CN208759156U - 一种离子束超精密加工光学元件的夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种离子束超精密加工光学元件的夹具，包括装卡平台，夹持光学元件的夹持组件，和能将夹持组件固定在装卡平台上的锁紧机构，所述装卡平台中心设有中心孔，所述装卡平台上径向设置有至少3个安装槽，所述夹持组件具有至少3个，每个夹持组件均能在对应的所述安装槽内径向移动、且能在所述锁紧机构的作用下，使得夹持组件与安装槽相紧固或相松开，其特征在于：每个所述夹持组件侧壁均设有指示标记，所述装卡平台靠近每个安装槽的槽口处径向设有与指示标记配合的刻度线。通过设置指示标记和刻度线，夹装时，将夹持组件移动到指示标记与相应的刻度线对齐，从而将光学元件快速、准确地进行夹装，具有结构简单、操作方便的优点。

Description

一种离子束超精密加工光学元件的夹具

技术领域

本实用新型涉及光学元件精密制造领域，具体涉及一种离子束超精密加工光学元件的夹具。

背景技术

随着现代光学系统性能的提高，对于超精密光学元件的精度提出了越来越高的要求，关键光学元件的表面精度成为决定整个系统最终性能的关键因素。传统的加工技术存在的诸如边缘效应，刀具磨损和压力负荷等问题，限制了光学元件的最终面形精度，很难实现纳米、亚纳米精度要求的光学面形。

离子束加工(IBF)通过物理溅射效应去除材料，是一种确定性加工技术，可以达到纳米级的加工精度。由于离子束加工技术具有去除率高、非接触式加工模式、工件无承重、无边缘效应、对材料无深度损伤等优点，使得这项技术被引入到光学表面加工领域中来，有效弥补了传统加工工艺的不足，并与传统加工工艺相互配合，取得了理想的加工结果，得到了很高的光学表面面形质量。在加工过程中，人为误差成为其加工误差的主要来源。特别是在对光学元件的夹装过程中，每次安装都要通过游标卡尺进行定位，然后手动安装，不但速度慢，而且会存在操作误差，影响后期加工精度。

已有专利针对上述情况进行了改进。例如，申请号为201110329856.X(公告号为：CN102501154B)的中国发明专利公开了《一种离子束抛光过程中工件装卡装置和方法》，该专利中，在装卡主平台安装一个千分表，旋转四槽旋转台，通过读取千分表距每个滑动固定柱的距离，不断调节和移动滑动固定柱在四槽旋转台上位置，使千分表距每个滑动固定柱的距离基本一致时，固定滑动固定柱。又如申请号为201510962237.2(公告号为：CN105563270B)的中国发明专利《一种离子束面形精修用工件定心定方位角装置》中，通过判断接触三个工件夹持柄表面时百分表的示数，可以判断待加工工件与工件夹持底座的定心情况；另外，该专利还通过工件外圆侧壁上的指示线与定方位指示针对准，实现加工工件与工件夹持底座方位角一致的调节。以上两个专利分别通过千分表读取千分表距每个滑动固定柱的距离，通过判断接触三个工件夹持柄表面时百分表的示数来定位，均实现了工件的精确装卡，但是均需要旋转台，需要装表，调表等步骤，结构比较复杂，操作不够方便。

还如申请号为201510002041.9(公告号为：CN104526499B)的中国发明专利公开了《一种离子束抛光设备中的工件夹具》，圆形基准盘上有刻度线作为粗调的基准，使所有移动块边缘都与刻度线相适应的同一刻度对齐。该发明中的工件夹具便于操作，能快捷精准定位。但该工件夹具包括粗调组件和微调组件，结构比较复杂，需要进行两次调节，操作仍然不够方便。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提出一种结构简单、操作方便，能将光学元件快速、准确地进行夹装的离子束超精密加工光学元件的夹具。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种离子束超精密加工光学元件的夹具，包括装卡平台，夹持光学元件的夹持组件，和能将夹持组件固定在装卡平台上的锁紧机构，所述装卡平台中心设有中心孔，所述装卡平台上径向设置有至少3个安装槽，所述夹持组件具有至少3个，每个夹持组件均能在对应的所述安装槽内径向移动、且能在所述锁紧机构的作用下，使得夹持组件与安装槽相紧固或相松开，其特征在于：每个所述夹持组件侧壁均设有指示标记，所述装卡平台靠近每个安装槽的槽口处径向设有与指示标记配合的刻度线。

