CN109664179A - 环形抛光机 - Google Patents

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Abstract

一种环形抛光机，包括固定安装有抛光盘的机架，浇注在抛光盘上表面的抛光模，固定在抛光机机架悬臂上的连接杆，与连接杆连接且放置于抛光模上的轴承式校正盘。本发明具有结构简单，操作方便的特点，通过设置校正盘对抛光模相同径向位置同比例的磨削，实现校正盘对抛光模的均匀磨削，保持抛光模面形稳定，有效控制加工的元件面形，提高加工效率。

Description

环形抛光机
技术领域
本发明涉及光学元件环抛加工，特别是一种环形抛光机。
背景技术
环形抛光加工因其在全频谱、全局化平滑方面的控制优势，广泛应用于平面光学元件的加工。环抛加工通常是在由电机驱动的抛光盘上浇注抛光模，在抛光模上放置一个校正盘和一个或多个待加工元件，抛光模、校正盘和工件环分别以特定的角速度自转。同时，向抛光模滴加抛光液，通过校正盘、抛光粉颗粒对抛光模的机械化学作用，实现元件表面材料去除得到超光滑表面。
环形加工常用的抛光模材料一般是沥青，通常对抛光模的磨削一般是靠比抛光模环带大的且重量比较大的校正盘完成。通过经验选择依靠大而重的校正盘，完成对抛光模的挤压和磨削，从而改变抛光模形状。一旦环形抛光机的校正盘选定即无法改变，无法对抛光模进行局部修形。传统环形抛光的过程，即通过反复调整校正盘的偏心距，实现对抛光模面形的均匀磨削，从而得到符合要求的元件面形，修形效率低且严重依赖加工人员的经验。
基于以上论述，如果能够实现抛光模的整个平面的均匀磨削，实现校正盘对抛光模相同径向位置的同比例磨削，即对抛光模进行均匀磨削，保持抛光模面形稳定，从而有效控制加工的元件面形，提高加工效率。
发明内容
本发明的目的是提出一种环形抛光机，该环形抛光机的校正盘能对抛光模磨削长度和磨削比例的调节，保证抛光模的面形均匀磨削，从而保持抛光模面形的长期稳定，实现对抛光模的均匀磨削。
本发明具有结构简单，操作方便的特点，通过设置校正盘相同径向位置的同比例磨削，有效控制抛光模的面形变化，从而保证加工元件的加工精度和面形的一致性，提高加工效率。
本发明的技术解决方案如下：
一种环形抛光机，包括抛光盘、校正盘,在所述的抛光盘上浇注抛光模，在所述的抛光盘外有一固定在地面上的立柱，该立柱之顶固定有悬臂，其特点在于，
所述的校正盘的构成包括位于所述的抛光模上的外环和内环及其之间的圆柱滑辊组成轴承连接，位于所述的内环上一直径的两端各开有一凸台限位孔，所述的悬臂上固定有第一连接杆和第二连接杆，所述的第一连接杆和第二连接杆的末端为凸台，所述的第一连接杆的凸台和第二连接杆的凸台分别***所述的凸台限位孔中且仅可在凸台限位孔内上下浮动，将所述的校正盘置于所述的抛光模上，
所述的校正盘的外环半径R2大于抛光模的环带的宽度，即抛光盘的内半径R0和外半径R1之差，该校正盘的内环固定有一与抛光盘同圆心角的扇形结构磨削块，该磨削块由内边缘、外边缘、曲线磨削缩减段和径向磨削侧构成，磨削块的内边缘和外边缘为与所述的抛光盘同心的圆弧，磨削块的径向磨削侧的一侧为直线，另一侧为带缩减段的曲线，所述的磨削块的内边缘半径等于所述的抛光盘的中央水槽的半径R0，外边缘的半径等于抛光盘的半径R1，所述的磨削块的宽度等于所述的抛光模环带的宽度，即R1-R0，所述的磨削块的材质是匀质分布的大理石或玻璃，所述的磨削块的缩减段的磨削弧长为：
其中：
R为校正盘边缘处P点到抛光盘中心的距离，R取值范围R0<R<R1；
R0为抛光盘内半径(即环拋机中央水槽半径)；
R1为抛光盘外半径(即环拋机的抛光盘半径)；
R2为校正盘外环的半径；
R3为校正盘内环的半径；
e为校正盘圆心相对于抛光盘圆心的偏心距离；
C为磨削比例常数，一般取π/6～π/4。
利用上述环形抛光机实现抛光模的磨削均匀的方法，该方法包括如下步骤：
1)将所述的校正盘通过所述的第一连接杆和第二连接杆放置在所述的抛光模上，将待抛光元件放置在所述的抛光模上，启动环形抛光机对待抛光元件进行抛光；
2)使用干涉仪检测该抛光元件的面形PV：
持续抛光一段时间后，抛光元件与抛光模已紧密贴合，此时抛光元件面形即抛光模面形，若检测的抛光元件的面形PV>0.5λ时，则将校正盘继续对抛光模抛光加工，每隔2小时，用干涉仪检测一次抛光元件面形PV；当抛光元件的面形PV<0.5λ时，即转入下一步；
3)完成抛光元件的抛光加工。
本发明的优点如下：
所述的校正盘采用与抛光盘同心且同角度的扇形结构，实现校正盘对抛光模相同径向位置的同比例磨削，保证校正盘对抛光模的均匀磨削和抛光模面形的稳定。
