光学元件磨削用金刚石砂轮离线电解修整装置的制造方法

文档序号:10111267阅读:783来源:国知局
光学元件磨削用金刚石砂轮离线电解修整装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及光学元件超精密加工领域,特别设及一种大口径非球面光学元件 成型磨削加工阶段金刚石砂轮的离线电解修整装置。
【背景技术】
[0002] 随着激光技术的不断发展,大口径高功率激光驱动器作为激光技术的一个重要分 支,在惯性约束核聚变方面有着重要的应用,如美国的NIF装置。作为世界上最大的光学 工程,在大口径光学元件数量、质量方面,高功率激光驱动器所提出的要求比迄今为止任何 光学系统都高出许多。而光学元件的超精密加工,是获得大批量、高性能光学元件的重要手 段。
[0003] 磨削加工作为大口径非球面激光光学元件超精密加工的重要成型工序,其使用固 结金刚石砂轮获得光学非球面元件的快速成型,并获得一定面形精度与表面质量。金刚石 砂轮在使用过程中,由于金刚石颗粒与光学材料的相互作用,使得原本凸出的磨粒逐渐纯 化、磨损、脱落,进一步增大磨削力,降低了元件的表面质量和加工精度,严重者导致元件产 生较大崩边、裂纹,最终使得元件不合格或报废。因此在金刚石砂轮使用一段时间后,需要 对其进行电解修整,使表面的金刚石颗粒凸出,达到一定的锐利度与形状精度。
[0004] 实现非球面光学元件高效磨削加工的设备,是一种高精度的Ξ轴联动超精密磨削 机床。目前国际上仅日本化gase公司、Okamoto公司、瑞:tMagerle集团等具有生产能力,而 国内也处于高校、科研院所等研制阶段,设备投入成本达到数百甚至上千万人民币。因此, 采用超精密磨削机床实现金刚石砂轮在位修整,会增加元件的制造成本,延长加工工时,降 低总体生产效率。 【实用新型内容】 阳0化]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种低成本的非球面光学元件磨削用金 刚石砂轮离线电解修整装置。
[0006] 本实用新型解决技术问题所采用的解决方案是:光学元件磨削用金刚石砂轮离线 电解修整装置,包括主轴、设置有修整头的电解液槽、修整距离微调系统和控制器,金刚石 砂轮安装在主轴上,所述主轴在控制器的控制下旋转从而带动金刚石砂轮作旋转运动;所 述修整距离微调系统支撑电解液槽,并对电解液槽的高度进行微调。 阳007] 所述电解液槽用于容纳电解质修整液,设置在电解液槽内的修整头与电解直流电 源阴极相连。
[0008] 所述修整头利用过盈配合的圆柱孔实现与直流电源阴极的电导通。
[0009] 所述金刚石砂轮与电解直流电源阳极相连,修整头与金刚石砂轮表面等距离贴合 且与直流电源阴极相连,输出电解电压连续可调。
[0010] 还包括支撑底座,所述支撑底座下方设置有高度可调的四个脚。
[0011] 所述主轴安装金刚石砂轮的位置设计为锥形轴,锥度与金刚石砂轮的法兰孔一 致,所述金刚石砂轮、法兰、主轴之间可w导电。
[0012] 所述修整头按金刚石砂轮的磨削刃形状分为直线磨削刃修整头W及圆弧磨削刃 修整头。
[0013] 还包括防护罩,所述防护罩对修整区域进行包裹。
[0014] 在所述防护罩上还设置有换气系统。
