本发明专利技术公开了一种球面及平面光学元件的面接触磨抛装置，它包括工具柄和筒形磨抛盘基体，所述工具柄用于连接筒形磨抛盘基体并可安装在数控加工设备的工具轴上，所述筒形磨抛盘基体上粘贴有抛光膜；一种球面及平面光学元件的面接触磨抛方法，抛光过程中为环面接触，依靠对抛光膜形状的修整，使同一外形尺寸的磨抛盘可适用于多种曲率半径的工件的磨抛加工；本发明专利技术应用在中国专利（ZL200810103309.8）中提到的数控磨床上，与专有的工艺软件配合使用，能够达到提高加工精度及加工效率、降低生产成本的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
光学元件的应用遍布在人们的生活中各个角落，大到天文望远镜，小到微型摄像头均可见到光学元件的身影。球面及平面光学元件是应用得最为广泛的光学元件，具有加工成本低、易于加工、加工成品率高等特点。传统的球面、平面光学元件的抛光加工工艺多采用准球心法进行高速抛光，其加工设备造价低廉，且操作简单。但是这种设备对于磨抛盘与工件之间接触压力的控制较为模糊，浮动范围大，因此不容易实现确定量加工。而且，在传统的抛光方法中，一种曲率半径、口径的工件就需要一个磨抛盘基体，同口径不同曲率半径或者同曲率半径不同口径的工件都需要不同的磨抛盘，这就造成了加工成本的提升。
技术实现思路
本专利技术目的是:提供一种适用于球面及平面光学元件数控磨抛加工的加工工艺及与之相对应的磨抛装置，在中国专利(ZL 200810103309.8)中提到的数控磨床上，与专有的工艺软件配合使用，能够达到提高加工精度及加工效率、降低生产成本的目的。本专利技术的技术方案是:一种球面及平面光学元件的面接触磨抛装置，其特征在于:它包括工具柄和筒形磨抛盘基体，所述工具柄用于连接筒形磨抛盘基体并可安装在数控加工设备的工具轴上，或者将筒形磨抛盘基体与工具柄合为一个整体，作为一个独立的抛光装置，所述筒形磨抛盘基体上粘贴有抛光膜。优选的，所述工具柄底部有突出的磨抛盘连接杆，用于跟所述筒形磨抛盘基体顶部凹陷的磨抛盘定位接口进行配合，将工具柄和筒形磨抛盘基体连接固定后，所述磨抛盘连接杆被压入磨抛盘定位接口中，两者之间不出现空隙。从而保证所述筒形磨抛盘基体、工具柄的同轴度。优选的，所述工具柄和筒形磨抛盘基体上都设有螺纹接口，两者通过螺钉连接固定。所述螺钉优选为内六角螺钉。既保证两者间的连接可靠性，又方便安装维护。优选的，所述筒形磨抛盘基体外形为圆筒形，底端为圆弧状，所述筒形磨抛盘基体包括顶部向下凹陷的磨抛盘定位接口，筒形磨抛盘基体下部圆弧处用于粘贴抛光膜。所述抛光膜可依据待加工工件的材料进行选取，抛光膜裁剪形状可任意，以粘贴方便、紧固为准则。优选的，所述筒形磨抛盘基体圆弧状底端的圆弧曲率半径为Γι，使用前，对贴附在筒形磨抛盘基体圆弧端的抛光膜进行修整，使其表面截面曲线为一精确的圆弧，圆弧曲率半径为r2，抛光膜厚度为h，满足r2=ri+h。一种球面及平面光学元件的面接触磨抛方法，其特征在于包括以下步骤:(I)将磨抛盘连接杆压入磨抛盘定位接口中， 并通过螺钉将两者固定，使磨抛盘连接杆与磨抛盘定位接口之间不出现间隙； (2)采用粘结剂将抛光膜粘贴于筒形磨抛盘基体下部圆弧处，待粘贴剂凝固后对抛光膜的圆弧曲率半径进行修整； (3)修整时，将磨抛装置安装在数控加工设备的工件轴上，将修整砂轮安装在数控加工设备的工具轴上，采用点接触方式对抛光膜的圆弧表面的曲率半径进行修整，使抛光膜上的圆弧曲率半径处处一致，并且使经过修整的抛光膜表面曲率半径与待加工的球面或平面工件的曲率半径大小相同，符号相反； (4)在使用过程中，磨抛装置安装在数控设备的工具轴上，待加工工件安装在数控设备的工件轴上，在磨抛加工过程中，首先将待加工工件面形的相关参数及磨抛装置的尺寸数据输入工艺软件，并生成数控NC文件，磨抛装置及待加工工件即可在数控设备的精确定位控制下，使得在任意加工位置上，抛光膜的曲率中心与待加工工件的曲率中心时刻重合，磨抛装置与待加工工件表面成环面接触，实现抛光加工。