CN110788699A - 抛光盘及抛光系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了抛光盘及抛光系统，涉及光学元件精密加工技术领域。一种抛光盘，抛光盘的内部具有用于储存抛光液的储存腔，抛光盘的抛光面开设有出液口，出液口通过设置于抛光盘内部的通道与储存腔连通。该抛光盘的储存腔内储存有抛光液，在抛光时，抛光盘的抛光层与元件紧密接触，同时抛光液通过出液口流出，实现抛光液在抛光时均匀分布在元件表面，避免多次停止抛光再喷洒抛光液，提高抛光效率。由于抛光液由储存腔经由出液口流出，使得不同出液口流出的抛光液量和压力大致相等，有助于元件表面的抛光液分布均匀。
Description
技术领域
本申请涉及光学元件精密加工技术领域，具体而言，涉及抛光盘及抛光系统。
背景技术
共形抛光主要通过抛光盘带动抛光液中的磨粒实现元件表面材料的去除。含有抛光磨粒的抛光液的质量对于光学元件加工的效率和质量起到至关重要的作用。由于共形抛光工作原理的限制，抛光盘在较大压力的作用下与元件紧密贴合，无法在抛光过程中添加抛光液。为了防止抛光过程中由于抛光液缺少造成元件表面温度过高，人为地在元件表面添加抛光液，且单次抛光时间较短。加工效率低，而且会造成元件表面质量下降。
发明内容
本申请的目的在于提供一种抛光盘及抛光系统，以改善现有的抛光液分布不均匀的技术问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种抛光盘，适用于与回转盘配合以对待抛光元件进行抛光，抛光盘的内部具有用于储存抛光液的储存腔，抛光盘的抛光面开设有出液口，出液口通过设置于抛光盘内部的通道与储存腔连通。
该抛光盘的储存腔内储存有抛光液，在抛光时，抛光盘的抛光面与待抛光元件紧密接触，抛光的同时抛光液由储存腔通过出液口流出，实现抛光液在抛光时流至抛光元件的抛光位置，避免多次停止抛光以向抛光位置喷洒抛光液，提高抛光效率。
在一种可能的实现方式中，抛光盘的抛光面为圆形面，抛光面开设有多个出液口，多个出液口沿抛光面的径向分布。
由于抛光液经由出液口流出，使得多个出液口流出的抛光液量和压力大致相等，有助于待抛光元件表面的抛光液的均匀分布。出液口沿抛光面的径向分布，使得待抛光元件与抛光盘相对运动时，抛光液可以均匀的分布在待抛光元件的表面。
在一种可能的实现方式中，多个出液口中的至少两个位于抛光面的不同圆周上。
该结构进一步提高抛光液在待抛光元件的均匀分布。
在一种可能的实现方式中，抛光盘包括依次固定连接的本体、柔性层和抛光层，柔性层固定于本体靠近回转盘一侧的表面，抛光层背离柔性层的表面为抛光面。
由于本体为刚性材质，因此本体可以在外力作用下使得抛光层与待抛光元件紧密贴合。当待抛光元件表面较为不规则时，柔性层可以保证抛光层与待抛光元件紧密贴合，保证对抛光元件进行全面的抛光。
在一种可能的实现方式中，本体包括可拆卸连接的第一壳体和第二壳体，第一壳体盖设于第二壳体且位于第二壳体的上方，第一壳体的底面设有第一凹槽，第二壳体的顶面设有与第一凹槽相匹配的第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽形成储存腔。抛光盘还包括密封件，第一壳体的底面和/或第二壳体的顶面设有密封槽，密封件设置于密封槽内。
由于储存腔用于储存抛光液，为了避免抛光液从第一壳体和第二壳体的连接处流出，本申请采用密封件对第一壳体和第二壳体的连接处进行密封。
在一种可能的实现方式中，储存腔的内部设有过滤网，过滤网设置于第一凹槽和第二凹槽之间。
由于抛光液一般以一定的压力和流速输送至储存腔及流出出液口，因此在流动过程中难免会带有微小的颗粒及杂质。而抛光盘的出液口及出液通道的口径较细，容易出现堵塞出液口、出液通道的情况，导致抛光液分布的不均匀。为了避免该情况，储存腔的内部设有过滤网。
在一种可能的实现方式中，过滤网的孔径为0.5-1.5微米。
