CN112536675B - 一种用于方形光学元件数控加工的拼接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于方形光学元件数控加工的拼接装置，包括方形支撑板，其为凸台结构，包括上凸台和下凸台，所述下凸台的水平方向的横截面面积大于所述上凸台，所述上凸台面积与待加工光学元件相同；所述上凸台上还依次设置有硅胶垫和防水布；使用时，所述待加工光学元件设置于所述防水布上；还包括四个拼接块，其相互连接后设置于所述下凸台上方用于将设置于所述上凸台上的所述待加工光学元件夹紧，所述待加工光学元件的上表面略高于各所述拼接块的上表面，各所述拼接块的顶面外侧还设置有若干用于固定所述防水布的磁条。上述拼接装置，同时具备元件装夹和抛光液储存两种功能，实现了元件的浸没式抛光，提高了元件的抛光稳定性。

Description

一种用于方形光学元件数控加工的拼接装置
技术领域
本发明涉及光学加工技术领域，特别涉及一种用于方形光学元件数控加工的拼接装置。
背景技术
随着高功率激光装置、望远镜系统、航空航天及紫外光刻等领域的发展，对方形光学元件的需求数量越来越多，对元件加工精度和加工效率的要求也越来越高。小工具数控抛光技术通过计算机精确控制抛光工具的转速、加工路径和抛光工具在元件表面各加工点的驻留时间，相比于环形抛光等全口径抛光技术，可以实现光学元件表面材料的确定性加工，是当前光学元件高精度加工的主流技术。
数控抛光通常采用氧化铈抛光液来实现光学元件的高精度、超光滑表面加工，但是由于其非浸没式的接触抛光特点，在加工过程中，抛光工具与光学元件表面之间摩擦产生的大量热量会导致局部温度升高，加剧抛光工具的老化速度，影响抛光过程的稳定性。另外，在抛光工具旋转和进给运动的共同作用下，抛光液在元件边角区域流失严重，使得抛光液浓度在元件表面呈现不均匀分布状态，进一步降低了抛光过程的稳定性，影响光学元件最终加工精度和加工效率。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于方形光学元件数控加工的拼接装置，包括方形支撑板，其为凸台结构，包括上凸台和下凸台，所述下凸台的水平方向的横截面面积大于所述上凸台，所述上凸台面积与待加工光学元件相同；所述上凸台上还依次设置有硅胶垫和防水布；使用时，所述待加工光学元件设置于所述防水布上；
还包括四个拼接块，其相互连接后设置于所述下凸台上方用于将设置于所述上凸台上的所述待加工光学元件夹紧，所述待加工光学元件的上表面略高于各所述拼接块的上表面，各所述拼接块的顶面外侧还设置有若干用于固定所述防水布的磁条。
优选地，各所述拼接块之间通过搭扣实现连接，所述搭扣与各所述拼接块之间螺钉相接。
优选地，所述搭扣包括活动部和固定部，各所述拼接块上均设置有活动部和固定部。
优选地，所述下凸台的相对两外侧均设置有把手，所述把手与所述下凸台螺钉相接。
优选地，所述磁条一面为背胶面，一面为光滑面，所述防水布放置于两所述磁条的光滑面之间，所述磁条背胶面用于与所述拼接块顶面外侧相贴合。
优选地，所述支撑板由铝合金或者不锈钢材料制成。
优选地，所述防水布厚度为0.05mm～0.1mm，其由涤纶或者尼龙材料制成。
优选地，所述硅胶垫面积与所述上凸台面积相等，其厚度约1mm。
本发明所提供的用于方形光学元件数控加工的拼接装置，支撑板为凸台结构，支撑板下凸台放置拼接块，拼接块之间互相连接用于夹紧元件；支撑板上凸台放置硅胶垫，硅胶垫上面放置防水布，防水布上面放置待加工光学元件；拼接块顶面外侧连接有磁条，用于固定防水布并提高防水布边缘高度。
本用于方形光学元件数控加工的拼接装置，同时具备元件装夹和抛光液储存两种功能，实现了元件的浸没式抛光，提高了元件的抛光稳定性。本发明结构简单，对拼接精度要求低，使用方便。
