一种新型浮法抛光设备及抛光方法
【专利摘要】本发明提出了一种新型浮法抛光设备及抛光方法，解决了现有技术中经普通抛光后的光学元件表面粗糙度精度低的问题，包括以下步骤：将抛光粉加水调成抛光液，抛光液的PH值为5.5～7；把待抛光工件轻放在磨盘上，保证待抛光工件与磨盘表面相吻合；将抛光液倒入抛光盘中，抛光液将待抛光工件和磨盘下表面浸没；将抛光盘的压力设置为0.07～0.12Mpa，磨盘转速设置为10～30rpm，抛光液自动循环供给进行抛光；抛光完成后取出，清洗封装。本发明可使光学元件的表面粗糙度提高至1nm?Rz～0.5nm?Rz，降低成本，提高效率。
【专利说明】一种新型浮法抛光设备及抛光方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光学零件研磨抛光领域，特别是指一种新型浮法抛光方法。
【背景技术】
[0002]光学零件的加工基本包括切割成型、研磨、抛光三道工序；最终的光学表面质量由抛光决定，因此抛光是最重要的工序。通常高质量光滑表面的抛光是以柏油或毛毡呢绒等纤维材料作抛光盘，配以抛光液或研磨膏来达到技术要求。
[0003]光学薄膜技术是光学领域里的一项重要组成部分，涵盖了计算机，真空技术，光电技术，材料科学等各方面领域，而光学基片的粗糙度优和差，会直接影响后一步的膜层镀制工作。光学薄膜分为单层，双层，多层等。现在随着科学的进步，已有镀制几十层至上百层的薄膜。而原有的光学抛光技术及传统设备只能解决单层，双层及多层薄膜镀制，当前因为科技的进步，社会的发展，对光学元件的表面粗糙度也提出了更高的要求。但我们现有的抛光技术及传统工艺设备，所加工光学元件的表面粗糙度很难达到现代光学，电子光学等新领域里的更高的技术要求，然而普通抛光后的光学元件，其边缘几何尺寸总不太好，经常有塌边或翘边现象；并且在高倍显微镜下可以看到表面有塑性畸变层。
【发明内容】
[0004]本发明提出一种新型浮法抛光方法，解决了现有技术中普通抛光方法质量差、效率低的问题。
[0005]本发明的技术方案是这样实现的:
[0006]一种新型浮法抛光设备，包括机架，机架上设置有用于放置抛光液的抛光盘、工件架、磨盘和工件，工件固定在工件架上方，抛光液将工件和磨盘下表面浸没，抛光盘与工件之间形成一层抛光液膜，抛光机上还设置转轴，转轴固定设置在磨盘中心，并与机架连接，使抛光盘与磨盘同速运转，抛光盘设有供液孔。
[0007]优选的，机架为铁质机架，并为箱体式结构。
[0008]优选的，抛光盘为金属基体表面涂覆金属锡的抛光盘，直径为600mm，厚度为20-30mmo
[0009]一种新型浮法抛光方法，包括以下步骤:
[0010](I)将抛光粉加干净水调成抛光液，抛光粉为颗粒度为1000目的氧化铈，所述抛光液的PH值为5.5?7 ;
[0011](2)把待抛光工件轻放在磨盘上，保证待抛光工件与磨盘表面相吻合；
[0012](3)将抛光液倒入抛光盘中,抛光液将待抛光工件和磨盘下表面浸没；
[0013](4)将抛光盘的压力设置为0.07?0.12Mpa，磨盘转速设置为10?30rpm，抛光液自动循环供给进行抛光；
[0014](5)抛光完成后取出，清洗封装。
[0015]优选的，步骤(5)的清洗是用清水和无水乙醇混合液依次进行清洗。[0016]优选的，在步骤(4)抛光过程中，磨盘速度成阶段递减速度运行。
[0017]本发明的有益效果为:
[0018]本浮法超光滑抛光技术就可以解决几十层，上百层薄膜的镀制难题，使生产产品时间比原来缩短3-5小时，产品合格率95%以上，比传统工艺做的产品合格率提高了20%-30%，并充分考虑到了减缓切向力，让抛光液在光学元件的抛光过程中的水解作用，在表面形成硅酸胶层，充分发挥了抛光盘膜层的化学作用，抛光剂的吸附作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本发明一种新型抛光设备的平面结构示意图；
[0021]图2为本发明一种新型抛光方法的流程图。
[0022]图中:
[0023]1、机体；2抛光盘、；3、抛光液；4、抛光盘表面沟槽；5、工件；6、抛光液膜。
【具体实施方式】
[0024]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025]如图1所示，在对工件5如光学元件进行浮法抛光前，被加工的光学元件首先要进行预抛光，干燥，然后进行浮法抛光。
