CN218575826U - 抛光加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种抛光加工装置，包括：三个带轮、固定背板、柔性施力层和抛光研磨带；其中，柔性施力层固定在固定背板上，三个带轮呈三角形布置，其中一个作为主动轮由电机驱动旋转，抛光研磨带紧套在三个带轮上构成轮带式传动，抛光研磨带位于两个带轮之间的部分在柔性施力层施加的压力下紧密贴合于光学元件的表面。本实用新型通过柔软的抛光研磨带在柔性施力层的作用下紧密贴合到光学元件的表面，使抛光加工装置不受光学元件的高陡度或是内凹深腔等特性的限制，实现此类特殊光学元件高精度快速有效的加工。

Description

抛光加工装置

技术领域

本实用新型涉及超精密光学加工技术领域，特别涉及一种适合于中小口径高陡度外表面光学元件抛光的以消除中频面形误差的抛光加工装置。

背景技术

在传统的光学元件加工过程中，平滑工序作为重要的一道工序，其主要目的是使光学元件表面的中高频面形误差能够控制在一定范围内。缺少平滑工序的光学元件往往面形误差很难再进一步收敛。平滑工序中的抛光盘的直径一般不小于光学元件直径的十分之一，而且采用具有一定硬度的抛光盘才能达到盘面与光学元件表面良好的贴合。

但在一些军事及高端民用的光学系统中，为了满足空气动力学性能并且提高光学性能，会应用到一些高陡度外表面或自由曲面的高精度光学元件，例如共形整流罩。在加工共形整流罩时，由于共形整流罩各处加工点的曲率不一致而且在特殊区域的曲率变化又非常快，如采用传统的抛光盘，盘面无法与共形整流罩的表面达到良好的贴合，从而导致无法实现共形整流罩的有效平滑。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种抛光加工装置，既能保证抛光材料与光学元件表面的良好贴合，又能较为快速的去除材料，实现光学元件的有效平滑。

为实现上述目的，本实用新型采用以下具体技术方案：

本实用新型提供一种抛光加工装置，包括：三个带轮、固定背板、柔性施力层和抛光研磨带；其中，柔性施力层固定在固定背板上，三个带轮呈三角形布置，其中一个作为主动轮由电机驱动旋转，抛光研磨带紧套在三个带轮上构成轮带式传动，抛光研磨带位于两个带轮之间的部分在柔性施力层施加的压力下紧密贴合于光学元件的表面。

优选地，作为主动轮的带轮布置在三角形最大内角的顶点处。

优选地，柔性施力层为EVA泡沫或包裹有橡胶的轴承链。

优选地，抛光研磨带为精密研磨带或精密抛光带。

优选地，抛光加工装置还包括旋转台，光学元件同轴安装到旋转台上。

本实用新型能够取得以下技术效果：

1、柔软的抛光研磨带在柔性施力层的作用下能够紧密贴合到光学元件的表面，使抛光加工装置不受光学元件的高陡度或是内凹深腔等特性的限制，实现此类特殊光学元件高精度快速有效的加工。

2、通过改变三个带轮的位置调节抛光研磨带的张紧度，达到不同的抛光效果。

3、通过调整柔性施力层与光学元件之间的间距改变抛光压力，达到不同的抛光效果。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例1的抛光加工装置的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例2的抛光加工装置的结构示意图。

附图标记说明：

实施例1：主动带轮1、第一从动带轮2、第二从动带轮3、抛光研磨带4、固定背板5、EVA泡沫6、光学元件7、旋转台8；

实施例2：主动带轮1`、第一从动带轮2`、第二从动带轮3`、抛光研磨带4`、固定背板5`、包络线抛光工具6`、光学元件7`、旋转台8`。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，而不构成对本实用新型的限制。

下面将对本实用新型实施例提供的抛光加工装置进行详细说明。

对共形整流罩这类每处曲率不同且变化很大的非球面光学元件，如果采用传统的抛光盘，很难快速贴合光学元件的表面，从而导致光学元件的平滑效果非常不理想。本实用新型为了使抛光工具能够与光学元件的表面充分贴合，基于带轮式传动，采用柔软的抛光研磨带并通过固定在固定背板上的柔性施力层对抛光研磨带施加外力的方式，使得抛光研磨带能够对光学元件的表面进行有效贴合，尤其是对光学元件的母线进行充分的贴合，再通过驱动抛光研磨带沿光学元件的母线方向进行运动，同时通过旋转台带动光学元件沿着自身轴线进行转动，最终实现抛光研磨带对整个光学元件的抛光，以去除中高频面形误差。

至于柔性施力层采用何种形式，可以根据光学元件的材料以及母线形状进行灵活选择，例如采用具有一定柔软度的且表面带有特定曲率的EVA泡沫，或是采用表面包裹有弹性橡胶的小直径轴承构成的包络线抛光工具等等。

本实用新型可以通过调整抛光研磨带的种类及抛光研磨带的运动速度来应对不同光学材料的不同光学加工阶段，诸如研磨、粗抛光、精抛光等阶段。在碳化硅、熔石英等光学元件的研磨阶段，可以采用固着金刚石颗粒的研磨带以超过1000rpm的速度进行高速加工，而在碳化硅、熔石英等光学元件的精抛光阶段时，可以更换为聚氨酯或是特制超纤抛光带配合金刚石悬浮液或是氧化铈的悬浮液进行超精密面形加工。