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为本发明所提供的一种具体实施方式中用于方形光学元件数控加工的拼接装置的整体结构示意图；
图2为图1所示的整体结构前视图；
图3为图1所示的整体结构剖视图；
图4为图1所示的支撑板的结构示意图；
图5为图1所示的拼接块的结构示意图。
附图标记：
支撑板—1，拼接块—2，搭扣—3，活动部—31，固定部—32，把手—4，硅胶垫—5，防水布—6，磁条—7，待加工光学元件—8，上凸台—11，下凸台—12。
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。
请参考图1-5，图1为本发明所提供的一种具体实施方式中用于方形光学元件数控加工的拼接装置的整体结构示意图；图2为图1所示的整体结构前视图；图3为图1所示的整体结构剖视图；图4为图1所示的支撑板的结构示意图；图5为图1所示的拼接块的结构示意图。
在本发明所提供的一种具体实施方式中，用于方形光学元件数控加工的拼接装置主要包括支撑板1、拼接块2、硅胶垫5、防水布6和磁条7。
支撑板1为方形凸台结构，具体包括上凸台11和下凸台12，下凸台12的水平方向的横截面面积大于上凸台11，下凸台12用于放置拼接块2，上凸台11用于放置待加工光学元件，所以上凸台11面积与待加工光学元件8大小相同，当然根据待加工光学元件的大小不同可以对上凸台11的面积进行具体设置。另外，上凸台11和下凸台12高度通常可设置为20mm即可满足使用需求。支撑板1由金属材料制成，金属材料可以为不锈钢或铝合金材料，当然还可以为其他材料，以能保证更好地对光学元件进行支撑为准，在此不做限定。
上凸台11上还依次设置有硅胶垫5和防水布6，使用时，待加工光学元件8设置于防水布6上方；硅胶垫5的设置在待加工光学元件8与上凸台11之间形成缓冲，防水布6的设置方便了抛光液的储存，进而实现了待加工光学元件8的浸没式抛光。
硅胶垫5面积与上凸台11面积相等即可，厚度约1mm。防水布6面积明显大于上凸台11的面积，其可以由柔性材料制成，柔性材料可以为涤纶或者尼龙材料，当然还可以为其他材料，以能保证不会对光学元件表面造成划伤为准，在此不做限定。防水布6的厚度可选0.05mm～0.1mm。
上述拼接装置还包括四个拼接块2，拼接块2为方形块，拼接块2由非金属材料制成，非金属材料可以为尼龙或聚四氟乙烯材料，当然还可以为其他材料，以能保证不会对光学元件侧面造成损伤为准，在此不做限定。其相互连接后设置于下凸台12上方用于将设置于上凸台11上的待加工光学元件8夹紧，各拼接块2的顶面外侧还设置有若干用于固定防水布6的磁条7，磁条7可以为多条。
具体地，各拼接块2之间可通过搭扣3实现连接，搭扣3设置于拼接块2的侧面即可，搭扣3与各拼接块2之间可以螺钉相接。搭扣3通常包括活动部31和固定部32，两者分别设置于相邻的两拼接块2上，每一个拼接块2上均设置有活动部31和固定部32。使用时，活动部31和固定部32配合即可实现两拼接块2的连接。
作为一种改进下凸台12相对两外侧均设置有把手4，把手4与下凸台12可以螺钉相接。具体地，在下凸台12两个平行侧面设置有用于连接把手4的螺纹孔即可。另外把手4可以设置为2个或4个。
在加工光学元件过程中，基于此拼接装置的结构，四个拼接块2与支撑板1通过搭扣3固定连接形成一个整体，可以保证待加工光学元件8在受力条件下不发生移动；防水布6与拼接块2通过磁条7固定连接形成一个半密闭容器，可以保证抛光液不会发生流失，实现浸没式抛光，与现有的光学元件数控抛光技术工艺相比，在抛光机构旋转和进给运动的共同作用下，磨盘可以充分搅拌抛光液，保证光学元件表面各区域抛光液分布的均匀性，提高了抛光过程的稳定性。