优选的，使用时，磨抛装置安装在数控设备的工具轴上，可绕工具轴轴线转动，以及绕工具轴摆动中心B点摆动，而且磨抛装置可在水平方向上进给；待加工工件安装在数控设备的工件轴上，可绕工件轴轴线转动，待加工工件可在竖直方向上进给，由数控加工设备控制各个加工位置上磨抛盘基体的进给速度及待加工工件的转速。即可以保证在各个加工位置上磨抛盘与工件之间的接触压力恒定，保证了恒定的去除量，进而实现确定量加工。优选的，所述修整工具可以是切削刃几何形状不确定的砂轮或者切削刃几何形状确定的铣刀盘。优选的，所述筒形磨抛盘基体圆弧状底端的圆弧曲率半径为Γι，使用前，对贴附在筒形磨抛盘基体圆弧端的抛光膜进行修整，使其表面截面曲线为一精确的圆弧，圆弧曲率半径为r2，抛光膜厚度为h，满足r2=ri+h。本专利技术的优点是: 1.本专利技术装置中的抛光膜表面的曲率半径可以实现在位精确修整。2.本专利技术中独立的工具柄具有通用性，从而降低了装置的加工成本。3.传统的球面及平面光学元件的抛光工艺是使磨抛盘与工件的整个表面接触，是球面或平面接触，依靠磨抛盘的摆动来实现乱序抛光；本专利技术的磨抛盘采用筒形的外观，抛光过程中为环面接触，依靠对抛光膜形状的修整，使同一外形尺寸的磨抛盘可适用于多种曲率半径的工件的磨抛加工。附图说明下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述: 图1是本专利技术磨抛装置的第一实施例的结构 图2是图1中工具柄的结构 图3是图1中筒形磨抛盘基体的结构图； 图4是对第一实施例进行抛光膜修整的示意 图5是采用第一实施例对凹面元件进行磨抛加工的示意 图6是本专利技术磨抛装置的第二实施例的结构 图7是图6中筒形磨抛盘基体的结构图； 图8是采用第二实施例对凸面元件进行磨抛加工的示意 图9是本专利技术磨抛装置的第三实施例的结构 图10是图9中筒形磨抛盘基体的结构 图11是采用第三实施例对平面元件进行磨抛加工的示意图。其中:1、工具柄；11、磨抛盘连接杆；2、筒形磨抛盘基体；21、磨抛盘定位接口 ；3、抛光膜；4、螺钉；5、修整砂轮；6、待加工工件；100、磨抛装置。具体实施例方式实施例一:如图1所示，工具柄I下部设有磨抛盘连接杆11，可压入筒形磨抛盘基体2上部的磨抛盘定位接口 21中。安装时，将磨抛盘连接杆11压入磨抛盘定位接口 21中，并与筒形磨抛盘基体2固定，使得磨抛盘连接杆11与磨抛盘定位接口 21之间不出现间隙。其中，工具柄I通过任意一种扳手接口，如内三角、内四角、内六角、双孔接口等与筒形磨抛盘基体2紧固，由此既保证两者间的连接可靠性，又方便安装维护。筒形磨抛盘基体2下部圆弧处用于粘贴抛光膜3。抛光膜3可依据待加工工件7的材料进行选取，抛光膜3裁剪形状可任意，以粘贴方便、紧固为准则。采用粘结剂将抛光膜3粘贴于筒形磨抛盘基体2下部的圆弧处，粘贴高度以粘贴紧固为准则。