專利名稱：用于光學(xué)加工的真空自勵(lì)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(duì)研磨拋光工具的一種改進(jìn)。
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(dòng)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(dòng)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(dòng)源作用于驅(qū)動(dòng)桿，使拋光工具產(chǎn)生擺動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)常規(guī)光學(xué)元件平面及球面鏡進(jìn)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(jì)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(duì)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(dòng)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(lì)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(dòng)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(fù)壓工作室14和負(fù)壓微孔15，驅(qū)動(dòng)桿7上的驅(qū)動(dòng)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(gè)按一定規(guī)律分布的正壓微孔11與正壓工作室12和負(fù)壓微孔14與負(fù)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(fù)壓微孔11、14和正、負(fù)工作室12、15相對(duì)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(fù)壓微孔14、負(fù)壓工作室15組成負(fù)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(fù)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(dòng)桿7連接的光學(xué)數(shù)控加工中心的驅(qū)動(dòng)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(fù)壓微孔15節(jié)流作用下，使得正壓工作室12和負(fù)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(shí)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(diǎn)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(yuǎn)小于被加工元件的尺寸，加工力來源于正壓工作室12和負(fù)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(jī)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(lì)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(dá)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(diǎn)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(shí)施例平面研磨拋光工具的主視圖；圖3是本發(fā)明一種實(shí)施例平面研磨拋光工具的仰視圖；本發(fā)明的實(shí)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(jī)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(gè)且均勻交叉對(duì)稱分布或按某一個(gè)對(duì)稱軸交叉對(duì)稱分布的正壓微孔11與正壓工作室12和負(fù)壓微孔14與負(fù)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(gè)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(dòng)桿7上的驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(lì)研磨拋光工具能夠有效快速地進(jìn)行光學(xué)元件表面的研磨和拋光，它的工作面有多個(gè)交叉有規(guī)律分布的正壓工作室和負(fù)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(shí)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(shí)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(lì)研磨拋光工具，它包括基座2、拋光工作面4、球頭6、驅(qū)動(dòng)桿7，其特征在于在拋光體1的本體上分別制備有多個(gè)按一定規(guī)律分布的正壓微孔11與正壓工作室12和負(fù)壓微孔14與負(fù)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(fù)壓微孔11、14和正、負(fù)工作室12、15相對(duì)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(fù)壓微孔14、負(fù)壓工作室15組成負(fù)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(fù)壓液體通道的液體給入真空吸泵5。
專利摘要本實(shí)用新型屬于光學(xué)加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及對(duì)研磨拋光工具的一種改進(jìn)。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(dòng)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(fù)壓工作室14和負(fù)壓微孔15組成，本實(shí)用新型能夠有效快速地進(jìn)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(hào)B24B13/06GK2352308SQ9821697
公開日1999年12月8日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中國科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械研究所