用于大口径光学元件离子束抛光的翻转设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光学加工技术领域，具体涉及一种用于大口径光学元件离子束抛光的翻转设备。
【背景技术】
[0002]离子束抛光是在光学元件精抛光阶段使用的一种技术手段，离子束抛光技术是在真空环境下，利用由离子源发射出的具有一定能量与空间分布的离子束流轰击光学表面，入射离子在光学表面一定深度内发生溅射效应，通过级联碰撞将能量传递给工件原子使其离开其原位置，当工件原子运动到工件表面并且能量大于材料的表面束缚能时工件原子飞离材料表面形成材料去除。离子束抛光可以获得稳定的去除函数，结合CC0S加工原理对光学表面进行加工，确定性高，面形收敛快。
[0003]如图1所示，加工工装2固定在工装板3正面中心，光学元件1固定在加工工装2正面中心，工装板3正面四个直角处分别设置有一对心装置6，靠近每个对心装置6的位置还设置有一正面吊装4，四个背面吊装5设置在工装板3背面，与正面吊装4 一一对应设置。在离子束抛光过程中，需要针对不同尺寸的光学元件1进行多次、快速、安全的翻转。目前，光学加工过程中，用于光学元件1的翻转机构多为简易结构，并且只能进行单次翻转，而针对离子束抛光过程，现有的翻转机构并不能针对不同尺寸的光学元件1进行多次、快速、安全的翻转，由于现有翻转机构多为简易结构，不能够承受住大口径光学元件1及其加工工装2、工装板3等工件的较大质量，其翻转过程的安全性大大降低。
【发明内容】
[0004]为了解决现有翻转机构不能针对不同尺寸的光学元件进行多次、快速、安全翻转的问题，本发明提供一种用于大口径光学元件离子束抛光的翻转设备。
[0005]本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下:
[0006]本发明的用于大口径光学元件离子束抛光的翻转设备，包括:
[0007]设备底座；
[0008]分别固定在设备底座两端的第一支撑座和第二支撑座；
[0009]与第一支撑座和第二支撑座通过轴连接的矩形钢框架；
[0010]固定在第二支撑座上且与矩形钢框架固连的蜗轮蜗杆通用减速器，通过电机驱动蜗轮蜗杆通用减速器带动矩形钢框架翻转；
[0011]由上下两部分组成的燕尾槽型夹紧装置，上部分包括:内表面设有燕尾槽的上夹具块、外表面与上夹具块的燕尾槽滑动连接的上基座、安装在上夹具块左端的上夹紧头、左右两端分别通过一上轴承安装在上基座内部的上丝杠、上端与上夹具块固连且其下端套装在上丝杠上的上连接座、固定在上轴承外侧的上轴端盖法兰，所述上基座内表面固定在矩形钢框架上表面上；转动上丝杠驱动上连接座，进而带动上夹具块运动；
[0012]下部分包括:内表面设有燕尾槽的下夹具块、外表面与下夹具块的燕尾槽滑动连接的下基座、安装在下夹具块左端的下夹紧头、安装在下夹具块内侧突出结构上的侧夹紧头、左右两端分别通过一下轴承安装在下基座内部的下丝杠、上端与下夹具块固连且其下端套装在下丝杠上的下连接座、固定在下轴承外侧的下轴端盖法兰，所述下基座内表面固定在矩形钢框架下表面上；转动下丝杠驱动下连接座，进而带动下夹具块运动。
[0013]进一步的，所述矩形钢框架由四个矩形钢结构首尾焊接而成，并且首尾焊接处分别通过一紧固件进行加固，增强翻转设备稳定性。
[0014]进一步的，所述矩形钢框架两端分别设置有一旋转轴；所述矩形钢框架左端的旋转轴通过第一连接法兰安装在第一支撑座的上端安装孔中，所述矩形钢框架右端的旋转轴通过第二连接法兰安装在第二支撑座的上端安装孔中，所述矩形钢框架的两个旋转轴可以在第一支撑座和第二支撑座的上端安装孔中旋转。
[0015]进一步的，所述蜗轮蜗杆通用减速器的输出轴与矩形钢框架右端的旋转轴固定相连。
[0016]进一步的，所述下夹紧头与上夹紧头相互平行，所述侧夹紧头分别与下夹紧头和上夹紧头相互垂直。
[0017]进一步的，所述上丝杠右端伸出上基座外部，所述上丝杠右端伸出部分为上扳手位置，通过扳手转动上扳手位置使上丝杠驱动上连接座。
[0018]进一步的，所述下丝杠右端伸出下基座外部，所述下丝杠右端伸出部分为下扳手位置，通过扳手转动下扳手位置使下丝杠驱动下连接座。
[0019]进一步的，所述第一支撑座和第二支撑座均采用三角形结构，增强翻转设备稳定性。
[0020]进一步的，所述蜗轮蜗杆通用减速器的型号为TPS125。