作为改进，每个所述夹持组件包括能在所述安装槽内径向移动的底座，和固定在所述底座上的立柱，所述指示标记设置在所述底座侧壁上。

为了底座在安装槽内径向移动，所述底座包括位于安装槽内的限位块，所述底座外露于所述安装槽，通过限位块在安装槽内径向移动而带动整个底座在安装槽内径向移动。

为了调节立柱高度，以夹持不同高度的光学元件，所述立柱的高度可调节。

作为改进，所述立柱为高度可调的伸缩杆。

为了将底座与安装槽相紧固或相松开，所述锁紧机构包括位于底座上的锁紧件，螺丝和设置在安装槽内的螺丝孔，所述螺丝穿过锁紧件、底座后与所述螺丝孔螺纹连接或分离，使得底座与安装槽相紧固或相松开。

为了支撑光学元件，所述立柱上延伸有支撑光学元件的抵靠部。

作为改进，所述装卡平台呈圆盘状。

为了固定装卡平台，还包括能固定所述装卡平台的固定座，该固定座与所述装卡平台固定连接。

作为改进，所述安装槽具有6个，所述安装槽以所述中心孔为中心均向设置在所述装卡平台上。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过每个夹持组件侧壁均设置指示标记，装卡平台靠近每个安装槽的槽口处径向设置与指示标记配合的刻度线，这样夹装光学元件时，根据光学元件的尺寸计算立柱到装卡平台的距离，将夹持组件移动到指示标记与相应的刻度线对齐，从而将光学元件快速、准确地进行夹装，具有结构简单、操作方便的优点。在改进的方案中，指示标记设置在底座上，通过底座在安装槽内径向移动而带动指示标记移动；设置限位块，通过限位块在安装槽内径向移动而带动整个底座在安装槽内径向移动；立柱的高度可调节，以夹持不同高度的光学元件；立柱为高度可调的伸缩杆，通过伸缩杆的伸缩来调节高度；设置锁紧件、螺丝和螺丝孔，使得底座与安装槽相紧固或相松开；设置抵靠部，来支撑光学元件；设置固定座，来固定装卡平台。

附图说明

图1为本实用新型实施例的示意图；

图2为图1中局部I的放大图；

图3为图1中局部II的放大图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1～图3所示，该离子束超精密加工光学元件的夹具，包括装卡平台1，夹持光学元件的夹持组件2，和能将夹持组件2固定在装卡平台1上的锁紧机构3，装卡平台1中心设有中心孔11，装卡平台1上径向设置有至少3个安装槽12，夹持组件2具有至少3个，每个夹持组件2均能在对应的安装槽12内径向移动、且能在锁紧机构3的作用下，使得夹持组件2与安装槽12相紧固或相松开，每个夹持组件2侧壁均设有指示标记21，装卡平台1靠近每个安装槽12的槽口处径向设有与指示标记21配合的刻度线13(参见图2)。夹持组件2和安装槽12的个数，根据待夹持的光学元件的形状来确定。例如，夹持圆盘状的光学元件时，可以设置至少3个夹持组件2和至少3个安装槽12；夹持正方体的光学元件时，可以设置至少4个夹持组件2和至少4个安装槽12。

装卡平台1呈圆盘状，采用不锈钢制成，每个安装槽12均与中心孔11连通。装卡平台1的外直径为200～500mm，装卡平台1的中心孔11直径为50～80mm。

在本实施例中，夹持组件2具有3个。安装槽12具有6个，安装槽12以中心孔11为圆周中心均向设置在装卡平台1上。每个夹持组件2包括能在安装槽12内径向移动的底座22，和固定在底座22上的立柱23，指示标记21设置在底座22侧壁上。在本实施例中，底座22呈折线型，3个夹持组件2的指示标记21可以均位于底座22侧壁的同一位置。在本实施例中，指示标记21为一竖线。在其它实施例中，指示标记21也可以为底座22上的零件的边缘线。底座22包括位于安装槽12内的限位块(图中未画出)，底座22外露于安装槽12，通过限位块在安装槽12内径向移动而带动整个底座22在安装槽12内径向移动。立柱23的高度可调节。立柱23可以为高度可调的伸缩杆。

在本实施例中，底座22上安装有2个锁紧机构3，使得底座22能牢固固定在安装槽12中，避免底座22晃动。具体地，锁紧机构3包括位于底座22上的锁紧件32，螺丝31和设置在安装槽12内的螺丝孔，锁紧件32截面呈U型，U型槽口对应的槽壁与底座22相抵，底座22上设置有导向孔25，导向孔25呈长条状，锁紧件32上设有与螺丝31配合的固定孔，螺丝31穿过锁紧件32的固定孔、底座22的导向孔25后与安装槽12中的螺丝孔螺纹连接或分离，使得底座22与安装槽12相紧固或相松开。

参见图3，立柱23上延伸有支撑光学元件的抵靠部231。在本实施例中，立柱23朝向装卡平台1的一侧、且沿立柱23高度方向为切面232，抵靠部231凸出切面232设置，本实施例还包括套在立柱23外的滑座24，锁紧螺栓26和设置在滑座24底部的橡胶片27，滑座24侧壁设有与锁紧螺栓26配合的贯孔，锁紧螺栓26穿过贯孔后与立柱23相抵或分离，而将滑座24与立柱23相锁紧或解锁。光学元件夹持在立柱23的抵靠部231和滑座24之间。

