一种环形抛光机的制作方法

本发明涉及光学加工，特别是一种环形抛光机。

背景技术：

环形抛光机是一种高精度的光学元件加工设备，由于调节抛光盘面形的需要，必须使用很大尺寸的校正板，这会产生五方面的危害，一是校正板对盘面的摩擦力很大，所以驱动抛光盘必须使用很大功率的电机，而校正板的装卸又必须有专用设备，这些增加了设备成本，且大尺寸校正板本身价格就比较高昂；二是大尺寸校正板增大了工作人员的劳动强度；三是设备运行时大部分的能量用于抛光校正板，而不是工件，这样就造成了能源的浪费；四是校正板占据了很大的盘面面积，导致可抛光工件的面积减小，影响工件的产量，且由于大尺寸校正板的存在，发热严重，抛光盘转速不能过高，又影响了工件的抛光效率；五是大尺寸校正板的使用，会加速抛光盘的损耗，另外导致盘面修整频率加大，影响抛光盘的使用寿命。

校正板必须要使用的原因是：工件和工件环对抛光盘环带中部和内侧的磨损比外侧严重，所以抛光盘环带中部和内侧比外侧低，工件只能变为高圈，必须通过将校正板推到抛光盘外侧，使其对抛光盘环带的压强分布外侧大于内侧，抛光盘变凸，工件变为低圈。所以只有使用了校正板，环形抛光机才具有工件面形的调节功能。

环形抛光机使用的抛光盘主要是通过流动改变面形的，盘面开槽的原因之一是为了增强其流动性，开槽越密越深流动性越强，在相同的压强和被磨削路程的情况下就下降得越快。开槽方式一般为方形或扇形。自环形抛光机发明以来，并没有通过有意设计开槽的密度或设计材料的流动性能使不同区域的流动能力不同从而补偿工件和工件环引起的不均匀磨损的相关报道。

技术实现要素：

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种环形抛光机，避免了校正板的使用。

本发明的技术解决方案如下：

一种环形抛光机，包括转台、抛光盘、限位滚轮机构和工件环，所述的抛光盘上还设有窄槽，其特征在于，所述的工件环的内径小于抛光盘的环带宽度，外径大于抛光盘的环带宽度，所述的窄槽将抛光盘的盘面分成多个小单元，每个小单元的面积变化趋势是沿抛光盘的半径从中心向边缘由小变大再变小。

一种环形抛光机，包括转台、抛光盘、限位滚轮机构和工件环，所述的抛光盘上还设有窄槽，其特征在于，所述的工件环的内径小于抛光盘的环带宽度，外径大于抛光盘的环带宽度，所述的窄槽将抛光盘的盘面分成多个小单元，每个小单元的面积变化趋势是沿抛光盘的半径从中心向边缘由大变小。

一种环形抛光机，包括转台、抛光盘、限位滚轮机构和工件环，所述的抛光盘上还设有窄槽，其特征在于，所述的工件环的内径小于抛光盘的环带宽度，外径大于抛光盘的环带宽度，所述的窄槽将抛光盘的盘面分成多个小单元，该窄槽的深度变化趋势是沿抛光盘的半径从中心向边缘由深变浅，再变深。

一种环形抛光机，包括转台、抛光盘、限位滚轮机构和工件环，所述的抛光盘上还设有窄槽，其特征在于，所述的工件环的内径小于抛光盘的环带宽度，外径大于抛光盘的环带宽度，所述的窄槽将抛光盘的盘面分成多个小单元，该窄槽的深度变化趋势是沿抛光盘的半径从中心向边缘由浅变深。

一种环形抛光机，包括转台、抛光盘、限位滚轮机构和工件环，所述的抛光盘上还设有窄槽，其特征在于，所述的工件环的内径小于抛光盘的环带宽度，外径大于抛光盘的环带宽度，所述的抛光盘的流动能力沿抛光盘的半径从中心向边缘由大变小再变大。

一种环形抛光机，包括转台、抛光盘、限位滚轮机构和工件环，所述的抛光盘上还设有窄槽，其特征在于，所述的工件环的内径小于抛光盘的环带宽度，外径大于抛光盘的环带宽度，所述的抛光盘的流动能力沿抛光盘的半径从中心向边缘由小变大。

本发明的原理是：

抛光盘的磨损近似满足Preston方程，表达如下：

Δh＝C·P·V·t

式中，Δh为抛光盘上任一监测位置在厚度方向上的减小量，C为Preston常数，P为监测位置所受到的工件或工件环或校正板的压强，V为监测位置相对工件、工件环或校正板的运动速度，t为监测位置受到的摩擦时间。

这样，根据运动学原理，抛光盘环带中部受到的工件和工件环的摩擦时间t长于内侧，而内侧受到的摩擦时间长于外侧，所以减小量Δh大小关系为中部和内侧大于外侧，这就导致抛光盘变为凹面形，工件变为高圈。

虽然抛光盘环带不同径向位置受到的校正板的摩擦时间同样为内侧大于外侧，但由于校正板尺寸大于环带宽度，所以可以通过将校正板推至环带的外侧，使其对外侧的压强P大于内侧来补偿因工件和工件环以及校正板自身对抛光盘内外侧的不同摩擦时间引起的不均匀磨损。