[0021]本发明的有益效果是:本发明提供一种新型的用于大口径光学元件离子束抛光的翻转设备，能够在离子束抛光过程中，对大口径光学元件进行快速安全的翻转，以保证顺利将光学元件输送至指定的加工位置。本发明具有适用于多种尺寸光学元件及其工装、允许的工件尺寸大、方便配合吊车工作的特点，为大口径光学元件在离子束抛光过程中的翻转问题提供了快速安全的解决方案。
[0022]本发明的翻转设备与现有技术相比具有以下优势:
[0023]1、本发明中的夹紧装置设计成燕尾槽型结构，可以适应不同尺寸光学元件的工装板，同时，方便配合室内吊车工作。该夹紧装置由上下两部分构成，每部分的基座均固定在矩形钢框架上，夹具块均采用燕尾槽滑轨形式与基座连接，夹具块由丝杠驱动，吊车将光学元件及其工装吊入翻转设备时上夹具块不动，下夹具块伸出支撑住光学元件及其工装，放置完成后，上夹具块伸出并配合下夹具块夹紧光学元件的工装板，完成夹紧。丝杠传动除了为夹具块提供驱动，其反向自锁的特性也保证了在翻转过程中光学元件的安全性，而燕尾槽滑轨的设置很好的适应了吊车的工作方式，同时由于增加了夹紧块的行程，该夹紧装置可以适用于不同尺寸的光学元件及其工装，具有很好的普适性。
[0024]2、本发明选用矩形钢结构作为框架，可以保证主体框架能够承受住大口径光学元件及其加工工装、工装板等工件的较大质量，同时又能尽量减小整个被翻转体的质量。
[0025]3、本发明选用蜗轮蜗杆通用减速器作为驱动装置，它的特点是当电机出现故障或突然失电后，整个翻转设备会由于蜗轮蜗杆传动的自锁性而保证大口径光学元件及其加工工装、工装板等工件的安全。
[0026]4、本发明的翻转设备提高了大口径光学元件在进行表面向下的离子束抛光时装夹的效率及安全性。
【附图说明】
[0027]图1为离子束抛光过程中的光学元件、加工工装及其工装板装配图。
[0028]图2为本发明所用的燕尾槽型夹具装置的主视图。
[0029]图3为图2所示的燕尾槽型夹具装置的左视图及局部剖视图。
[0030]图4为本发明的整个翻转设备的轴测图。
[0031]图中:1、光学元件，2、加工工装，3、工装板，4、正面吊装，5、背面吊装，6、对心装置，
7、上夹具块，8、上基座，9、下基座，10、下夹紧头，11、上夹紧头，12、侧夹紧头，13、下夹具块，14、上丝杠，14’、下丝杠，15、上连接座，15’、下连接座，16、上轴承，16’、下轴承，17、上轴端盖法兰，17’、下轴端盖法兰，18、矩形钢框架，19、上扳手位置，19’、下扳手位置，20、紧固件，21、第一支撑座，22、第一连接法兰，23、第二连接法兰，24、蜗轮蜗杆通用减速器，25、第二支撑座，26、设备底座。
【具体实施方式】
[0032]以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0033]如图4所示，本发明的用于大口径光学元件离子束抛光的翻转设备，主要由主体机架、驱动装置以及夹紧装置组成。
[0034]如图4所示，主体机架采用钢体结构，保证整个翻转设备重心稳定。主体机架包括:矩形钢框架18、紧固件20、第一支撑座21、第一连接法兰22、第二连接法兰23、第二支撑座25和设备底座26。设备底座26采用轻量化设计，第一支撑座21和第二支撑座25分别固定在设备底座26的左右两端，第一支撑座21和第二支撑座25都是采用三角形结构，增强主体机架的结构稳定性，同时，第一支撑座21和第二支撑座25的上端设置有安装孔。矩形钢框架18主要由四个矩形钢结构首尾焊接而成，并且首尾相接处即矩形钢框架18的四个直角处分别通过一紧固件20进行加固，增强矩形钢框架18的结构稳定性，矩形钢框架18左右两端外侧分别设置有一旋转轴，矩形钢框架18左端的旋转轴通过第一连接法兰22安装在第一支撑座21的上端安装孔中，矩形钢框架18右端的旋转轴通过第二连接法兰23安装在第二支撑座25的上端安装孔中，矩形钢框架18的两个旋转轴可以在第一支撑座21和第二支撑座25的上端安装孔中旋转，也就是说，矩形钢框架18通过两个旋转轴的旋转可以实现翻转。
[0035]如图4所示，驱动装置采用电机驱动蜗轮蜗杆通用减速器24的形式，蜗轮蜗杆通用减速器24连同电机安装在第二支撑座25上端，并且蜗轮蜗杆通用减速器24的输出轴与矩形钢框架18右端的旋转轴固定相连，通过电机驱动蜗轮蜗杆通用减速器24来带动矩形钢框架18翻转，从而实现光学元件1及其加工工装2、工装板3整个组件的翻转。驱动装置采用蜗轮蜗杆传动，其反向自锁的特点可以在蜗轮蜗杆通用减速器24的电机出现故障或突然失电后，有效保护