CN112338703A - 一种圆环柱体光学零件内外壁抛光方法及工装 - Google Patents

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王朋
张昊
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Abstract

本发明提供了一种圆环柱体光学零件内外壁抛光工装及方法，用以解决现有技术中无法对圆环柱体光学零件机械抛光的问题。所述抛光工装包括动力接头、底座、套环和压盖，所述底座与压盖的基础形状均为圆形；通过底座固定零件，当进行外壁抛光时，通过压盖对零件进行限位和稳定，当进行内壁抛光时，通过套环对零件进行限位和稳定。本发明通过一次定位实现光学零件的内壁、外壁抛光，在抛光内壁时，使用套环辅助零件的固定；在抛光外壁时，使用压盖辅助底座的固定力，两者分别使用以保证零件在抛光过程中的稳定性，实现对圆环柱体光学零件内外壁的机械抛光，提高了抛光效率，同时保证了抛光精度和零件的形位精度。

Description

一种圆环柱体光学零件内外壁抛光方法及工装
技术领域
本发明属于光学零件加工领域，具体涉及一种圆环柱体光学零件内外壁抛光方法及工装。
背景技术
圆环柱体是一种常见的光学零件形体。光学零件对精度要求比较高，通常需要经过研磨抛光后才能进行装配。目前，应用现代机械手段对光学零件进行化学机械抛光时，至少运用夹持零件的工装设备的X、Z、B、C轴联动，加工效率较高，但是，能够进行机械抛光的光学零件多为平面、球面、非球面等形式。
由于圆环柱体形状的特殊性，而且涉及到圆环柱体的内壁和外壁，现有技术中通常采用机械辅助人工的形式进行抛光，还没有专门针对于圆环柱体的光学零件的抛光工装或方法。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本发明旨在提供一种圆环柱体光学零件内外壁抛光方法及工装，在同一个基座上设置套环和压盖，分别对圆环柱体内壁抛光和外壁抛光时进行限位和固定，实现圆环柱体光学零件内外壁抛光的机械化。
为了实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种圆环柱体光学零件内外壁抛光工装，所述抛光工装包括：动力接头1、底座2、套环3和压盖5，所述底座2与压盖5的基础形状均为圆形；其中，
所述动力接头1一端与加工设备相连，另一端与底座2固定连接，位于底座2的中心；
所述底座2中心具有圆形凸台，沿半径方向的中部具有环形凸台，外周具有卡槽；所述环形凸台用于工作时粘接圆环柱体光学零件4端部；当进行外壁抛光时，所述圆形凸台与压盖5的下端凹槽卡接；当进行内壁抛光时，所述外周的卡槽用于套环3的固定连接；
所述套环3的内径与待抛光零件4的外径相同；
所述压盖5包括上端外圆和下端圆柱，外圆半径大于圆柱半径；上端外圆半径介于待抛光零件4的内径和外径之间，压盖5的下端圆柱具有凹槽。
上述方案中，所述底座2上具有抛光液流出孔21。
上述方案中，所述底座2上环形凸台的径向宽度小于零件粘接的环形面的径向宽度。
上述方案中，所述底座2上环形凸台的粘接面的形位精度，达到环带跳动量不大于0.01mm。
上述方案中，套环3与底座2的固定连接，通过在套环3的下端设置卡口，通过卡口与底座2外周的卡槽进行卡接。
上述方案中，套环3与底座2的固定连接，所述抛光装置还包括紧定螺钉7，当套环3套接于零件4外周时，通过紧定螺钉7旋入卡槽内。
上述方案中，压盖5与底座2固定连接，通过在凹槽和凸台上设置咬合螺纹实现。
上述方案中，压盖5下端圆柱与零件4内壁间的距离为预留值Dp。
上述方案中，压盖5与零件4接触部分的粗糙度不大于零件上端粗糙度。
第二方面，本发明实施例还提供了一种圆环柱体光学零件内外壁抛光方法，所述抛光方法基于上述圆环柱体光学零件内外壁抛光工装得以实现；所述抛光方法包括如下步骤：
步骤S1，完成接头和底座配合紧固后，使用粘接胶将零件底端固定在底座环形凸台上，粘接胶未固化过程中对零件上端面打表，跳动量控制在0.01mm内；
步骤S2，待零件与底座间粘接紧固后，将套环套接于零件外，旋至合适位置，使用侧边紧定螺钉固定在底座上；
步骤S3，抛光圆柱体内壁；
步骤S4，圆柱体内壁完成抛光后，将套环卸下；
步骤S5，将压盖下端凹槽旋进底座中间凸台的螺纹位置，直至压盖从上端压紧零件；
步骤S6，抛光圆柱体外壁；
步骤S7，完成外壁加工后，将压盖卸下。