装配时，首先将磨抛盘连接杆11压入磨抛盘定位接口 21中，优选地通过内六角螺钉与筒形磨抛盘基体2固定，使得磨抛盘连接杆11与磨抛盘定位接口 21之间不出现间隙；再在裁剪好的抛光膜3 —面涂抹粘结剂粘贴于筒形磨抛盘基体2下部的圆弧处，待粘结剂凝固后，即完成加工准备。按照上述结构并装配后，即可对磨抛装置100进行抛光膜3的修整。将磨抛装置100安装在数控加工设备的工件轴上，将修整砂轮5安装在数控加工设备的工具轴上，采用点接触方式对抛光膜3的圆弧表面的曲率半径进行修整。经过修整后的抛光膜3的曲率半径处处一致，并且使经过修整的抛光膜表面曲率半径与待加工的球面或平面工件的曲率半径大小相同，符号相反，提高了磨抛加工时的定位精度及加工精度。如图5所示为采用本专利技术磨抛装置第一实施例对凹面元件进行磨抛加工的示意图。在使用过程中，磨抛装置100安装在数控设备的工具轴上，可绕工具轴轴线转动，及绕工具轴摆动中心B点摆动本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种球面及平面光学元件的面接触磨抛装置，其特征在于：它包括工具柄（1）和筒形磨抛盘基体（2），所述工具柄（1）用于连接筒形磨抛盘基体（2）并可安装在数控加工设备的工具轴上，所述筒形磨抛盘基体（2）上粘贴有抛光膜（3）。
【技术特征摘要】
1.一种球面及平面光学元件的面接触磨抛装置，其特征在于:它包括工具柄(I)和筒形磨抛盘基体(2 )，所述工具柄(I)用于连接筒形磨抛盘基体(2 )并可安装在数控加工设备的工具轴上，所述筒形磨抛盘基体(2 )上粘贴有抛光膜(3 )。2.根据权利要求1所述的一种球面及平面光学元件的面接触磨抛装置，其特征在于:所述工具柄(I)底部有突出的磨抛盘连接杆(11 )，用于跟所述筒形磨抛盘基体(2 )顶部凹陷的磨抛盘定位接口( 21)进行配合，将工具柄(I)和筒形磨抛盘基体(2 )连接固定后，所述磨抛盘连接杆(11)被压入磨抛盘定位接口(21)中，两者之间不出现空隙。3.根据权利要求1所述的一种球面及平面光学元件的面接触磨抛装置，其特征在于:所述工具柄(I)和筒形磨抛盘基体(2)上都设有螺纹接口，两者通过螺钉(4)连接固定。4.根据权利要求1所述的一种球面及平面光学元件的面接触磨抛装置，其特征在于:所述筒形磨抛盘基体(2)外形为圆筒形，底端为圆弧状，所述筒形磨抛盘基体(2)包括顶部向下凹陷的磨抛盘定位接口(21)，筒形磨抛盘基体(2)下部圆弧处用于粘贴抛光膜(3)。5.根据权利要求4所述的一种球面及平面光学元件的面接触磨抛装置，其特征在于:所述筒形磨抛盘基体(2)圆弧状底端的圆弧曲率半径为，使用前，对贴附在筒形磨抛盘基体(2)圆弧端的抛光膜(3)进行修整，使其表面截面曲线为一精确的圆弧，圆弧曲率半径为r2，抛光膜(3)厚度为h，满足r2=ri+h。6.一种球面及平面光学元件的面接触磨抛方法，其特征在于包括以下步骤: (1)将磨抛盘连接杆(11)压入磨抛盘定位接口(21)中，并通过螺钉(4)将两者固定，使磨抛盘连接杆(11)与磨抛盘定位接口(21)之间不出现间隙； (2)采用粘结剂将抛光膜(3)粘贴于筒形...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈耀龙，张川，陈晓燕，
申请(专利权)人：西安交通大学苏州研究院，北京龙奥特科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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