实施例1

图1示出了根据本实用新型实施例1的抛光加工装置的结构。

如图1所示，本实用新型实施例1提供的抛光加工装置用于对光学元件7进行抛光，具体包括：主动带轮1、第一从动带轮2、第二从动带轮3、抛光研磨带4、固定背板5、EVA泡沫6和旋转台8。

主动带轮1、第一从动带轮2与第二从动带轮3呈三角形布置，主动带轮1可以直接套装在电机(图未示出)的输出轴上，由电机带动主动带轮1旋转，或者主动带轮1与一个齿轮安装在同一根转轴上，在电机的输出轴上也套装一个齿轮，通过两个齿轮的啮合实现电机对主动带轮1的旋转驱动，抛光研磨带4紧套在主动带轮1、第一从动带轮2和第二从动带轮3上构成轮带式传动，通过电机驱动主动带轮1旋转，主动带轮1通过抛光研磨带4带动第一从动带轮2与第二从动带轮3转动。

主动带轮1可以布置在三角形的任意一个顶点处，三角形可以为直角三角形、钝角三角形或锐角三角形。

在图1所示的示例中，主动带轮1、第一从动带轮2与第二从动带轮3呈直角三角形布置，主动带轮1位于直角三角形的直角顶点处。EVA泡沫6固定在固定背板5上，向第一从动带轮2与第二从动带轮3之间的抛光研磨带4施加压力，使第一从动带轮2与第二从动带轮3之间的抛光研磨带4沿着光学元件7的母线紧密贴合在光学元件7的表面，光学元件7安装在旋转台8上，且与旋转台8同轴，由旋转台8驱动光学元件7沿自身轴线旋转。

对于主动带轮1位于不同的位置，可以是主动带轮1与第一从动带轮2之间的抛光研磨带4贴合于光学元件7的表面，还可以是主动带轮1与第二从动带轮3之间的抛光研磨带4贴合于光学元件7的表面。

通过电机驱动抛光研磨带4沿光学元件7的母线方向进行运动，同时通过旋转台8带动光学元件7沿自身轴线进行转动，最终实现抛光研磨带4对整个光学元件7的抛光。

本实用新型可以通过调整固定背板5的位置来改变EVA泡沫6相对于光学元件7的距离，实现EVA泡沫6对抛光研磨带4的压力可调，最终达到调节抛光压力的效果，使抛光压力适中。

本实用新型还可以微调主动带轮1、第一从动带轮2与第二从动带轮3的空间位置关系，间接调整抛光研磨带4的张紧度，也能达到调节抛光压力的效果。

针对碳化硅、熔石英等光学元件，在研磨阶段时，可以把抛光研磨带4更换为固着金刚石颗粒的研磨带，调整主动带轮1的速度(例如>1000rpm)，更换EVA泡沫6的硬度(例如<shore D 50)使得与光学元件7的接触面积增大，能够实现快速的去除材料。而在精抛光阶段时，则把抛光研磨带4更换为聚氨酯或是特制超纤抛光带，调整主动带轮1的速度(例如＝100rpm)，更换EVA泡沫6的硬度(例如＝shore D 80)使得与光学元件7的接触面积偏小且可控。为配合聚氨酯或是特制超纤抛光带的使用，磨料采用小颗粒金刚石的悬浮液，且直接喷射到抛光带与光学元件的接触区从而实现稳定性较高的材料去除目的。

针对蓝宝石、AlON、尖晶石等硬质光学元件时，其抛光方式与碳化硅光学元件一致。而针对熔石英光学元件时，在精抛光阶段，磨料一般采用氧化铝或是氧化铈的悬浮液即可，其抛光方式与上述保持一致。

实施例2

图2示出了根据本实用新型实施例2的抛光加工装置的结构。

如图2所示，本实用新型实施例2提供的抛光加工装置用于对光学元件7`进行抛光，具体包括：主动带轮1`、第一从动带轮2`、第二从动带轮3`、抛光研磨带4`、固定背板5`、包络线抛光工具6`和旋转台8`。

主动带轮1`、第一从动带轮2`、第二从动带轮3`、抛光研磨带4`、固定背板5`和旋转台8`的结构均与实施例1中对应的主动带轮1、第一从动带轮2、第二从动带轮3、抛光研磨带4、固定背板5、旋转台8的结构相同。

实施例2与实施例1的区别仅在于将柔性施力层从EVA泡沫6替换为表面包裹有弹性橡胶的小直径轴承构成的包络线抛光工具6`。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种抛光加工装置，包括：三个带轮、固定背板、柔性施力层和抛光研磨带；其中，所述柔性施力层固定在所述固定背板上，三个带轮呈三角形布置，其中一个作为主动轮由电机驱动旋转，所述抛光研磨带紧套在三个带轮上构成轮带式传动，所述抛光研磨带位于两个带轮之间的部分在所述柔性施力层施加的压力下紧密贴合于光学元件的表面。

2.如权利要求1所述的抛光加工装置，其特征在于，作为主动轮的带轮布置在三角形最大内角的顶点处。

3.如权利要求2所述的抛光加工装置，其特征在于，所述柔性施力层为EVA泡沫或包裹有橡胶的轴承链。

4.如权利要求2所述的抛光加工装置，其特征在于，所述抛光研磨带为精密研磨带或精密抛光带。

5.如权利要求1～4中任一项所述的抛光加工装置，其特征在于，还包括旋转台，所述光学元件同轴安装到所述旋转台上。

Images