光纤耦合器用石英基板的内槽毛面处理装置及方法与流程

本发明涉及光器件的零部件后处理技术领域，具体涉及一种光纤耦合器用石英基板的内槽毛面处理装置及方法。

背景技术：

目前光器件中固定光纤用的石英基板的内槽面采取毛面处理以增加石英基板与胶水的粘合力，一般方法有：1、用化学试剂对石英基板的内槽面做腐蚀处理；2、采用机械打磨方法直接对石英圆柱体加工，生产出具有u型或v型的石英基板。第一种方法不仅存在化学试剂对人体和环境的潜在危害，并且化学试剂的液态流动性使其容易溢出石英基板的内槽而对石英基板的外表面的光洁度产生负面影响。第二种方法中砂轮与石英基板间的硬接触磨削，不仅会对石英基板造成应力较大的后果，加工精度要求高，而且只能单件加工，加工效率较低。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种光纤耦合器用石英基板的内槽毛面处理装置及方法，它不仅工艺简便，加工质量好，而且加工效率高。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的处理装置技术方案为：包括固定工作台、柔性刷、砂浆喷管及往复驱动装置，所述柔性刷对应安设在固定工作台的上方，柔性刷包括刷板及固定于刷板下面的刷毛，所述刷板上设有通孔，所述砂浆喷管安装于所述柔性刷上方，砂浆能够从所述砂浆喷管中流出，并经所述通孔流入所述刷毛，所述往复驱动装置与柔性刷刷板相连，驱动柔性刷做往复运动。

优选地，在刷板上面配置有配重体。

优选地，所述固定工作台设有工件固定槽，所述工件固定槽的截面为上端开口的圆弧形。

优选地，所述工件固定槽沿所述固定工作台的纵向平行间隔设置5～50个。

优选地，所述刷毛的长度为5mm-15mm。

优选地，所述往复驱动装置包括电机及曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构的旋转驱动端与电机连接，曲柄连杆机构的平移端与刷板相连。

本发明还提出了利用上述光纤耦合器用石英基板的内槽毛面处理装置进行内槽毛面处理的方法，包括以下步骤：

第一步，将待加工的石英基板内槽开口向上固定于所述固定工作台；

第二步，将所述柔性刷的刷毛朝下放置于待加工的石英基板上，所述刷毛在柔性刷的重力作用下与所述石英基板的内槽表面充分接触；

第三步，通过往复驱动装置驱动所述柔性刷沿待加工的石英基板的轴向作平移往复运动；

第四步，同时将配好的砂浆从所述砂浆喷管流出，砂浆经所述刷板上的通孔流入待加工的石英基板的内槽，通过往复运动的柔性刷附带砂浆沿待加工的石英基板的轴向往复运行，作用于石英基板的内槽各面，直至石英基板的内槽形成毛面；

第五步，关闭所述往复驱动装置，将所述固定工作台用清水冲洗干净，取出加工好的石英基板，用清水清洗掉残留砂浆，得到内槽具有毛面效果的石英基板。

优选地，在第二步和第三步之间，还包括在所述刷板的几何中心放置配重体的步骤。

优选地，控制所述配重体的质量使柔性刷对石英基板的压强为0.02-0.05kg/cm²。

优选地，所述砂浆为碳化硅与水的混合浆，碳化硅目数为500-1000目，砂水质量比为1:2-1:5。

本发明的有益效果在于：1、采用柔性刷带动砂浆对石英基板内槽进行软接触磨擦，不仅对工件损伤小，可以大大降低产品的加工应力，而且毛面磨砂均匀，工件加工质量好；2、加工装置和工艺简便，无需高精度的对准，增大柔性刷的面积就可以同时批量加工，加工效率高；3、本发明中不采用化学腐蚀剂，有利环保。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明光纤耦合器用石英基板的内槽毛面处理装置的主视图；

图2是图1所示的处理装置的侧视图；

图3是图1所示的处理装置的固定工作台的主视图；

图4是图1所示的处理装置的柔性刷的结构示意图；

图5是图4所示的处理装置的柔性刷的主视图；

图6是石英基板的结构示意图。

图中：100、光纤耦合器用石英基板的内槽毛面处理装置；10、固定工作台；101、工件固定槽；20、石英基板；201、内槽；30、柔性刷；31、刷板；311、通孔；32、刷毛；40、配重体；50、砂浆管道；60、砂浆；70、往复驱动装置；71、电机；72、曲柄连杆机构。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-2所示，为本发明一较佳实施例的光纤耦合器用石英基板的内槽毛面处理装置100，包括固定工作台10、柔性刷30、砂浆管道50及往复驱动装置70。柔性刷30对应安设在固定工作台10的上方，柔性刷30包括刷板31及固定于刷板31下面的刷毛32，刷板31上设有通孔311，砂浆管道50安装于柔性刷30上方，砂浆60能够从砂浆管道50中流出，并经通孔311流入刷毛32，往复驱动装置70与柔性刷30的刷板31相连，驱动柔性刷30做往复运动。