该结构的过滤网可以有效的对流入抛光盘的抛光液进行二次过滤。
第二方面，提供了一种抛光系统，包括驱动装置、输液组件、回转盘和上述抛光盘，输液组件与抛光盘连接且与储存腔连通，用于向储存腔输送液体，回转盘的元件安装面与抛光盘的抛光盘正对设置，驱动装置与抛光盘连接，使抛光盘与回转盘保持预设距离。
该抛光系统替代了现有的抛光液人工添加的方式，降低了工人的劳动强度，节省了人工成本，可以令抛光液分布更加均匀，在提高了加工效率的同时可以改善元件表面质量。该抛光系统具有实现容易、操作简便的优点。
在一种可能的实现方式中，输液组件包括泵，用于按预设输送量向储存腔内输送抛光液。
由于抛光盘与待抛光元件在较大压力的作用下紧密贴合，因此输液组件在输送抛光液时采用泵对抛光液提供一定的作用力，保证抛光液可以从出液口中流出。
在一种可能的实现方式中，抛光盘设有压力表，用于监测储存腔内的液压。
为了保证抛光液从出液口顺利流出，需要对抛光液压力进行监测。设置压力表可以监控抛光液的输出压力，同时可以随时调控抛光液的输出压力以满足不同的抛光需求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的某些实施例，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为本申请实施例提供的抛光系统的第一视角的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的抛光盘的剖视图；
图3为本申请实施例提供的抛光盘的抛光面结构示意图；
图4为本申请实施例提供的抛光系统的第二视角结构示意图；
图5为本申请实施例提供的抛光系统的第三视角结构示意图；
图6为本申请实施例提供的抛光系统的第四视角结构示意图。
图标：100-抛光盘；101-抛光面；102-出液口；103-进液口；104-进液通道；105-出液通道；110-本体；111-储存腔；112-第一壳体；113-第二壳体；114-第一凹槽；115-第二凹槽；116-内六角螺栓组；117-密封槽；118-密封件；120-柔性层；130-抛光层；140-压力表；150-过滤网；200-抛光系统；201-待抛光元件；210-输液组件；211-输送管组；212-管接头组；213-三通管接头；220-回转盘；230-抛光液槽；240-回收组件；241-回收管；242-回收管接头；250-抛光液贮存器；251-输送腔；252-回收腔。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“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，或者是该申请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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。
请参照图1、图2，图1为本实施例提供的抛光系统200的第一视角的结构示意图，图2本申请实施例提供的抛光盘100的剖视图。
本实施例提供一种抛光盘100，适用于与回转盘220配合以对待抛光元件201进行抛光。在本申请的部分实施例中，抛光盘100用于共形抛光，抛光盘100的抛光面101与待抛光形状相匹配。在本申请实施例中，抛光盘100为圆盘，抛光面101为圆形平面。在本申请的其他实施例中，抛光面101可以为其他形状的平面或是凹面或凸面，本申请对其不做限定。
抛光盘100包括本体110、柔性层120和抛光层130，柔性层120和抛光层130依次固定于本体110用于抛光的作用面，抛光层130的作用面为抛光面101。在本实施例中，本体110为圆盘结构，柔性层120固定于本体110的底面且与底面形状相同，抛光层130固定于柔性层120且与本体110的底面形状相同。本体110为刚性材质；柔性层120为硬度较低、具有一定柔性的软质材料，如氯丁橡胶和改性硅氧烷。抛光层130为沥青层或聚氨酯层，抛光层130为沥青层时，可以通过沥青融化的形式添加到柔性层120的下表面。本申请实施例中的抛光盘100的柔性层120和沥青层可以针对不同加工条件选择相应的材质和厚度，以满足抛光要求。
