一種新型浮法拋光設(shè)備及拋光方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種新型浮法拋光設(shè)備及拋光方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中經(jīng)普通拋光后的光學(xué)元件表面粗糙度精度低的問題，包括以下步驟：將拋光粉加水調(diào)成拋光液，拋光液的PH值為5.5～7；把待拋光工件輕放在磨盤上，保證待拋光工件與磨盤表面相吻合；將拋光液倒入拋光盤中，拋光液將待拋光工件和磨盤下表面浸沒；將拋光盤的壓力設(shè)置為0.07～0.12Mpa，磨盤轉(zhuǎn)速設(shè)置為10～30rpm，拋光液自動(dòng)循環(huán)供給進(jìn)行拋光；拋光完成后取出，清洗封裝。本發(fā)明可使光學(xué)元件的表面粗糙度提高至1nm?Rz～0.5nm?Rz，降低成本，提高效率。
【專利說明】一種新型浮法拋光設(shè)備及拋光方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)零件研磨拋光領(lǐng)域，特別是指一種新型浮法拋光方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光學(xué)零件的加工基本包括切割成型、研磨、拋光三道工序；最終的光學(xué)表面質(zhì)量由拋光決定，因此拋光是最重要的工序。通常高質(zhì)量光滑表面的拋光是以柏油或毛氈呢絨等纖維材料作拋光盤，配以拋光液或研磨膏來達(dá)到技術(shù)要求。
[0003]光學(xué)薄膜技術(shù)是光學(xué)領(lǐng)域里的一項(xiàng)重要組成部分，涵蓋了計(jì)算機(jī)，真空技術(shù)，光電技術(shù)，材料科學(xué)等各方面領(lǐng)域，而光學(xué)基片的粗糙度優(yōu)和差，會(huì)直接影響后一步的膜層鍍制工作。光學(xué)薄膜分為單層，雙層，多層等?，F(xiàn)在隨著科學(xué)的進(jìn)步，已有鍍制幾十層至上百層的薄膜。而原有的光學(xué)拋光技術(shù)及傳統(tǒng)設(shè)備只能解決單層，雙層及多層薄膜鍍制，當(dāng)前因?yàn)榭萍嫉倪M(jìn)步，社會(huì)的發(fā)展，對(duì)光學(xué)元件的表面粗糙度也提出了更高的要求。但我們現(xiàn)有的拋光技術(shù)及傳統(tǒng)工藝設(shè)備，所加工光學(xué)元件的表面粗糙度很難達(dá)到現(xiàn)代光學(xué)，電子光學(xué)等新領(lǐng)域里的更高的技術(shù)要求，然而普通拋光后的光學(xué)元件，其邊緣幾何尺寸總不太好，經(jīng)常有塌邊或翹邊現(xiàn)象；并且在高倍顯微鏡下可以看到表面有塑性畸變層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種新型浮法拋光方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中普通拋光方法質(zhì)量差、效率低的問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種新型浮法拋光設(shè)備，包括機(jī)架，機(jī)架上設(shè)置有用于放置拋光液的拋光盤、工件架、磨盤和工件，工件固定在工件架上方，拋光液將工件和磨盤下表面浸沒，拋光盤與工件之間形成一層拋光液膜，拋光機(jī)上還設(shè)置轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸固定設(shè)置在磨盤中心，并與機(jī)架連接，使拋光盤與磨盤同速運(yùn)轉(zhuǎn)，拋光盤設(shè)有供液孔。
[0007]優(yōu)選的，機(jī)架為鐵質(zhì)機(jī)架，并為箱體式結(jié)構(gòu)。
[0008]優(yōu)選的，拋光盤為金屬基體表面涂覆金屬錫的拋光盤，直徑為600mm，厚度為20-30mmo
[0009]一種新型浮法拋光方法，包括以下步驟:
[0010](I)將拋光粉加干凈水調(diào)成拋光液，拋光粉為顆粒度為1000目的氧化鈰，所述拋光液的PH值為5.5?7 ;
[0011](2)把待拋光工件輕放在磨盤上，保證待拋光工件與磨盤表面相吻合；
[0012](3)將拋光液倒入拋光盤中,拋光液將待拋光工件和磨盤下表面浸沒；
