一种新型高效热场调控抛光机及其抛光方法与流程

本发明涉及光学元件加工，特别是一种新型高效热场调控抛光机及其抛光方法。

背景技术：

平面光学元件一般采用传统的环形抛光机抛光加工完成，传统的环形抛光机采用的是一整块大理石盘作为抛光盘底盘，并在其上浇筑沥青抛光胶作为抛光模，并且在抛光胶中心挖空出一个直径约为抛光盘直径1/8-1/15的圆孔，圆孔内用来存储水、抛光液。因此在抛光过程中，抛光盘上的水只能流向盘的外侧，导致整个盘上抛光粉分布不均匀(内部多，边缘少)，影响光学元件的表面质量(有疵病)；同时在抛光盘表面上由于水流缓慢，摩擦产生的热量没有及时散开，使得抛光盘中间热量积聚，盘面上存在温差(盘中间温度高，边缘温度低)，光学元件热积聚效应明显，而热应力释放影响光学元件的加工面形。

技术实现要素：

本发明提出一种新型高效热场调控抛光机及其抛光方法，该抛光机采用中空设计的大理石盘，当抛光液滴加到抛光盘上之后，沿着抛光盘径向的两个相反的方向分别流向抛光盘边缘和中心，在盘面上抛光液单向流动变为双向流动。抛光液的双向流动加快了抛光粉的流动，避免了抛光粉的堆积，这样使得抛光盘表面抛光粉分布均匀，提高了光学元件的表面质量；同时更快速的抛光液的流动带走了表面多余的摩擦热，使得表面热场分布均匀，减少了抛光过程中的热积聚现象，提高了面形收敛效率，提高加工效率。

本发明的技术解决方案如下：

一种新型高效热场调控抛光机，特征在于该抛光机包括控制箱、机架、校正盘、校正盘托板、校正盘驱动电机、校正盘驱动靠轮、校正盘固定底座、工件环驱动电机、工件环驱动靠轮、工件环、大理石、工件环托板、工件环底座、水盆、校正盘靠轮、电机、下托板、托盘、转盘轴承、出水孔和圆柱托盘，其中，所述的大理石为中空大理石；优选地，该中空结构的直径为抛光盘直径的1/3～1/8，中空结构为通孔。

所述的机架由正方形的四个顶角处的支撑架支撑并置于底面上，所述下托板固定在下方的支撑架上，所述下托板上开了一个出水孔，该出水孔可连接出水管将中空大理石中间流下来的水排到设备外部；所述圆柱托盘固定在下托板上，所述转盘轴承固定在圆柱托盘上方，由所述的电机驱动；所述托盘固定在中空大理石的下方，由所述的转盘轴承带动托盘和中空大理石转动；所述校正盘固定底座固定在机架上，通过铰链与校正盘托板连接，校正盘托板的一角出固定校正盘驱动电机，用来驱动校正盘驱动靠轮，从而驱动校正盘；所述工件环底座固定在机架上，通过铰链与工件环托板连接，工件环托板的一角出固定工件环驱动电机，用来驱动工件环驱动靠轮，从而驱动工件环；所述控制箱放置在机架旁边，用来控制校正盘和工件环的转速。

利用所述的新型高效热场调控抛光机进行光学元件的抛光方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)胶盘：在中空大理石上表面浇筑抛光胶，同时保证中空大理石中间中空状态；

2)刮盘清洗：用刀片对抛光胶表面进行刮盘，结束后采用清水对抛光胶表面进行清洗，外侧的水流入水盆，中间的水由中空大理石中间流下，并经过出水孔由出水管排到设备外；

3)光学元件抛光：将代加工光学元件放置在工件环内，通过控制箱来启动中空大理石盘抛光机，调节校正盘和工件环的转速，对光学元件进行抛光加工；

4)光学元件下盘检测：抛光一段时间后，停止中空大理石盘抛光机，将光学元件取下，采用干涉仪检测抛光后的面形，面形符合图纸要求则进入下一步，否则返回步骤2)；

5)加工完成。

本发明的技术优点是：

本发明提出一种新型高效热场调控抛光机及其抛光方法，该抛光机采用中空设计的大理石盘，使得原先的抛光液的单向流动变为双向流动，加快了抛光液的流动，这样使得抛光盘表面抛光粉分布均匀，提高了光学元件的表面质量；使得表面热场分布均匀，减少了抛光过程中的热积聚现象，提高了面形收敛效率，提高加工效率。