进一步地，为了防水布6和磁条7可以更好的配合以储存抛光液，磁条7可设置为一面为背胶面，一面为光滑面，磁条7背胶面用于与拼接块2顶面外侧互相贴合，防水布6放置于两根磁条7的光滑面之间。当以上结构配合完成后，四个拼接块2将待加工光学元件8夹紧，防水布7边缘高度决定了抛光液的最高液面高度，在抛光过程中，待加工光学元件8表面比拼接块2顶面略高出1mm，保证磨盘不会与拼接块2发生碰撞，抛光液的最高液面高度比待加工光学元件表面高出9mm，保证磨盘抛光层全部浸没于抛光液中。同时，浸没的抛光液及时吸收磨盘与待加工光学元件表面之间由于摩擦所产生的热量，保证磨盘表面不会发生局部温度剧增，降低了磨盘的老化速度，延长了磨盘的使用寿命。
综上所述，本实施例所提供的用于方形光学元件数控加工的拼接装置主要包括支撑板、拼接块、搭扣硅胶垫、防水布和磁条，所述把手可拆卸地安装于所述支撑板下凸台侧面，所述搭扣通过螺钉与所述拼接块固定连接，所述硅胶垫放置于所述支撑板上凸台顶面，所述防水布放置于所述硅胶垫上面，待加工光学元件放置于所述防水布上面，所述拼接块通过所述搭扣与所述支撑板下凸台侧面和待加工元件侧面紧密贴合，所述磁条连接于所述拼接块顶面外侧，所述防水布边缘放置于两根所述磁条之间，以上结构相互配合形成一个半密闭容器，可以防止待加工光学元件表面抛光液流失。本用于方形光学元件数控加工的拼接装置，同时具备元件装夹和抛光液储存两种功能，实现了元件的浸没式抛光，提高了元件的抛光稳定性。本发明结构简单，对拼接精度要求低，使用方便。
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 (8)

1.一种用于方形光学元件数控加工的拼接装置，其特征在于，
包括方形支撑板，其为凸台结构，包括上凸台和下凸台，所述下凸台的水平方向的横截面面积大于所述上凸台，所述上凸台面积与待加工光学元件相同；所述上凸台上还依次设置有硅胶垫和防水布；使用时，所述待加工光学元件设置于所述防水布上；
还包括四个拼接块，其相互连接后设置于所述下凸台上方用于将设置于所述上凸台上的所述待加工光学元件夹紧，所述待加工光学元件的上表面略高于各所述拼接块的上表面，各所述拼接块的顶面外侧还设置有若干用于固定所述防水布的磁条。
2.根据权利要求1所述的用于方形光学元件数控加工的拼接装置，其特征在于，各所述拼接块之间通过搭扣实现连接，所述搭扣与各所述拼接块之间螺钉相接。
3.根据权利要求2所述的用于方形光学元件数控加工的拼接装置，其特征在于，所述搭扣包括活动部和固定部，各所述拼接块上均设置有活动部和固定部。
4.根据权利要求3所述的用于方形光学元件数控加工的拼接装置，其特征在于，所述下凸台的相对两外侧均设置有把手，所述把手与所述下凸台螺钉相接。
5.根据权利要求1-4任一项所述的用于方形光学元件数控加工的拼接装置，其特征在于，所述磁条一面为背胶面，一面为光滑面，所述防水布放置于两所述磁条的光滑面之间，所述磁条背胶面用于与所述拼接块顶面外侧相贴合。
6.根据权利要求5所述的用于方形光学元件数控加工的拼接装置，其特征在于，所述支撑板由铝合金或者不锈钢材料制成。
7.根据权利要求6所述的用于方形光学元件数控加工的拼接装置，其特征在于，所述防水布厚度为0.05mm～0.1mm，其由涤纶或者尼龙材料制成。
8.根据权利要求7所述的用于方形光学元件数控加工的拼接装置，其特征在于，所述硅胶垫面积与所述上凸台面积相等，其厚度1mm。
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