专利名称：大型抛光胶盘的开槽和修盘装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及工件表面抛光，特别是一种用于大型环形抛光机的大型抛光胶盘的开槽和修盘装置。
背景技术：
环形抛光是目前世界上几乎唯一的大口径、全局化平面光学元件加工技术，它是将待抛光工件在一定的压力及抛光液的存在下相对于抛光胶盘做旋转运动，借助磨粒的机械磨削作用以及化学氧化剂的腐蚀作用来完成对工件表面的材料去除并获得光洁表面的。与其它技术相比，这种技术可以同时实现大口径工件的局部和全局平面化，能够消除工件表面的高点和波浪形，消除高频缺陷，表面加工质量能够达到超光滑的程度；平面化速度快，加工精度高，应用范围广，生产成本低，适合工业大规模推广。环抛机是这种技术的主要载体。随着现代科学技术的飞速发展，光学元件的通光口径和加工精度要求越来越高，因此环抛机也向大型化、自动化的方向发展，台面直径由原来的lm、1.2m逐渐发展到目前的2.4m, 2.8m甚至4m以上等，而且机械化、自动化程度越来越高。一般来说，环抛机主要包括一个由电机2驱动旋转的大理石抛光盘3，该抛光盘的上表面浇注一层厚度、性能均匀的抛光胶盘4，参见图1所示。当环抛机开始工作时，将待加工工件平放在抛光胶盘4上，同时开动电机2驱动抛光盘3以一定的速度绕中心旋转。在抛光胶盘2运动摩擦力的作用下，工件在抛光胶盘4上做无规则的移动或转动，并与抛光胶盘4产生相对运动，从而对工件与抛光胶盘4的接触面进行材料去除以获得光滑表面。由上述可知，抛光胶盘4的平整度和质量性能对工件最终的抛光效 果影响极大。
由于现代科学技术的飞速发展，很多领域对光学元件的表面面形精度要求非常高，因此对抛光胶盘4的平面度要求也越来越高。抛光胶盘4的盘面浇注好后，需要将抛光胶面修平并在表面上开槽和修刮，一方面便于容纳更多的抛光液并及时排出磨削杂质，另一方面便于水的循环流动，使抛光过程中产生的热量及时散发，保证抛光胶盘的面形稳定。虽然在使用过程中有一校正盘对抛光胶盘的面形进行实时修整，但是抛光胶盘在使用一段时间后，表面的平整度变差，抛光胶盘不同位置的去除率发生变化；另外，抛光胶盘表面一层老化严重，抛光粉的附着能力降低，工件的去除率减小，不利于工件的继续抛光，需要重新对整个抛光胶盘进行开槽修整。在目前阶段，大型环抛机的抛光胶盘的开槽和修盘工作均由工人凭经验完成，机械化的程度很低；另外，现代大型环抛机直径往往达4m以上，一般每天要对胶盘修整I 2次，2个工人修整一次抛光胶盘往往需要耗费3个小时以上才能完成，劳动强度大，工作效率低，进度难于保障，而且更重要的是修整质量不高，标准化程度低，不能实现抛光的确定性加工。发明内容
本发明的目的在于提供一种用于大型环抛机的大型抛光胶盘的开槽和修盘装置，以实现大型抛光胶盘开槽和修盘的机械化作业，克服原有的依靠工人经验的人工作业方式，有利于大型环抛机的实时检测和监控，提高了环抛机的整体集成化和自动化程度，大大提高了抛光胶盘开槽和修盘的效率。本发明的技术解决方案如下:一种大型抛光胶盘的开槽和修盘装置，该装置包括一个由电机驱动旋转的大理石抛光盘，该抛光盘的上表面烧注一层均勻的抛光胶，形成抛光胶盘，其特点在于:在所述的大理石抛光盘的一侧设立一落地的承重机架，该机架由支撑立柱和位于该立柱上端的水平横梁构成，该水平横梁上设有水平导轨、水平丝杆、拖板和步进电机，所述的拖板在所述的步进电机的驱动下由水平丝杆带动在水平导轨上运动，该拖板可在水平方向沿抛光胶盘的径向移动，该拖板上安装有开槽铣刀、修盘刮刀、第一螺旋位移调节装置和第二螺旋位移调节装置，所述的第二螺旋位移调节装置调节所述的开槽铣刀的高度、进给和施压，由所述的第一螺旋位移调节装置调节所述的修槽刮刀的高度、进给和施压。所述的修盘刮刀为锯齿形结构，具有锯齿的个数和锯齿的齿距不同的配件，根据实际需要更换使用。本发明的优点是:1、本发明依靠螺旋位移调节装置进行开槽铣刀和修盘刮刀的高度、进给量和施加压力的调节和控制，操作简单，便于工人现场作业。2、本发明大理石抛光盘的转速和拖板的进给速度由各自的驱动电机单独控制，可以同时按照各自设定速度运行。3、本发明机械化代替了原来的手工操作，减轻了工人的劳动强度；大型抛光胶盘的修整质量和工件的确定 性加工程度均得以提高，大大提高了抛光胶盘开槽和修盘的效率。
