專利名稱：用于光學(xué)加工的真空自勵研磨拋光工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光學(xué)加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及對研磨拋光工具的一種改進。
圖1是已有技術(shù)的研磨拋光工具的結(jié)構(gòu)圖，它由以下要素組成的拋光膜1、拋光工具的基體2、帶有球頭的驅(qū)動桿3、工作面4。其中，拋光膜1加熱熔化后與拋光工具的基體2粘結(jié)為一體，工作面4是經(jīng)加熱壓制修整而成，帶有球頭的驅(qū)動桿3和拋光工具的基體2是通過球頭和球凹鉸連在一起。
在光學(xué)加工過程中，將工作面4置于加工元件的表面上，并在其間加入拋光溶液，在外力F的作用下，通過外部驅(qū)動源作用于驅(qū)動桿，使拋光工具產(chǎn)生擺動，可實現(xiàn)對常規(guī)光學(xué)元件平面及球面鏡進行拋光。但該拋光工具不能用于超薄元件，高度輕量化元件以及非球面元件的加工，其存在的問題有1．在常規(guī)的光學(xué)研磨和拋光過程中，拋光工具的結(jié)構(gòu)尺寸比加工元件大，且為其保證加工過程的穩(wěn)定不變形，拋光工具的基體2通常設(shè)計的比較厚重，這樣使得拋光工具的自身重量很大，加之外力F作用，對加工元件的表面造成了施力和“印痕”作用，而使其被迫變形，從而影響了加工元件表面精度的提高。
2．在加工過程中拋光膜1的材料自身的流動性，加工磨損和硬度難以控制，因而它與加工表面的吻合性差，降低了加工效率。
3．在加工過程中，由拋光膜通過拋光溶液硬性地作用于加工元件表面，不利于加工元件的面形精度和表面粗糙度的提高。
木發(fā)明的目的在于有效地解決常規(guī)光學(xué)元件，以及超薄光學(xué)元件，高度輕量化元件和非球面元件的研磨和拋光的數(shù)控加工問題，提供一種用于光學(xué)加工的真空自勵研磨拋光工具。
本發(fā)明的研磨拋光工具它由以下要素組成的，拋光體1、基座2、液體通孔3、管接頭4、真空吸泵5、球頭6、驅(qū)動桿7、供液泵8、管接頭9、液體通孔10、正壓微孔11、正壓工作室12、拋光工作面13、負壓工作室14和負壓微孔15，驅(qū)動桿7上的驅(qū)動桿球頭6與基座2上的球凹鉸接，在拋光體1的本體上分別制備有多個按一定規(guī)律分布的正壓微孔11與正壓工作室12和負壓微孔14與負壓工作室15及拋光工作面13，拋光體1的上表面與基座2固定連接為一體，在基座2上制備有與正、負壓微孔11、14和正、負工作室12、15相對應(yīng)分布的液體通孔3和10，管接頭4和9與基座2密封固定連接，由管接頭9內(nèi)的通孔、液體通孔10、正壓微孔11、正壓工作室12組成正壓液體通道，并由供液泵8的輸出端與管接頭9連接，且供液泵8的液體給入正壓液體通道，由管接頭4內(nèi)的通孔、液體通孔13、負壓微孔14、負壓工作室15組成負壓液體通道，并由真空吸泵5的輸入端與管接頭4連接，且負壓液體通道的液體給入真空吸泵5。
在光學(xué)數(shù)控加工過程中，將本發(fā)明的研磨拋光工具中的拋光工作面13置于加工元件表面上，兩表面之間工作液為研磨溶液或拋光溶液，在驅(qū)動桿7連接的光學(xué)數(shù)控加工中心的驅(qū)動源作用下，利用管接頭9通過管路連接的真空吸泵5和管接頭4通過管路連接的供液泵8，在正壓微孔11和負壓微孔15節(jié)流作用下，使得正壓工作室12和負壓工作室14內(nèi)分別產(chǎn)生吸附力和懸浮力，從而在拋光工作面13與加工元件表面之間形成一種內(nèi)應(yīng)力——即加工所需的加工力，同時在兩表面之間也形成具有一定剛度和韌性的流體層，柔性地作用于加工元件表面，用于完成常規(guī)光學(xué)元件，以及超薄光學(xué)元件，高度輕量化元件和非球面元件的研磨和拋光。
本發(fā)明優(yōu)點1．在光學(xué)數(shù)控加工中本發(fā)明的研磨拋光工具的結(jié)構(gòu)尺寸可遠小于被加工元件的尺寸，加工力來源于正壓工作室12和負壓工作室14產(chǎn)生的吸附力和懸浮力而形成的，即在拋光頭工作面與加工元件表面之間的內(nèi)力，因而可使本發(fā)明的工具作用于元件表面的外力趨于零，從而提高了加工元件的表面精度。
