于40mm；

所述背板（112）顶部设置有操作把手（114）；

加工时，将所述工件盘（100）放在全口径抛光机床的抛光盘的加工工位上，将待加工的元件（200）放在工作框（111）的加工孔内，开启全口径抛光机床，抛光盘和所述工件盘（100）开始匀速旋转，同时所述工件盘（100）带动所述工作框（111）和所述元件（200）进行旋转运动。

2.根据权利要求1所述的全口径抛光浸没式元件加工装置，其特征在于，所述抛光液输送管（310）上设置有流量调节开关（311）。

3.根据权利要求1所述的全口径抛光浸没式元件加工装置，其特征在于，所述工作框（111）底部工作面平面度小于5μm。

4.一种抛光机，其特征在于，包括如权利要求1-3任一项所述的全口径抛光浸没式元件加工装置，所述工件盘（100）外圆周上设置有与抛光机驱动齿轮（500）啮合的同步带。

5.根据权利要求4所述的一种抛光机，其特征在于，抛光盘外壁下方设置有抛光液收集槽（600），所述抛光液收集槽（600）位于所述抛光液储液桶（400）上部；所述抛光液输送泵（300）的回液端连接至所述抛光液收集槽（600）内。

6.一种使用如权利要求4或5所述的抛光机的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：将元件放置在浸没室内，抛光液输送泵供液，抛光液由浸没室顶部流入，启动抛光机，抛光盘匀速旋转，同时驱动齿轮通过同步带带动工件盘均速旋转，元件与抛光盘接触并进行相对运动，抛光液与元件各表面传导热量。