光纤耦合器用石英基板的内槽毛面处理装置100还包括配重体40，配重体40放置于刷板31上。

如图3所示，固定工作台10设有工件固定槽101，工件固定槽101的截面为设有开口的圆弧形，工件固定槽101的两端面还设有挡板(图未示)，防止被加工件从工件固定槽101中伸出。工件固定槽101的数量和长度可以根据产量需求设定，优选地，工件固定槽101沿固定工作台10的纵向平行间隔设置5～50个。固定工作台10由不锈钢制成，其耐磨性好。

如图4-5所示，刷板31上的通孔311沿刷毛32的延伸方向设置，刷毛32可以为尼龙刷毛、杜邦刷毛及软铁刷毛，刷毛32的长度为5mm-15mm，通孔311的孔径为5mm。定义x方向为柔性刷30的纵向，y方向为横向，柔性刷30的纵向孔间距为10cm，横向孔间距为1cm。

配重体40放置于刷板31的上面，且位于刷板31的几何中心位置，从而保证被加工件的表面受力均匀。

砂浆管道50安装于柔性刷30上方，砂浆60能够从砂浆管道50中流出，并经通孔311流入刷毛32。

往复驱动装置70包括电机71及曲柄连杆机构72，曲柄连杆机构72的一端与电机71的输出轴连接，另一端与刷板31连接。电机71通过曲柄连杆机构72带动柔性刷30沿工件固定槽101的轴向做直线往复运动。在其他实施例中，往复驱动装置70也可以由其他能够驱动柔性刷30做直线往复运动的装置替换，如柴油发动机等，这属于该领域的常用技术手段，在此不再赘述。

如图6所示，被加工件石英基板20为圆柱体，沿圆柱体的径向设有内槽201。工件固定槽101的直径大于石英基板20的外径，且差值范围为0.05mm-0.1mm，以使石英基板20能够稳定地卡置于工件固定槽101内。在本实施例中，石英基板20的外径为1.8mm，相应地，工件固定槽101的直径为1.85mm-1.90mm。

在本实施例中，工件固定槽101的深度h与石英基板20的高度h相等。在其他实施例中，工件固定槽101的深度h可以比石英基板20的高度h大，但差值不超过0.1mm，以保证石英基板20的外表面不会被磨损。

在本实施例中，内槽201的截面呈u形。在其他实施例中，内槽201的截面也可以是v形。

利用上述光纤耦合器用石英基板的内槽毛面处理装置100进行内槽毛面处理的方法，包括以下步骤：

第一步，将待加工的石英基板20内槽201开口向上固定于固定工作台10的工件固定槽101中；

第二步，将柔性刷30的刷毛32朝下放置于待加工的石英基板20上，柔性刷30的纵向与工件固定槽101的轴向平行，刷毛32在柔性刷30的重力作用下与石英基板20的内槽201表面充分接触；

第三步，将柔性刷30的刷板31与曲柄连杆机构72连接，电机71驱动柔性刷30沿石英基板20的轴向做往复运动，往复行程不小于通孔311的纵向孔间距以保证内槽201表面均被摩擦到；

第四步，同时将配好的砂浆60从砂浆管道50流出，砂浆60经刷板31上的通孔311流入石英基板20的内槽201，通过往复运动的柔性刷30附带砂浆60沿待加工的石英基板20的轴向往复运行，作用于石英基板20的内槽201各面，直至石英基板20的内槽201形成毛面；

第五步，关掉电机71，将固定工作台10用清水冲洗干净，取出石英基板20，用清水清洗掉残留砂浆60，得到内槽201具有毛面效果的石英基板20。

上述方案中，在第二步之后将配重体40放置于刷板31的几何中心，并控制配重体40的质量使柔性刷30对石英基板20的压强为0.02-0.05kg/cm²；

上述方案中，在第四步中，柔性刷30的往复运动持续15mins，且在此步骤中砂浆60为碳化硅与水的混合浆，碳化硅目数范围为500-1000目，砂水质量比的范围为1:2-1:5。

本发明提出的光纤耦合器用石英基板的内槽毛面处理装置及方法具有明显的优点及积极效果：1、采用柔性刷带动砂浆对石英基板内槽进行软接触磨擦，不仅对工件损伤小，可以大大降低产品的加工应力，而且毛面磨砂均匀，工件加工质量好；2、加工装置和工艺简便，无需高精度的对准，增大柔性刷的面积就可以同时批量加工，加工效率高；3、本发明中不采用化学腐蚀剂，有利环保。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。