[0026]浮法抛光机，包括机架，机架可采用优质铸铁材料，并通过精密铸造完成，并采用箱体式结构，该箱体式结构可以有效控制机架在成型过程中的热变形以及工作过程中的力变形；机架上设置有用于放置抛光液3及抛光粉4的抛光盘1，抛光盘I为质的较软的金属锡盘；抛光液3将工件5和磨盘2浸没，形成工件与磨盘间的抛光液膜6 ；以及用于存放工件5，并使工件5与抛光液3及抛光粉4压力接触，并形成磨削作用的磨盘2，当工件5和抛光盘I发生相对运动时，磨盘2在外界力作用下，对抛光盘I中间的抛光液3和抛光粉4形成一定的压力；抛光液3和抛光粉4对工件5表面形成磨削作用，去除工件5表面的高点，从而实现工件5表面的快速加工。此外，抛光机上还配置转轴，转轴位于磨盘2上方，并与机架连接，使抛光盘I与磨盘2同速运转，达到主动环抛的效果，以实现高精度的抛光。抛光盘I的基体材料可选用天然花岗岩，直径为600mm,厚度为20-30mm,抛光盘I平面度面形精度可为3 μ m，在抛光盘I的中心设有供液孔，抛光液3经过回转接头被直接注入到工件5的被抛光表面上。
[0027]抛光过程中，抛光液3随磨盘2旋转，抛光液3选用颗粒较细的目数为1000目的氧化铈CeO2，抛光液3的PH值控制在5.5?7之间，由于流体运动产生动压，工件5与磨盘2之间形成一层薄薄的抛光液膜6，使得工件5浮在磨盘2上旋转，保持软接触。抛光盘I的压力，从0.07?0.12Mpa之间分阶段的改变，磨盘2转速控制在30?lOrpm，在全部抛光过程中，速度成递减速度运行；液体旋转时的离心作用使抛光液3中粒度稍大的颗粒被甩到四周，并渐渐沉到底部，这样夹在磨盘2与工件5间的抛光液膜6中的磨料越来越精细均匀；被加工光学表面越来越光滑，最后达到光滑。
[0028]工件5的形状主要由磨盘2的形状决定，浮法抛光中，由于锡材料本身的特性,其硬度及流动性适中，在抛光中磨盘2的磨损可以忽略，因而磨盘2的平面度是很容易控制的；这样保证了工件5面形的稳定性，而使用浮法抛光工艺技术，可使光学元件的表面粗糙度提高至Inm Rz?0.5nm Rz，甚至更高。由于抛光时，抛光盘I与工件5产生光学接触，力口工时切向力很大，使得光学接触区域上的微痕擦去，新表面，由于张力的作用而形成光滑的表面结构。
[0029]如图2所示，本发明的一种新型浮法抛光方法，包括以下步骤:
[0030](I)将抛光粉4加干净水调成抛光液3，抛光粉4为颗粒度为1000目的氧化铈，抛光液3的PH值为5.5?7 ;
[0031](2)把待抛光的工件5轻放在磨盘2上，保证工件5与磨盘2表面相吻合；
[0032](3)将抛光液3倒入抛光盘I中，抛光液3将待抛光的工件5和磨盘2下表面浸没；
[0033](4)将抛光盘I的压力设置为0.07?0.12Mpa，磨盘2转速设置为10?30rpm，抛光液3自动循环供给进行抛光；
[0034]( 5 )抛光完成后取出，清洗封装。
[0035]本发明提供的新型浮法抛光方法，使生产产品时间比原来缩短3-5小时，产品合格率95%以上，比传统工艺做的产品合格率提高了 20%-30%，并充分考虑到了减缓切向力，让抛光液在光学元件的抛光过程中的水解作用，在表面形成硅酸胶层，充分发挥了抛光盘膜层的化学作用，抛光剂的吸附作用。
[0036]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种新型浮法抛光设备，其特征在于，包括机架，所述机架上设置有用于放置抛光液的抛光盘、工件架、磨盘和工件，所述工件固定在所述工件架上方，所述抛光液将所述工件和所述磨盘下表面浸没，所述抛光盘与所述工件之间形成一层抛光液膜，所述抛光机上还设置转轴，所述转轴固定设置在所述磨盘中心，并与所述机架连接，使所述抛光盘与所述磨盘同速运转，所述抛光盘设有供液孔。
2.根据权利要求1所述的新型浮法抛光设备，其特征在于，所述机架为铁质机架，并为箱体式结构。
3.根据权利要求1所述的新型浮法抛光设备，其特征在于，所述抛光盘为在金属基体表面涂覆金属锡的抛光盘，直径为600mm，厚度为20_30mm。
4.一种新型浮法抛光方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将抛光粉加水调成抛光液，所述抛光粉为颗粒度为1000目的氧化铈，所述抛光液的PH值为5.5?7 ; (2)把待抛光工件轻放在磨盘上，保证待抛光工件与所述磨盘相吻合； (3)将所述抛光液倒入抛光盘中，所述抛光液将待抛光工件和所述磨盘的下表面浸没； (4)将所述抛光盘的压力设置为0.07?0.12Mpa，所述磨盘转速设置为10?30rpm，抛光液自动循环供给进行抛光； (5)抛光完成后取出，清洗封装。
5.根据权利要求4所述的新型浮法抛光方法，其特征在于，所述步骤(5)的清洗是用清水及无水乙醇混合液依次进行清洗。
6.根据权利要求4所述的新型浮法抛光方法，其特征在于，在所述步骤(4)抛光过程中，所述磨盘速度成阶段性递减速度运行。
【文档编号】B24B13/00GK103737452SQ201410020162
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月16日 优先权日:2014年1月16日
【发明者】王成 申请人:王成