本发明可对平面光学元件进行加工，采用中空大理石盘设计，环带加工保证了光学元件的加工的表面质量和面形精度，提高了加工效率。

附图说明

图1为本发明新型高效热场调控抛光机实施例1的结构示意图；

图2为本发明新型高效热场调控抛光机实施例1的剖视图；

图3为中空大理石盘剖视图；图中箭头方向为抛光液流向。

图中：1-控制箱，2-机架，3-校正盘，4-校正盘托板，5-校正盘驱动电机，6-校正盘驱动靠轮，7-校正盘固定底座，8-工件环驱动电机，9-工件环驱动靠轮，10-工件环，11-中空大理石，12-工件环托板，13-工件环底座，14-水盆，15-校正盘靠轮，16-电机，17-下托板，18-托盘，19-转盘轴承，20-出水孔，21-圆柱托盘。

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保护范围。

实施例1

参阅图1和图2，图1为本发明一种新型高效热场调控抛光机结构示意图，图2为本发明中空大理石盘抛光机实施例1的剖视图。由图可见，本发明一种中空大理石盘抛光机，特征在于该抛光机包括控制箱1、机架2、校正盘3、校正盘托板4、校正盘驱动电机5、校正盘驱动靠轮6、校正盘固定底座7、工件环驱动电机8、工件环驱动靠轮9、工件环10、中空大理石11、工件环托板12、工件环底座13、水盆14、校正盘靠轮15、电机16、下托板17、托盘18、转盘轴承19、出水孔20和圆柱托盘21。其中，中空大理石11的中空结构的直径为抛光盘直径的1/3，中空结构为通孔。

所述的机架2由正方形的四个顶角处的支撑架支撑并置于底面上，所述下托板17固定在下方的支撑架上，所述下托板17上开了一个出水孔20，该出水孔20可连接出水管将中空大理石11中间流下来的水排到设备外部；所述圆柱托盘21固定在下托板17上，所述转盘轴承19固定在圆柱托盘21上方，由所述的电机16驱动；所述托盘18固定在中空大理石11的下方，由所述的转盘轴承19带动托盘18和中空大理石11转动；所述校正盘固定底座7固定在机架2上，通过铰链与校正盘托板4连接，校正盘托板4的一角出固定校正盘驱动电机5，用来驱动校正盘驱动靠轮6，从而驱动校正盘3；所述工件环底座13固定在机架2上，通过铰链与工件环托板12连接，工件环托板12的一角出固定工件环驱动电机8，用来驱动工件环驱动靠轮9，从而驱动工件环10；所述控制箱1放置在机架2旁边，用来控制校正盘3和工件环10的转速。

利用所述的新型高效热场调控抛光机进行光学元件的抛光方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)胶盘：在中空大理石11上表面浇筑抛光胶，同时保证中空大理石11中间中空状态；

2)刮盘清洗：用刀片对抛光胶表面进行刮盘，结束后采用清水对抛光胶表面进行清洗，外侧的水流入水盆14，中间的水由中空大理石11中间流下，并经过出水孔20由出水管排到设备外；

3)光学元件抛光：将代加工光学元件放置在工件环10内，通过控制箱1来启动中空大理石盘抛光机，调节校正盘3和工件环10的转速，对光学元件进行抛光加工；

4)光学元件下盘检测：抛光一段时间后，停止新型高效热场调控抛光机，将光学元件取下，采用干涉仪检测抛光后的面形，面形符合图纸要求则进入下一步，否则返回步骤2)；

5)加工完成。

实验表明，本发明可对平面光学元件进行加工，采用中空大理石盘设计，保证了光学元件的加工面形精度和表面质量，提高了加工效率。

实施例2～6

实施例2～6中，中空大理石11的中空结构的直径分别为抛光盘直径的1/4，1/5，1/6，1/7和1/8，中空结构均为通孔。其余结构及抛光方法同实施例1。