抛光盘100在进行抛光时，抛光层130与待抛光元件201紧密贴合，抛光盘100与带抛光元件相对运动进行抛光。由于本体110为刚性材质，因此本体110可以在外力作用下使得抛光层130与待抛光元件201紧密贴合。当待抛光元件201表面较为不规则时，柔性层120可以保证抛光层130与待抛光元件201紧密贴合，进而保证抛光品质。
现有的共形抛光由于工作原理的限制，抛光盘100在较大的压力作用下与待抛光元件201紧密贴合，无法在抛光过程中添加抛光液。操作人员需要多次停止抛光进行抛光液的添加，导致抛光效率的降低，影响抛光质量。本申请发明人针对现有技术的缺陷，对抛光盘100的结构进行了改进。
抛光盘100的本体110的内部具有用于储存抛光液的储存腔111，抛光盘100的抛光面101开设有多个出液口102，每个出液口102通过设置于抛光盘100内部的通道与储存腔111连通。该结构使得抛光层130与原件紧密接触进行抛光的同时，抛光液通过出液口102流出，实现抛光液在抛光时分布在元件表面，避免多次停止抛光再喷洒抛光液，提高抛光效率。由于抛光液由储存腔111经由出液口102流出，使得不同出液口102流出的抛光液量和压力大致相等，有助于元件表面的抛光液分布均匀。在本实施例中，储存腔111的形状与抛光盘100的形状相同。为了保证出液口102均匀设置于抛光盘100，储存腔111位于本体110的中心位置。在本申请的其他实施例中，储存腔111的形状可以根据需要调整，如矩形体，本申请对其不做限定。
在本申请的部分实施例中，本体110包括可拆卸连接的第一壳体112和第二壳体113，第一壳体112盖设于第二壳体113且位于第二壳体113的上方。即第一壳体112为上壳体，第二壳体113为下壳体。第一壳体112的底面设有第一凹槽114，第二壳体113的顶面设有与第一凹槽114相匹配的第二凹槽115，当第一壳体112与第二壳体113连接时，第一凹槽114和第二凹槽115形成储存腔111。在本申请的其他实施例中，第一壳体112和第二壳体113可以为左壳体和右壳体，也可以为其他形式设置，本申请对其不做限定。
在本实施例中，第一壳体112和第二壳体113通过内六角螺栓组116连接。由于储存腔111用于储存抛光液，为了避免抛光液从第一壳体112和第二壳体113的连接处流出，本申请采用密封件118对第一壳体112和第二壳体113的连接处进行密封。在本实施例中，第二壳体113的顶面设有密封槽117，即密封槽117设置于第二凹槽115的外周，密封件118设置于密封槽117内。作为另外一种实现方式，第一壳体112的底面设有上密封槽117，第二壳体113的顶面设有与上密封槽117相匹配的下密封槽117，第一壳体112与第二壳体113连接时，上密封槽117和下密封槽117组成密封槽117。在本申请部分实施例中，密封件118为O型密封圈，密封槽117为环形槽。密封圈为橡胶材质，可以发生一定的形变。因此密封圈的尺寸大于密封槽117的尺寸，保证密封效果。
在本申请的部分实施例中，第一壳体112设有至少一个进液口103，进液口103通过进液通道104与储存腔111连通，用于向储存腔111内输送抛光液。在本实施例中，进液口103的个数为两个，为了使得储存腔111内均匀分布抛光液，两个进液口103以第一壳体112顶面的中心对称设置，且沿第一壳体112顶面的径向方向设置。在本申请的其他实施例中，进液口103的数量可以增加或减少，如一个或三个、四个，本申请对其不做限定。