[0013](4)將拋光盤的壓力設(shè)置為0.07?0.12Mpa，磨盤轉(zhuǎn)速設(shè)置為10?30rpm，拋光液自動(dòng)循環(huán)供給進(jìn)行拋光；
[0014](5)拋光完成后取出，清洗封裝。
[0015]優(yōu)選的，步驟(5)的清洗是用清水和無水乙醇混合液依次進(jìn)行清洗。[0016]優(yōu)選的，在步驟(4)拋光過程中，磨盤速度成階段遞減速度運(yùn)行。
[0017]本發(fā)明的有益效果為:
[0018]本浮法超光滑拋光技術(shù)就可以解決幾十層，上百層薄膜的鍍制難題，使生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)間比原來縮短3-5小時(shí)，產(chǎn)品合格率95%以上，比傳統(tǒng)工藝做的產(chǎn)品合格率提高了20%-30%，并充分考慮到了減緩切向力，讓拋光液在光學(xué)元件的拋光過程中的水解作用，在表面形成硅酸膠層，充分發(fā)揮了拋光盤膜層的化學(xué)作用，拋光劑的吸附作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本發(fā)明一種新型拋光設(shè)備的平面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明一種新型拋光方法的流程圖。
[0022]圖中:
[0023]1、機(jī)體；2拋光盤、；3、拋光液；4、拋光盤表面溝槽；5、工件；6、拋光液膜。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025]如圖1所示，在對(duì)工件5如光學(xué)元件進(jìn)行浮法拋光前，被加工的光學(xué)元件首先要進(jìn)行預(yù)拋光，干燥，然后進(jìn)行浮法拋光。
[0026]浮法拋光機(jī)，包括機(jī)架，機(jī)架可采用優(yōu)質(zhì)鑄鐵材料，并通過精密鑄造完成，并采用箱體式結(jié)構(gòu)，該箱體式結(jié)構(gòu)可以有效控制機(jī)架在成型過程中的熱變形以及工作過程中的力變形；機(jī)架上設(shè)置有用于放置拋光液3及拋光粉4的拋光盤1，拋光盤I為質(zhì)的較軟的金屬錫盤；拋光液3將工件5和磨盤2浸沒，形成工件與磨盤間的拋光液膜6 ；以及用于存放工件5，并使工件5與拋光液3及拋光粉4壓力接觸，并形成磨削作用的磨盤2，當(dāng)工件5和拋光盤I發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，磨盤2在外界力作用下，對(duì)拋光盤I中間的拋光液3和拋光粉4形成一定的壓力；拋光液3和拋光粉4對(duì)工件5表面形成磨削作用，去除工件5表面的高點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)工件5表面的快速加工。此外，拋光機(jī)上還配置轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸位于磨盤2上方，并與機(jī)架連接，使拋光盤I與磨盤2同速運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到主動(dòng)環(huán)拋的效果，以實(shí)現(xiàn)高精度的拋光。拋光盤I的基體材料可選用天然花崗巖，直徑為600mm,厚度為20-30mm,拋光盤I平面度面形精度可為3 μ m，在拋光盤I的中心設(shè)有供液孔，拋光液3經(jīng)過回轉(zhuǎn)接頭被直接注入到工件5的被拋光表面上。
[0027]拋光過程中，拋光液3隨磨盤2旋轉(zhuǎn)，拋光液3選用顆粒較細(xì)的目數(shù)為1000目的氧化鈰CeO2，拋光液3的PH值控制在5.5?7之間，由于流體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)壓，工件5與磨盤2之間形成一層薄薄的拋光液膜6，使得工件5浮在磨盤2上旋轉(zhuǎn)，保持軟接觸。拋光盤I的壓力，從0.07?0.12Mpa之間分階段的改變，磨盤2轉(zhuǎn)速控制在30?lOrpm，在全部拋光過程中，速度成遞減速度運(yùn)行；液體旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心作用使拋光液3中粒度稍大的顆粒被甩到四周，并漸漸沉到底部，這樣夾在磨盤2與工件5間的拋光液膜6中的磨料越來越精細(xì)均勻；被加工光學(xué)表面越來越光滑，最后達(dá)到光滑。