本实施例还包括能固定装卡平台1的固定座4，该固定座4与装卡平台1固定连接。固定座4截面呈T型、且该固定座4的上部和下部均呈圆柱状，固定座4的下部与装卡平台1固定连接。固定座4采用不锈钢制成的整体件。固定座4下部的圆柱直径可以与装卡平台1的外直径相等，固定座4上部的圆柱直径为300～600mm。

在本实施例中，该夹具的使用原理如下：

离子束加工时，离子束从离子源向上喷出，光学元件位于离子源上方。使用时，当夹持圆盘状的光学元件时，可以设置6个安装槽12和3个夹持组件2。具体地，以中心孔11为中心，装卡平台1上均向设有6个安装槽12。其中，间隔分布的3个安装槽12中均安装有夹持组件2，这样，相邻两个夹持组件2到中心孔11的夹角为120°。根据所要夹持的光学元件的尺寸计算立柱23到装卡平台1的距离。将其中1个夹持组件2安装在安装槽12中，移动底座22使得指示标记21对应需要的刻度线13后，通过锁紧机构3将底座22固定在安装槽12中。将第2个夹持组件2重复上述第1个夹持组件2的步骤后固定在安装槽12中。接着，固定第3个夹持组件2，移动第3个夹持组件2的底座22使得指示标记21位置比前面2个夹持组件2的指示标记21位置稍微远离中心孔11。然后将光学元件搁置到立柱23的抵靠部231上，并使得光学元件与第1个夹持组件2和第2个夹持组件2的立柱23切面232相抵，再移动第3个夹持组件2至光学元件与第3个夹持组件2的立柱23切面232相抵后，通过锁紧机构3将第3个夹持组件2的底座22固定在安装槽12中。接着，移动滑座24至滑座24上的橡胶片27与光学元件相抵，将锁紧螺栓26和贯孔螺纹连接，而将滑座24与立柱23相固定，此时，光学元件夹持在立柱23的抵靠部231和滑座24之间。这样，通过3个夹持组件2的指示标记21均与同一刻度线13对齐，使得光学元件的中心与装卡平台1的中心对齐，即完成了光学元件的夹装。然后进行后续的离子束加工。

Claims (10)

1.一种离子束超精密加工光学元件的夹具，包括装卡平台(1)，夹持光学元件的夹持组件(2)，和能将夹持组件(2)固定在装卡平台(1)上的锁紧机构(3)，所述装卡平台(1)中心设有中心孔(11)，所述装卡平台(1)上径向设置有至少3个安装槽(12)，所述夹持组件(2)具有至少3个，每个夹持组件(2)均能在对应的所述安装槽(12)内径向移动、且能在所述锁紧机构(3)的作用下，使得夹持组件(2)与安装槽(12)相紧固或相松开，其特征在于：每个所述夹持组件(2)侧壁均设有指示标记(21)，所述装卡平台(1)靠近每个安装槽(12)的槽口处径向设有与指示标记(21)配合的刻度线(13)。

2.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于：每个所述夹持组件(2)包括能在所述安装槽(12)内径向移动的底座(22)，和固定在所述底座(22)上的立柱(23)，所述指示标记(21)设置在所述底座(22)侧壁上。

3.根据权利要求2所述的夹具，其特征在于：所述底座(22)包括位于安装槽(12)内的限位块，所述底座(22)外露于所述安装槽(12)，通过限位块在安装槽(12)内径向移动而带动整个底座(22)在安装槽(12)内径向移动。

4.根据权利要求2或3所述的夹具，其特征在于：所述立柱(23)的高度可调节。

5.根据权利要求4所述的夹具，其特征在于：所述立柱(23)为高度可调的伸缩杆。

6.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于：所述锁紧机构(3)包括位于底座(22)上的锁紧件(32)，螺丝(31)和设置在安装槽(12)内的螺丝孔，所述螺丝(31)穿过锁紧件(32)、底座(22)后与所述螺丝孔螺纹连接或分离，使得底座(22)与安装槽(12)相紧固或相松开。

7.根据权利要求2所述的夹具，其特征在于：所述立柱(23)上延伸有支撑光学元件的抵靠部(231)。

8.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于：所述装卡平台(1)呈圆盘状。

9.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于：还包括能固定所述装卡平台(1)的固定座(4)，该固定座(4)与所述装卡平台(1)固定连接。

10.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于：所述安装槽(12)具有6个，所述安装槽(12)以所述中心孔(11)为中心均向设置在所述装卡平台(1)上。