图1为本发明大型抛光胶盘的开槽和修盘装置的结构示意图；图2为本发明装置可以完成的开槽和修盘形状示意图；图中:1 一环抛机座，2 —驱动电机，3 —大理石抛光盘，4 一抛光胶盘，5 —盘上支柱，6 一水平横梁，7 一水平导轨，8 一水平螺旋丝杆，9 一第一螺旋位移调节装置，10 一拖板，11 一刮刀附着板，12 一第二螺旋位移调节装置，13 一步进电机，14 一支撑立柱，15 一修盘刮刀，16 —开槽铣刀(a)—同心圆深槽，(b)—同心圆细槽，(C)—放射形槽，Cd)—螺旋槽，Ce)—同心圆深槽、同心圆细槽与放射形槽结合，Cf) 一螺旋槽与放射形槽结合
具体实施例方式现结合附图和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。先请参阅图1，图1是本发明大型环抛胶盘开槽和修盘的装置，由图可见，本发明大型环抛胶盘开槽和修盘的装置，该装置包括一个由电机2驱动旋转的大理石抛光盘3，该抛光盘的上表面浇注一层均匀的抛光胶，形成抛光胶盘4，在所述的大理石抛光盘3的外侧设立一落地的承重机架，该机架由支撑立柱14位于该立柱上端的水平横梁6构成，该水平横梁6上设有水平导轨7、水平丝杆8、拖板10和步进电机13，所述的拖板10在所述的步进电机13的驱动下由水平丝杆8带动在水平导轨7上运动，该拖板10可在水平方向沿抛光胶盘的径向移动，该拖板10上安装有开槽铣刀16、修盘刮刀15、第一螺旋位移调节装置9和第二螺旋位移调节装置12，所述的第二螺旋位移调节装置12调节所述的开槽铣刀16的高度、进给和施压，由所述的第一螺旋位移调节装置9调节所述的修槽刮刀15的高度、进给和施压。
所述的修盘刮刀为锯齿形结构，具有锯齿的个数和锯齿的齿距不同的配件，根据实际需要更换使用。
修盘刮刀15主要用于细槽的开槽工作，开槽铣刀16主要用于深槽的开槽工作。
抛光胶盘的开槽和修盘实际上是对整个抛光胶盘4进行一次平面切削加工。通过调节抛光盘3、修盘刮刀15以及开槽铣刀16的相对运行速度和位置，可以实现如图2所示的(a)同心圆深槽、(b)同心圆细槽、(c)放射形槽、(d)螺旋槽的开槽和修盘方式。
对于同心圆深槽(a)，首先使开槽铣刀16的位置处于起始位置，按照开槽要求通过第二螺旋位移调节装置12调整开槽铣刀16的高度，调整完成后固定开槽铣刀16。然后启动抛光盘3使抛光胶盘按照一定的速度旋转,最后使开槽统刀16在抛光胶盘上运行一圈，完成最外侧圆形深槽的开槽工作。接着，按照开槽要求，控制步进驱动电机13，使拖板10在水平方向上带动开槽铣刀16沿抛光胶盘径向移动一段距离，进行第二根圆形深槽的开槽工作。重复上述操作，直至盘面上完成全部的圆形深槽开槽工作，这一系列的圆形深槽即为同心圆形状。
对于同心圆细槽(b)，首先使修盘刮刀15的位置处于起始位置，按照开槽要求通过螺旋位移调节装置9调整修盘刮刀15的高度，调整完成后固定修盘刮刀15 ;另外，通过螺旋位移调节装置12收起开槽铣 刀16。然后启动抛光盘3使抛光胶盘按照一定的速度旋转，最后使修盘刮刀15在抛光胶盘上运行一圈，完成一组同心圆圆形细槽的开槽工作。由于修盘刮刀15为锯齿形结构，端面和施压较小，所以一般用修盘刮刀15进行细槽开槽工作，每运行一圈开出的同心圆细槽数量与修盘刮刀的锯齿数量相当。接着，按照开槽要求，控制步进驱动电机13，使拖板10在水平方向上带动修盘刮刀15沿抛光胶盘径向移动一段距离，进行第二组圆形细槽的开槽工作。重复上述操作，直至盘面上完成全部的圆形细槽开槽工作，这一系列的圆形细槽即为同心圆形状。