[0015] 本实用新型的有益效果:可用于金属结合剂金刚石砂轮的离线电解修整,在不占 用超精密磨削机床工时的情况下,修整效率高,砂轮表面磨粒凸出性好;本实用新型除能实 现金刚石砂轮的电解修整外,对于其他磨粒(CBN、白刚玉等)的金属结合剂砂轮,通过选 用合适的电解质,均可实现砂轮的快速离线电解修整,获得良好的磨粒凸出性;通过选用不 同轮廓形状的修整头,可实现直线磨削刃砂轮和不同圆弧半径的圆弧磨削刃砂轮的电解修 整,形状精度优于50μπι;通过调节砂轮转速、电解电压或电流、修整头与砂轮表面的距离, 可实现砂轮的快速修整和精密修整,既保证磨粒具有良好的凸出性,也保证结合剂对磨粒 具有较强的把持性;采用本实用新型的装置修整青铜结合剂金刚石砂轮,修整耗时约6小 时,节约超精密磨削机床工时15% ;用修锐的金刚石砂轮进行大口径非球面光学元件的精 密成型磨削加工,材料去除速率可达120cmVmin,产生的崩边尺寸小于1mm,表面沙眼均匀, 无烧蚀痕迹,600mm口径元件面形误差优于20μπι。
【附图说明】
[0016] 图1是本实用新型的金刚石砂轮离线电解修整装置的立体图。
[0017] 图2是本实用新型的金刚石砂轮离线电解修整装置的电气原理图。
[0018] 图3是本实用新型的直线磨削刃金刚石砂轮修整头的主视图。
[0019] 图4是图3的左视图。
[0020] 图5是图3的俯视图。
[0021] 图6是图3的立体图。
[0022] 图7是本实用新型的圆弧磨削刃金刚石砂轮修整头的主视图。
[0023] 图8是图7的左视图。
[0024] 图9是图7的俯视图。 阳0巧]图10是图7的立体图。
【具体实施方式】
[0026] 如图1和2所示,本实用新型的修整装置包括主轴1、设置有修整头的电解液槽3、 修整距离微调系统4、防护罩5、控制器和支撑底座7。金刚石砂轮2安装在主轴1上,在控 制器的控制下,主轴1旋转从而带动金刚石砂轮2作低速旋转运动;电解液槽3用于容纳电 解质修整液,设置在电解液槽3内的修整头与电解直流电源阴极相连,用于进行修整电解 反应,修整头利用过盈配合的圆柱孔实现与直流电源阴极的良好电导通;修整距离微调系 统4支撑电解液槽3,可W对电解液槽3的高度进行精密微调,W调节电解液槽3中的修整 头与金刚石砂轮2表面之间的距离,从而控制修整效果。
[0027] 金刚石砂轮2与电解直流电源阳极相连,修整头与金刚石砂轮2表面等距离贴合 且与直流电源阴极相连,输出电解电压连续可调,实现金刚石砂轮2表面与修整液的连续 均匀作用,去除金刚石砂轮2表面的结合剂,达到均匀修整的目的。
[0028] 支撑底座7保证所有部件的安装可靠。支撑底座7的操作台面最好敷设耐腐蚀的 尼龙板,便于放置电解液槽3等部件。支撑底座7可采用优质不诱钢矩管焊接而成,可最大 化地减轻装置的整体重量,另外,为适应不同安装地面的要求,支撑底座7下方设置有高度 可调的四个脚。
[0029] 主轴1支撑、紧固金刚石砂轮2,控制器可实现主轴1的转速可调,从而带动金刚石 砂轮2作匀速和低速旋转运动,保证修整均匀性。主轴1与金刚石砂轮2之间不绝缘,具有 电流导通能力。
[0030] 主轴1可采用优质45#结构钢制造,安装金刚石砂轮2的位置设计为锥形轴,锥度 与金刚石砂轮2的法兰孔一致,便于金刚石砂轮2的安装紧固,同时保证金刚石砂轮2、法 兰、主轴1之间可W导电。主轴1的轴端设计为左旋螺纹锁紧,而工作时金刚石砂轮2旋转 方向为右旋,主轴1的另一端为直连联轴节安装位置。为减轻装置的总体重量,在保证主轴 1悬臂刚度的情况下,可将主轴1设计为中空结构。主轴1的电机可选用TYPE90DF0. 75-30 伺服电机,输入转速0-3000r/min,再经过速比为1:50的精密行星减速机PLF090,实现低转 速输出,同时配备WT100伺服控制器,实现不同转速的编
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1