本发明具有如下有益效果：
本发明实施方式提供的圆环柱体光学零件内外壁抛光工装及方法，通过一次定位实现零件的内壁、外壁抛光，在抛光内壁时，使用套环辅助零件的固定；在抛光外壁时，使用压盖辅助底座的固定力，两者分别使用以保证零件在抛光过程中的稳定性，实现对圆环柱体光学零件内外壁的机械抛光，提高了抛光效率，同时保证了抛光精度和零件的形位精度。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施方式提供的圆环柱体光学零件内外壁抛光工装结构示意图；
图2为图1所示抛光工装进行内壁抛光时的状态示意图；
图3为图1所示抛光工装进行外壁抛光时的状态示意图；
图4为本发明实施方式提供的圆环柱体光学零件内外壁抛光方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1示出了本发明实施方式提供的圆环柱体光学零件内外壁抛光工装结构示意图。如图1所示，本发明实施方式中的抛光工装包括：动力接头1、底座2、套环3和压盖5，所述底座2与压盖5的基础形状均为圆形。
其中，所述动力接头1一端与驱动相连，另一端与底座2固定连接，位于底座2的中心。所述底座2中心具有圆形凸台，沿半径方向的中部具有环形凸台，外周具有卡槽；所述环形凸台用于工作时粘接圆环柱体光学零件端部；当进行外壁抛光时，所述圆形凸台与压盖5的下端凹槽卡接；当进行内壁抛光时，所述外周的卡槽用于套环3的固定连接。所述套环3的内径与待抛光零件的外径相同，所述压盖5包括上端外圆和下端圆柱，外圆半径大于圆柱半径；上端外圆半径介于待抛光零件的内径和外径之间，且压盖5与零件4接触部分的粗糙度不大于零件上端粗糙度；压盖5的下端圆柱具有凹槽。
如上所述，本实施方式中，虽然需要对圆环柱体光学零件的内壁和外壁都要进行抛光，但是抛光过程仅需要通过底座对零件进行一次定位。优选地，所述底座2与接头1固定连接，通过固定螺钉6紧固的方式实现，也可以通过卡槽卡合的方式实现。驱动力通过接头1传递给底座2，可以在对零件内壁或外壁进行抛光时，同时转动粘接在底座上的零件，配合完成抛光过程。
优选地，所述底座上具有抛光液流出孔21。所述底座上的环形凸台，与光学零件的任一端环形面粘接。所述环形凸台的径向宽度小于零件粘接的环形面的径向宽度。同时，凸台的粘接面具有高的形位精度，达到环带跳动量不大于0.01mm，以保证抛光过程中内外壁去除的均匀性。所述跳动量的控制，在零件粘接时，粘接胶未固化过程中对零件上端面打表，跳动量控制在0.01mm内。通过环形凸台，保证抛光头端部倒角或圆弧处不影响零件底部加工，即可将抛光头端部倒角或圆弧处下延非加工位置。
如上所述，套环3与底座的固定连接，可以通过在套环3的下端设置卡口，通过卡口与底座2外周的卡槽进行卡接，实现套环3与底座2的固定连接。也可以增加紧定螺钉7，当套环3套接于零件4外周时，通过紧定螺钉7旋入卡槽内，实现套环3与底座2的固定连接。
如上所述，压盖5与底座2固定连接，通过在凹槽和凸台上设置咬合螺纹实现。压盖5下端圆柱与零件内壁间的距离为预留值Dp。
图2为采用本实施方式抛光工装进行内壁抛光时的状态示意图。如图2所示，当对光学零件4内壁进行抛光时，零件4粘接于底座2的环形凸台上，跳动量达到要求后，将套环3套在零件外周，并将套环3的下端卡口卡接于底座2外周的卡槽内，以使套环3与底座2固定连接，同时对零件起到限位的作用。此时，开始对光学零件的内壁进行抛光。
使用抛光头，运用加工设备C轴与Z轴联动且Z方向往复运动，进行内壁抛光加工，加工中可根据实际配合使用抛光头加长杆。
图3为采用本实施方式抛光工装进行外壁抛光时的状态示意图。如图3所示，对外壁进行抛光时，零件4粘接于底座2的环形凸台上，跳动量达到要求后，将压盖5下端凹槽对应底座中心的圆形凸台落下，使凸台嵌入凹槽中，并通过螺纹旋紧；压盖5的上端边缘落在零件上端的圆环内，螺纹旋紧程度使压盖5对零件起到限位的作用。此时，开始对光学零件的外壁进行抛光。
使用抛光头，运用加工设备C轴与Z轴联动且Z方向往复运动，进行外壁抛光加工，加工中可根据实际配合使用抛光头加长杆。
内壁抛光和外壁抛光时，所述抛光头为毛毡或聚氨酯小磨头，同时在抛光内壁时，抛光头口径应小于工装与零件预留值Dp。
本发明实施方式提供的圆环柱体光学零件内外壁抛光工装，通过一次定位实现零件的内壁、外壁抛光，在抛光内壁时，使用套环辅助零件的固定；在抛光外壁时，使用压盖辅助底座的固定力，两者分别使用以保证零件在抛光过程中的稳定性，实现对圆环柱体光学零件内外壁的机械抛光，提高了抛光效率，同时保证了抛光精度。