对于放射形槽(C)，首先使开槽铣刀16的位置处于起始位置，按照开槽要求通过螺旋位移调节装置12调整开槽铣刀16的高度。然后固定抛光盘3，控制步进驱动电机13，使拖板10在水平方向上带动开槽铣刀16沿抛光胶盘径向走刀。开好第一条径向直线槽后，启动抛光盘3按照分度要求旋转一个角度，再控制步进驱动电机13，使拖板10在水平方向上带动开槽铣刀16沿抛光胶盘径向走刀，进行第二根径向直线槽的开槽工作。重复上述操作，直至盘面上完成全部的径向直线槽开槽工作，这一系列的径向直线槽即为放射形形状。
对于螺旋槽(d)，首先使开槽铣刀16的位置处于起始位置，按照开槽要求通过螺旋位移调节装置12调整开槽铣刀16的高度。然后启动抛光盘3使抛光胶盘按照一定的速度旋转。同时控制步进驱动电机13，使拖板10在水平方向上带动开槽铣刀16沿抛光胶盘径向走刀。抛光盘2的转速和开槽铣刀16的径向进给速度根据开槽要求分别控制。抛光盘2与开槽铣刀16同时运行对整个胶盘平面进行切削加工，直至盘面上完成全部的开槽工作，即为螺旋形状。
上述四种开槽形状可以按照程序一次性、高效率、全自动的完成，完全脱离了人工操作，降低了工人的劳动强度。
上述四种开槽形状可以相互结合，形成如图2所示的(e)和(f)等实际抛光效果更好的组合型开槽方式。
实验表明，本发明有利于大型环抛机的实时检测和监控，提高了环抛机的整体集成化和自动化程度， 减轻了工人的劳动强度，大大提高了抛光胶盘开槽和修盘的效率。
权利要求
1.一种大型抛光胶盘的开槽和修盘装置，该装置包括一个由电机(2)驱动旋转的大理石抛光盘(3),该抛光盘的上表面烧注一层均勻的抛光胶,形成抛光胶盘(4),其特征在于:在所述的大理石抛光盘(3)的外侧设立一落地的承重机架，该机架由支撑立柱(14)位于该立柱上端的水平横梁(6)构成，该水平横梁(6)上设有水平导轨(7)、水平丝杆(8)、拖板(10)和步进电机(13)，所述的拖板(10)在所述的步进电机(13)的驱动下由水平丝杆(8)带动在水平导轨(7)上运动，该拖板(10)可在水平方向沿抛光胶盘的径向移动，该拖板(10)上安装有开槽铣刀(16)、修盘刮刀(15)、第一螺旋位移调节装置(9)和第二螺旋位移调节装置(12)，所述的第二螺旋位移调节装置(12)调节所述的开槽铣刀(16)的高度、进给和施压，由所述的第一螺旋位移调节装置(9)调节所述的修槽刮刀(15)的高度、进给和施压。
2.根据权利要求1所述的大型抛光胶盘的开槽和修盘装置，其特征在于:所述的修盘刮刀(15)为锯齿形结构，具有锯齿的个数和锯齿的齿距不同的配件，根据实际需要更换使用。
全文摘要
一种大型抛光胶盘的开槽和修盘装置，包括一个由电机驱动旋转的大理石抛光盘，在所述的大理石抛光盘的一侧设立一落地的承重机架，该机架由支撑立柱和位于该立柱上端的水平横梁构成，该水平横梁上设有水平导轨、水平丝杆、拖板和步进电机，所述的拖板上安装有开槽铣刀、修盘刮刀、第一螺旋位移调节装置和第二螺旋位移调节装置。本发明有利于大型环抛机的实时检测和监控，提高了环抛机的整体集成化和自动化程度，减轻了工人的劳动强度，大大提高了抛光胶盘开槽和修盘的效率。
文档编号B23P23/02GK103212991SQ20131014778
公开日2013年7月24日 申请日期2013年4月25日 优先权日2013年4月25日
发明者顿爱欢, 吴福林, 顾建勋, 徐学科 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所