请参照图2，在本申请的部分实施例中，抛光层130开设有多个出液口102，每个出液口102通过出液通道105与储存腔111连通，即每个出液通道105均需穿过抛光层130、柔性层120和第二壳体113。在本实施例中，出液通道105和进液通道104均竖直设置，即垂直于抛光面101。该结构使得多个出液通道105的长度均一致，需要说明的是本申请中的多个指的是两个或两个以上，如三个、五个。
请参照图3，图3为抛光盘100的抛光面101结构示意图。在本申请的部分实施例中，多个出液口102沿抛光面101的径向分布。从多个出液口102流出的抛光液可以充分的作用在待抛光元件201的抛光位置，当抛光盘100与待抛光元件201相对运动时，即待抛光元件201相对抛光面101转动，使得抛光液可以均匀的分布在待抛光元件201的表面。进一步地，多个出液口102等间距设置，该结构进一步提高抛光液在待抛光元件201的均匀分布。在本申请的其他实施例中，多个出液口102可以矩阵分布或者以抛光面101的中心为圆心向四周分布。
在本申请的部分实施例中，将本体110、柔性层120和抛光层130固定连接后，再开设出液口102，也可以现在本体110上开设出液口102的一部分，柔性层120固定在本体110上后，在柔性层120上开设出液口102的对应部分，将抛光层130固定在柔性层120的过程中，设置出液口102在抛光层130的对应部分。可以理解为，本申请实施例中的抛光盘100的制备工艺采用本领域的通用技术。
请参照图1，由于抛光盘100与待抛光元件201在较大压力的作用下紧密贴合，因此抛光液的输送具有一定的压力，以保证抛光液的流出。由于抛光过程中，不易观察抛光盘100与待抛光元件201的贴合部分，因此不易控制抛光液的输送压力。在本申请的部分实施例中，抛光盘100安装有压力表140，压力表140的压力传感器安装于储存腔111的内部，压力表140的表盘设置于抛光盘100的外部，便于观察。通过压力传感器实时监测抛光盘100内部抛光液的压力，便于随时调整进液口103输送的抛光液的压力和流量，保证抛光液的顺利流出，同时可以保证出液口102流出的抛光液在元件上的均匀分布。在本实施例中，压力传感器的精度为0.075％FS，且该压力表140为本领域技术的通用设备，本申请对其结构不做限定。
由于抛光液以一定的压力和流速输送至储存腔111及流出出液口102，因此在流动过程中难免会带有微小的颗粒及杂质。抛光盘100的出液口102及出液通道105的口径较细，因此容易出现堵塞出液口102、出液通道105的情况，导致抛光液分布的不均匀。为了避免该情况，储存腔111的内部设有过滤网150。在本实施例中，过滤网150设置于第一凹槽114和第二凹槽115之间，过滤网150的孔径为0.5-1.5微米，对流入抛光盘100的抛光液进行二次过滤，防止少量残存于其他管路中的较大孔径的抛光颗粒将出液通道105堵住，造成抛光液分布不均匀进而获得较差的加工效果，该过滤网150通常每月更换一次。
请参照图1、图4、图5和图6，图1、图4、图5和图6分别为抛光系统200的四种视角的结构示意图。本实施例还提供了一种抛光系统200，包括驱动装置(图未示)、输液组件210、抛光盘100、回转盘220、抛光液槽230、回收组件240和抛光液贮存器250。输液组件210的输送管组211通过管接头组212和三通管接头213安装在抛光盘100的第一壳体112，且与进液口103和进液通道104连通，输液组件210还包括泵(图未示)，用于按预设输送量向储存腔111内输送抛光液，使得抛光液以一定的压力和流速流出。输送管组211的另一端与抛光液贮存器250的输送腔251直接相连。回转盘220的元件安装面与抛光盘100的抛光盘100正对设置，在本实施例中，回转盘220设置于抛光盘100的正下方，抛光液槽230设置在回转盘220的证下方，用于回收抛光液。回转盘220的转轴与电机(图未示)传动连接。回收组件240的回收管241的一端通过回收管接头242安装在抛光液槽230下方，另一端与抛光液贮存器250的回收腔252直接相连，实现抛光液的回收。驱动装置与抛光盘100连接，使抛光盘100与回转盘220保持预设距离。本实施例中，驱动装置为机床，机床主轴与抛光盘100的第一壳体112的顶面连接，调控抛光盘100的相对回转盘220的位置和运动。