[0028]工件5的形狀主要由磨盤2的形狀決定，浮法拋光中，由于錫材料本身的特性,其硬度及流動(dòng)性適中，在拋光中磨盤2的磨損可以忽略，因而磨盤2的平面度是很容易控制的；這樣保證了工件5面形的穩(wěn)定性，而使用浮法拋光工藝技術(shù)，可使光學(xué)元件的表面粗糙度提高至Inm Rz?0.5nm Rz，甚至更高。由于拋光時(shí)，拋光盤I與工件5產(chǎn)生光學(xué)接觸，力口工時(shí)切向力很大，使得光學(xué)接觸區(qū)域上的微痕擦去，新表面，由于張力的作用而形成光滑的表面結(jié)構(gòu)。
[0029]如圖2所示，本發(fā)明的一種新型浮法拋光方法，包括以下步驟:
[0030](I)將拋光粉4加干凈水調(diào)成拋光液3，拋光粉4為顆粒度為1000目的氧化鈰，拋光液3的PH值為5.5?7 ;
[0031](2)把待拋光的工件5輕放在磨盤2上，保證工件5與磨盤2表面相吻合；
[0032](3)將拋光液3倒入拋光盤I中，拋光液3將待拋光的工件5和磨盤2下表面浸沒；
[0033](4)將拋光盤I的壓力設(shè)置為0.07?0.12Mpa，磨盤2轉(zhuǎn)速設(shè)置為10?30rpm，拋光液3自動(dòng)循環(huán)供給進(jìn)行拋光；
[0034]( 5 )拋光完成后取出，清洗封裝。
[0035]本發(fā)明提供的新型浮法拋光方法，使生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)間比原來縮短3-5小時(shí)，產(chǎn)品合格率95%以上，比傳統(tǒng)工藝做的產(chǎn)品合格率提高了 20%-30%，并充分考慮到了減緩切向力，讓拋光液在光學(xué)元件的拋光過程中的水解作用，在表面形成硅酸膠層，充分發(fā)揮了拋光盤膜層的化學(xué)作用，拋光劑的吸附作用。
[0036]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種新型浮法拋光設(shè)備，其特征在于，包括機(jī)架，所述機(jī)架上設(shè)置有用于放置拋光液的拋光盤、工件架、磨盤和工件，所述工件固定在所述工件架上方，所述拋光液將所述工件和所述磨盤下表面浸沒，所述拋光盤與所述工件之間形成一層拋光液膜，所述拋光機(jī)上還設(shè)置轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸固定設(shè)置在所述磨盤中心，并與所述機(jī)架連接，使所述拋光盤與所述磨盤同速運(yùn)轉(zhuǎn)，所述拋光盤設(shè)有供液孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型浮法拋光設(shè)備，其特征在于，所述機(jī)架為鐵質(zhì)機(jī)架，并為箱體式結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型浮法拋光設(shè)備，其特征在于，所述拋光盤為在金屬基體表面涂覆金屬錫的拋光盤，直徑為600mm，厚度為20_30mm。
4.一種新型浮法拋光方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將拋光粉加水調(diào)成拋光液，所述拋光粉為顆粒度為1000目的氧化鈰，所述拋光液的PH值為5.5?7 ; (2)把待拋光工件輕放在磨盤上，保證待拋光工件與所述磨盤相吻合； (3)將所述拋光液倒入拋光盤中，所述拋光液將待拋光工件和所述磨盤的下表面浸沒； (4)將所述拋光盤的壓力設(shè)置為0.07?0.12Mpa，所述磨盤轉(zhuǎn)速設(shè)置為10?30rpm，拋光液自動(dòng)循環(huán)供給進(jìn)行拋光； (5)拋光完成后取出，清洗封裝。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型浮法拋光方法，其特征在于，所述步驟(5)的清洗是用清水及無水乙醇混合液依次進(jìn)行清洗。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型浮法拋光方法，其特征在于，在所述步驟(4)拋光過程中，所述磨盤速度成階段性遞減速度運(yùn)行。
【文檔編號(hào)】B24B13/00GK103737452SQ201410020162
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】王成 申請(qǐng)人:王成