本发明具有结构简单，操作方便的特点，通过设置调节校正盘对抛光模的相同径向位置上的同比例磨削，有效控制抛光模的面形变化，从而保证加工元件的加工精度和面形的一致性，提高加工效率。
附图说明
图1为本发明环形抛光机的结构示意图；
图2为校正盘的轴测图；
图3为校正盘的剖视正视图；
图4为校正盘的俯视图；
图5为环形抛光机上抛光盘与校正盘的几何关系图；
图中：1-抛光盘，2-抛光模，3-校正盘，31-外环，32-圆柱滑辊，33-内环，34凸台限位孔，4-校正盘立柱，51-磨削块，52-磨削块内边缘，53-磨削块外边缘，54-缩减段，61-悬臂，62-第一连接杆，63-第二连接杆，7-环拋机底座，81-中央水槽，82-接水槽，91-抛光盘电机
R-校正盘边缘处P点到抛光盘中心的距离，R0-抛光盘内半径(即中央水槽81的半径)，R1-抛光盘外半径(抛光盘半径)，R2-校正盘外环半径，R3-校正盘内环的半径，e-抛光盘和校正盘圆心的偏心距，α1-内环上P点与x轴夹角。α2-校正盘外环上P点的对应点与x轴夹角。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的变换范围。
参阅图1，图1为本发明环形抛光机的结构示意图，由图可见，本发明环形抛光机，包括抛光盘1、校正盘3,在所述的抛光盘1上浇注抛光模2，在所述的抛光盘1外有一固定在地面上的立柱4，该立柱4之顶固定有悬臂61，所述的校正盘3的构成包括位于所述的抛光模2上的外环31和内环33及其之间的圆柱滑辊32组成轴承连接(参见图3)，位于所述的内环33上一直径的两端各开有一凸台限位孔34，所述的悬臂61上固定有第一连接杆62和第二连接杆63，所述的第一连接杆62和第二连接杆63的末端为凸台，所述的第一连接杆62的凸台和第二连接杆63的凸台分别***所述的凸台限位孔34中且在凸台限位孔34内可上下浮动，将所述的校正盘3置于所述的抛光模2上，
参见图2、3、4、5，所述的校正盘3的外环半径R2大于抛光模2的环带的宽度，即抛光盘的内半径R0和外半径R1之差，该校正盘3的内环33固定有一与抛光盘1同圆心角的扇形结构磨削块51，该磨削块51由内边缘52、外边缘53、曲线磨削缩减段54和径向磨削侧构成，磨削块51的内边缘52和外边缘53为与所述的抛光盘1同心的圆弧，磨削块51的径向磨削侧的一侧为直线，另一侧为带缩减段54的曲线，所述的磨削块51的内边缘52半径等于所述的抛光盘1的中央水槽81的半径R0，外边缘53的半径等于抛光盘1的半径R1，所述的磨削块51的宽度等于所述的抛光模2环带的宽度，即R1-R0，所述的磨削块51的材质是匀质分布的大理石或玻璃，所述的磨削块51的缩减段54的磨削弧长为：
其中：
R为校正盘边缘处P点到抛光盘中心的距离，R取值范围R0<R<R1；
R0为抛光盘内半径(即环拋机中央水槽半径)；
R1为抛光盘外半径(即环拋机的抛光盘半径)；
R2为校正盘外环的半径；
R3为校正盘内环的半径；
e为校正盘圆心相对于抛光盘圆心的偏心距离；
C为磨削比例常数，一般取π/6～π/4。
利用上述环形抛光机实现抛光模的磨削均匀的方法，包括如下步骤：
1)将所述的校正盘3通过所述的第一连接杆62和第二连接杆63放置在所述的抛光模2上，将待抛光元件放置在所述的抛光模2上，启动环形抛光机对待抛光元件进行抛光；
2)使用干涉仪检测该抛光元件的面形PV：
持续抛光一段时间后，抛光元件与抛光模已紧密贴合，此时抛光元件面形即抛光模面形，若检测的抛光元件的面形PV>0.5λ时，则将校正盘3继续对抛光模2抛光加工，每隔2小时，用干涉仪检测一次抛光元件面形PV；当抛光元件的面形PV<0.5λ时，即转入下一步；
3)完成抛光元件的抛光加工。
忽略抛光粉颗粒对抛光模的磨削及抛光粉颗粒的水解反应对材料去除的影响。假设抛光盘和校正盘的转速相等且恒定。
使用校正盘的外环和磨削块均会磨削抛光模，所以在磨削块的侧面有缩减段，以补偿外环对同一径向位置上磨削比例的影响，则径向上带有缩减段的磨削块的磨削弧长计算公式为：
其中：
R-校正盘边缘处P点到抛光盘中心的距离，R取值范围R0<R<R1；
R0-抛光盘内半径(即环拋机中央水槽半径)；
R1-抛光盘外半径(即环拋机的抛光盘半径)；
R2-校正盘外环的半径；
R3-校正盘内环的半径；
e-校正盘圆心相对于抛光盘圆心的偏心距离；
C-磨削比例常数，一般取π/6～π/4。
通过校正盘对抛光模的均匀磨削，完成环形抛光机对元件的抛光操作。
实验表明，本发明具有结构简单，操作方便的特点，通过设置校正盘相同径向位置的同比例磨削，有效控制抛光模的面形变化，从而保证加工元件的加工精度和面形的一致性，提高加工效率。