抛光盘的Preston常数C与开槽密度和深度和材料本身的流动性能有关，所以同样可以通过特殊设计的开槽密度或深度或材料的流动能力来补偿这种因不同摩擦时间引起的不均匀磨损，这样就可以避免使用校正板。

欲恰好补偿这种不均匀磨损，一般需要使环带外侧的开槽密度或深度或材料本身的流动性能大于内侧，内侧大于中部，使这些改变引起的不同位置的Preston常数C与工件和工件环的作用时间的乘积相等。但由于相对磨削的两个面必须均为球面，所以并不需要严格满足乘积相等关系，只需要使在工件和工件环移动过程中外侧的Preston常数C与作用时间t的乘积可以大于内侧、也可以小于内侧就可以了。所以开槽密度或深度或材料本身的流动能力也可以简单的沿着抛光盘径向从里向外逐渐变大，或整体趋势是变大的也可以。

与现有技术相比，本发明的优点是：降低设备成本，减轻工作人员劳动强度，减少电力消耗，提高抛光效率，延长抛光盘的使用时间。

附图说明

图1为本发明环形抛光机的结构简图，其中，a为实施例1的结构示意图，b为实施例2的结构示意图，c为实施例3～6的结构示意图；

图中，1-转台、2-抛光盘、3-限位滚轮机构和4-工件环；

图2为开槽形状示意图，其中，a、b为实施例1的开槽形状示意图，c、d为实施例2的开槽形状示意图；

图3为开槽深度示意图，其中，a为实施例3的开槽深度示意图，b为实施例4的开槽形状示意图；

图4为抛光盘材料流动能力示意图，其中，a为实施例5的抛光盘材料流动能力示意图，b为实施例6的抛光盘材料流动能力示意图。

具体实施方式

现结合实施例对本发明作进一步说明，但不应以此影响本发明的保护范围。

实施例1

参看图1a，一种环形抛光机，包括转台1、抛光盘2、限位滚轮机构3和工件环4，所述的抛光盘2上还设有窄槽，其特征在于，所述的工件环4的内径小于抛光盘2的环带宽度，外径大于抛光盘2的环带宽度，所述的窄槽将抛光盘的盘面分成多个小单元，每个小单元的面积变化趋势是沿抛光盘2的半径从中心向边缘由小变大再变小。

参看图2a和图2b，图2a和图2b代表一种开槽形状，窄槽将抛光盘的盘面分成多个小单元，每个小单元的面积变化趋势是沿抛光盘2的半径从中心向边缘由小变大再变小。

实施例2

参看图1b，一种环形抛光机，包括转台1、抛光盘2、限位滚轮机构3和工件环4，所述的抛光盘2上还设有窄槽，其特征在于，所述的工件环4的内径小于抛光盘2的环带宽度，外径大于抛光盘2的环带宽度，所述的窄槽将抛光盘的盘面分成多个小单元，每个小单元的面积变化趋势是沿抛光盘2的半径从中心向边缘由大变小。

参看图2c和图2d，图2c和图2d代表一种开槽形状，窄槽将抛光盘的盘面分成多个小单元，每个小单元的面积变化趋势是沿抛光盘2的半径从中心向边缘由大变小。

实施例3

参看图1c，一种环形抛光机，包括转台1、抛光盘2、限位滚轮机构3和工件环4，所述的抛光盘2上还设有窄槽，其特征在于，所述的工件环4的内径小于抛光盘2的环带宽度，外径大于抛光盘2的环带宽度，所述的窄槽将抛光盘的盘面分成多个小单元，该窄槽的深度变化趋势是沿抛光盘2的半径从中心向边缘由深变浅，再变深。

参看图3a，图3a是开槽深度示意图，窄槽的深度变化趋势是沿抛光盘2的半径从中心向边缘由深变浅，再变深。

实施例4

参看图1c，一种环形抛光机，包括转台1、抛光盘2、限位滚轮机构3和工件环4，所述的抛光盘2上还设有窄槽，其特征在于，所述的工件环4的内径小于抛光盘2的环带宽度，外径大于抛光盘2的环带宽度，所述的窄槽将抛光盘的盘面分成多个小单元，该窄槽的深度变化趋势是沿抛光盘2的半径从中心向边缘由浅变深。

参看图3b，图3b是开槽深度示意图，窄槽的深度变化趋势是沿抛光盘2的半径从中心向边缘由浅变深。

实施例5

参看图1c，一种环形抛光机，包括转台1、抛光盘2、限位滚轮机构3和工件环4，所述的抛光盘2上还设有窄槽，其特征在于，所述的工件环4的内径小于抛光盘2的环带宽度，外径大于抛光盘2的环带宽度，所述的抛光盘2的流动能力沿抛光盘2的半径从中心向边缘由大变小再变大。

参看图4a，图4a代表抛光盘材料一种流动能力示意图，抛光盘2的流动能力沿抛光盘2的半径从中心向边缘由大变小再变大。

实施例6

参看图1c，一种环形抛光机，包括转台1、抛光盘2、限位滚轮机构3和工件环4，所述的抛光盘2上还设有窄槽，其特征在于，所述的工件环4的内径小于抛光盘2的环带宽度，外径大于抛光盘2的环带宽度，所述的抛光盘2的流动能力沿抛光盘2的半径从中心向边缘由小变大。

参看图4b，图4b代表抛光盘材料一种流动能力示意图，抛光盘2的流动能力沿抛光盘2的半径从中心向边缘由小变大。