2．拋光體采用具有很好的拋光特性的有機材料，并且利用真空吸泵和供液泵分別產(chǎn)生的吸附力和懸浮力使拋光體具有很好自勵彈性變形，利于滿足加工元件表面特別是非球面元件表面所需的吻合度，達到理想的研磨和拋光去除效果。
3．在加工過程中，依靠本發(fā)明中的工作面與加工表面形成具有一定剛度和韌性的液體層柔性地作用于加工元件表面，提高了加工元件面形精度和表面粗糙度及加工效率。
基于上述優(yōu)點本發(fā)明適于常規(guī)光學(xué)元件和超薄元件，高度輕量化元件和非球面元件的研磨和拋光。


圖1是已有技術(shù)的平面研磨拋光工具的結(jié)構(gòu)主視圖；圖2是本發(fā)明一種實施例平面研磨拋光工具的主視圖；圖3是本發(fā)明一種實施例平面研磨拋光工具的仰視圖；本發(fā)明的實施例如圖2和圖3所示(1)拋光體1——采用聚四氟乙稀或其它有機材料，可根據(jù)需要制成圓形、正方形或棱形，在其本體上分別制備有四個且均勻交叉對稱分布或按某一個對稱軸交叉對稱分布的正壓微孔11與正壓工作室12和負壓微孔14與負壓工作室15，拋光體1的上表面與基座2粘結(jié)為一體，拋光體1的下表面為研磨拋光工作面13，它可采用平面工作面用于光學(xué)平面加工，還可采用球形工作面用于光學(xué)非球面加工。
(2)基座2——采用的是不銹鋼材料制成，在基座2本體上分別制備有八個液體通孔3和10，基座2與管接頭4和9可采用螺紋連接，基座2與驅(qū)動桿7上的驅(qū)動桿球頭6鉸接。
(3)管接頭4、9——采用H62材料制成，在其本體內(nèi)加工有液體通孔，管接頭4通過管路與外部設(shè)備真空吸泵5連接，管接頭9通過管路與外部設(shè)備供液泵8連接。
(4)驅(qū)動桿7——采用的是不銹鋼材料制成，在其本體上制備有球頭6。
本發(fā)明的真空自勵研磨拋光工具能夠有效快速地進行光學(xué)元件表面的研磨和拋光，它的工作面有多個交叉有規(guī)律分布的正壓工作室和負壓工作室，并通過各自連接的真空吸泵和供液泵，用于產(chǎn)生吸附力和懸浮力——即所需加工力，而且該加工力可以控制和調(diào)節(jié)改變，來滿足加工過程所要求的材料最佳去除量，同時在工作面和加工元件表面之間形成具有一定剛度和韌性的流體層，柔性地作用于加工元件表面，實現(xiàn)研磨和拋光。本發(fā)明的研磨拋光工具可用于常規(guī)光學(xué)元件和超薄光學(xué)元件，高度輕量化元件和非球面元件的研磨和拋光。
權(quán)利要求1.一種用于光學(xué)加工的真空自勵研磨拋光工具，它包括基座2、拋光工作面4、球頭6、驅(qū)動桿7，其特征在于在拋光體1的本體上分別制備有多個按一定規(guī)律分布的正壓微孔11與正壓工作室12和負壓微孔14與負壓工作室15及拋光工作面13，拋光體1的上表面與基座2固定連接為一體，在基座2上制備有與正、負壓微孔11、14和正、負工作室12、15相對應(yīng)分布的液體通孔3和10，管接頭4和9與基座2密封固定連接，由管接頭9內(nèi)的通孔、液體通孔10、正壓微孔11、正壓工作室12組成正壓液體通道，并由供液泵8的輸出端與管接頭9連接，且供液泵8的液體給入正壓液體通道，由管接頭4內(nèi)的通孔、液體通孔13、負壓微孔14、負壓工作室15組成負壓液體通道，并由真空吸泵5的輸入端與管接頭4連接，且負壓液體通道的液體給入真空吸泵5。
專利摘要本實用新型屬于光學(xué)加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及對研磨拋光工具的一種改進。它由拋光體1、基座2、液體通孔3、管接頭4、真空泵5、球頭6、驅(qū)動桿7、供液泵8、管接頭9、液體通孔10、正壓微孔11、正壓工作室12、拋光工作面13、負壓工作室14和負壓微孔15組成，本實用新型能夠有效快速地進行光學(xué)元件表面的研磨和拋光；加工力可以控制和調(diào)節(jié)改變，來滿足加工過程所要求的材料最佳去除量；可用于常規(guī)光學(xué)元件和超薄元件，高度輕量化元件和非球面元件的研磨和拋光。
文檔編號B24B13/06GK2352308SQ9821697
公開日1999年12月8日 申請日期1998年7月8日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月8日
發(fā)明者張忠玉, 余景池 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械研究所