Claims (2)

1.一种环形抛光机，包括抛光盘(1)、校正盘(3),在所述的抛光盘(1)上浇注抛光模(2)，在所述的抛光盘(1)外有一固定在地面上的立柱(4)，该立柱(4)之顶固定有悬臂(61)，其特征在于，
所述的校正盘(3)的构成包括位于所述的抛光模(2)上的外环(31)和内环(33)及其之间的圆柱滑辊(32)组成轴承连接，位于所述的内环(33)上一直径的两端各开有一凸台限位孔(34)，所述的悬臂(61)上固定有第一连接杆(62)和第二连接杆(63)，所述的第一连接杆(62)和第二连接杆(63)的末端为凸台，所述的第一连接杆(62)的凸台和第二连接杆(63)的凸台分别***所述的凸台限位孔(34)中且在凸台限位孔(34)内可上下浮动，将所述的校正盘(3)置于所述的抛光模(2)上，
所述的校正盘(3)的外环半径R2大于抛光模(2)的环带的宽度，即抛光盘的内半径R0和外半径R1之差，该校正盘(3)的内环(33)固定有一与抛光盘(1)同圆心角的扇形结构磨削块(51)，该磨削块(51)由内边缘(52)、外边缘(53)、曲线磨削缩减段(54)和径向磨削侧构成，磨削块(51)的内边缘(52)和外边缘(53)为与所述的抛光盘(1)同心的圆弧，磨削块(51)的径向磨削侧的一侧为直线，另一侧为带缩减段(54)的曲线，所述的磨削块(51)的内边缘(52)半径等于所述的抛光盘(1)的中央水槽(81)的半径R0，外边缘(53)的半径等于抛光盘(1)的半径R1，所述的磨削块(51)的宽度等于所述的抛光模(2)环带的宽度，即R1-R0，所述的磨削块(51)的材质是匀质分布的大理石或玻璃，所述的磨削块(51)的缩减段(54)的磨削弧长为：
其中：
R为校正盘边缘处P点到抛光盘中心的距离，R取值范围R0<R<R1；
R0为抛光盘内半径(即环拋机中央水槽半径)；
R1为抛光盘外半径(即环拋机的抛光盘半径)；
R2为校正盘外环的半径；
R3为校正盘内环的半径；
e为校正盘圆心相对于抛光盘圆心的偏心距离；
C为磨削比例常数，一般取π/6～π/4。
2.利用权利要求1所述的环形抛光机实现抛光模的磨削均匀的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
1)将所述的校正盘(3)通过所述的第一连接杆(62)和第二连接杆(63)放置在所述的抛光模(2)上，将待抛光元件放置在所述的抛光模(2)上，启动环形抛光机对待抛光元件进行抛光；
2)抛光2小时后，使用干涉仪检测该抛光元件的面形PV：
持续抛光一段时间后，抛光元件与抛光模已紧密贴合，此时抛光元件面形即抛光模面形，若检测的抛光元件的面形PV>0.5λ时，则将校正盘(3)继续对抛光模(2)抛光加工，每隔2小时，用干涉仪检测一次抛光元件面形PV；当抛光元件的面形PV<0.5λ时，即转入下一步；
3)完成抛光元件的抛光加工。
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