工作原理：将待抛光元件201通过回转盘220自身的卡盘进行固定，机床主轴控制抛光盘100与待抛光元件201接触，在机床的压力作用下，待抛光元件201的上表面与抛光盘100的抛光面101紧密贴合。输送组件向抛光盘100内输送抛光液，通过调控储存腔111内的抛光液压力，使得抛光盘100的抛光面101的各个出液口102均匀流出抛光液。启动电机驱动回转盘220转动，进而带动待抛光元件201转动，使得抛光液均匀地布满元件的表面。进行元件的抛光。流至回转盘220的抛光液流至抛光液槽230，再通过回收组件240回收到抛光液贮存器250的回收腔252，进行过滤等处理后进入输送腔251，实现抛光液的循环，该循环过程由贮存器自动控制。抛光过程中实时监控压力表140，通过调整贮存器的抛光液输出对储存腔111内抛光液的压力进行控制。抛光盘100内部的细过滤网150需要定期更换，以防止过滤网150堵塞。
需要说明的是，抛光液贮存器250为本技术领域的通用设备。
本申请提供的抛光盘100及抛光系统200替代了现有的抛光液人工添加的方式，降低了工人的劳动强度，节省了人工成本。通过抛光液的自动循环控制，可以令抛光液分布更加均匀，在提高了加工效率的同时可以改善元件表面质量。同时，该抛光系统200具有实现容易、操作简便、清洗方便的优点。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种抛光盘，适用于与回转盘配合以对待抛光元件进行抛光，其特征在于，所述抛光盘的内部具有用于储存抛光液的储存腔，所述抛光盘的抛光面开设有出液口，所述出液口通过设置于所述抛光盘内部的通道与所述储存腔连通。
2.根据权利要求1所述的抛光盘，其特征在于，所述抛光盘的抛光面为圆形面，所受抛光面开设有多个出液口，所述多个出液口沿所述抛光面的径向分布。
3.根据权利要求2所述的抛光盘，其特征在于，所述多个出液口中的至少两个位于所述抛光面的不同圆周上。
4.根据权利要求1所述的抛光盘，其特征在于，所述抛光盘包括依次固定连接的本体、柔性层和抛光层，所述柔性层固定于所述本体靠近所述回转盘一侧的表面，所述抛光层背离所述柔性层的表面为所述抛光面。
5.根据权利要求4所述的抛光盘，其特征在于，所述本体包括可拆卸连接的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体盖设于所述第二壳体且位于所述第二壳体的上方，所述第一壳体的底面设有第一凹槽，所述第二壳体的顶面设有与所述第一凹槽相匹配的第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽形成所述储存腔；
所述抛光盘还包括密封件，所述第一壳体的底面和/或所述第二壳体的顶面设有密封槽，所述密封件设置于所述密封槽内。
6.根据权利要求5所述的抛光盘，其特征在于，所述储存腔的内部设有过滤网，所述过滤网设置于所述第一凹槽和所述第二凹槽之间。
7.根据权利要求6所述的抛光盘，其特征在于，所述过滤网的孔径为0.5-1.5微米。
8.一种抛光系统，其特征在于，包括驱动装置、输液组件、回转盘和如权利要求1至7任一项所述的抛光盘，所述输液组件与所述抛光盘连接且与所述储存腔连通，用于向所述储存腔输送抛光液，所述回转盘的元件安装面与所述抛光盘的抛光面正对设置，所述驱动装置与所述抛光盘连接，使所述抛光盘与所述回转盘保持预设距离。
9.根据权利要求8所述的抛光系统，其特征在于，所述输液组件包括泵，用于按预设输送量向所述储存腔内输送所述抛光液。
10.根据权利要求9所述的抛光系统，其特征在于，所述抛光盘设有压力表，用于监测所述储存腔内的液压。
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