图4示出了本发明实施方式提供的圆环柱体光学零件内外壁抛光方法流程，所述抛光方法基于上述圆环柱体光学零件内外壁抛光工装得以实现。如图4所示，所述抛光方法包括步骤：
步骤S1，完成接头和底座配合紧固后，使用粘接胶将零件底端固定在底座环形凸台上，粘接胶未固化过程中对零件上端面打表，跳动量控制在0.01mm内，或根据零件技术指标要求进行调整。
步骤S2，待零件与底座间粘接紧固后，将套环套接于零件外，旋至合适位置，使用侧边紧定螺钉固定在底座上。
步骤S3，抛光圆柱体内壁。使用抛光头，运用加工设备C轴与Z轴联动且Z方向往复运动，进行内壁抛光加工，加工中可根据实际配合使用抛光头加长杆。
步骤S4，圆柱体内壁完成抛光后，将套环卸下。
步骤S5，将压盖下端凹槽旋进底座中间凸台的螺纹位置，直至压盖从上端压紧零件。
步骤S6，抛光圆柱体外壁。使用抛光头，运用加工设备C轴与Z轴联动且Z方向往复运动，进行外壁抛光加工，加工中可根据实际配合使用抛光头加长杆。
步骤S7，完成外壁加工后，将压盖卸下。
优选地，所述抛光方法还包括：
步骤S8，卸载零件，并清洗。
本实施方式中的抛光方法，是与抛光工装对应的，对所述抛光工装的技术特征的描述及限定，同样适用于所述抛光方法，在此不再赘述。
以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种圆环柱体光学零件内外壁抛光工装，其特征在于，所述抛光工装包括：动力接头(1)、底座(2)、套环(3)和压盖(5)，所述底座(2)与压盖(5)的基础形状均为圆形；其中，
所述动力接头(1)一端与加工设备相连，另一端与底座(2)固定连接，位于底座(2)的中心；
所述底座(2)中心具有圆形凸台，沿回转方向的中部具有环形凸台，外周具有卡槽；所述环形凸台用于工作时粘接圆环柱体光学零件(4)端部；当进行外壁抛光时，所述圆形凸台与压盖(5)的下端凹槽卡接；当进行内壁抛光时，所述外周的卡槽用于套环(3)的固定连接；
所述套环(3)的内径与待抛光零件(4)的外径相同；
所述压盖(5)包括上端外圆和下端圆柱，外圆半径大于圆柱半径；上端外圆半径介于待抛光零件(4)的内径和外径之间，压盖(5)的下端圆柱具有凹槽。
2.根据权利要求1所述的圆环柱体光学零件内外壁抛光工装，其特征在于，所述底座(2)上具有抛光液流出孔(21)。
3.根据权利要求1所述的圆环柱体光学零件内外壁抛光工装，其特征在于，所述底座(2)上环形凸台的径向宽度小于零件粘接的环形面的径向宽度。
4.根据权利要求1所述的圆环柱体光学零件内外壁抛光工装，其特征在于，所述底座(2)上环形凸台的粘接面的形位精度，达到环带跳动量不大于0.01mm。
5.根据权利要求1所述的圆环柱体光学零件内外壁抛光工装，其特征在于，套环(3)与底座(2)的固定连接，通过在套环(3)的下端设置卡口，通过卡口与底座(2)外周的卡槽进行卡接。
6.根据权利要求1所述的圆环柱体光学零件内外壁抛光工装，其特征在于，套环(3)与底座(2)的固定连接，所述抛光装置还包括紧定螺钉(7)，当套环(3)套接于零件(4)外周时，通过紧定螺钉(7)旋入卡槽内。
7.根据权利要求1所述的圆环柱体光学零件内外壁抛光工装，其特征在于，压盖(5)与底座(2)固定连接，通过在凹槽和凸台上设置咬合螺纹实现。
8.根据权利要求1所述的圆环柱体光学零件内外壁抛光工装，其特征在于，压盖(5)下端圆柱外周与零件(4)内壁间的距离为预留值。
9.根据权利要求1所述的圆环柱体光学零件内外壁抛光工装，其特征在于，压盖(5)与零件(4)接触部分的粗糙度不大于零件上端粗糙度。
10.一种圆环柱体光学零件内外壁抛光方法，其特征在于，所述抛光方法基于权利要求1至9任一项圆环柱体光学零件内外壁抛光工装得以实现；所述抛光方法包括如下步骤：
步骤S1，完成接头和底座配合紧固后，使用粘接胶将零件底端固定在底座环形凸台上；
步骤S2，待零件与底座间粘接紧固后，将套环套接于零件外，旋至合适位置，使用侧边紧定螺钉固定在底座上；
步骤S3，抛光圆柱体内壁；
步骤S4，圆柱体内壁完成抛光后，将套环卸下；
步骤S5，将压盖下端凹槽旋进底座中间凸台的螺纹位置，直至压盖从上端压紧零件；
步骤S6，抛光圆柱体外壁；
步骤S7，完成外壁加工后，将压盖卸下。
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