大口径非球面元件精抛加工组合磨盘及加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光学元件加工，特别是一种大口径非球面元件精抛加工组合磨盘及加工方法。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展，大口径非球面元件的社会需求在增加。例如医疗领域用于制作X光透射摄影机，天文领域用于制造望远镜，生活领域用于制造大屏幕投影电视机等。镜坯经过铣磨，从球面过渡成非球面，然后再细磨、抛光。传统非球面抛光是人工手动来实现的，因加工效果与所施加的载荷有关，因此，传统抛光很大程度上依赖于工人师傅的经验。并且在手动加工过程中，同一时间只能针对某一环带进行加工，加工效率很低。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提出一种大口径非球面元件精抛加工组合磨盘及加工方法，以提高非球面的机械化加工的效率，减少加工对工人经验的依赖。
[0004]本发明的技术解决方案如下:
[0005]—种大口径非球面精抛加工组合磨盘，特点在于该装置包括中心盘、加强板、固定杆、锁紧块组件、活动杆和球关节抛光盘，所述的固定杆上设有多个第一螺孔，所述的活动杆上设有多个第二螺孔，所述的中心盘的外侧装有三根互成120°的所述的固定杆，在中心盘和固定杆的下方通过加强板焊接固定在一起，所述的锁紧块组件通过锁紧块定位螺钉固定在所述的固定杆上的第一螺孔，所述的活动杆与所述的固定杆之间通过所述的锁紧块组件上的锁紧螺钉连接固定，所述的球关节抛光盘的中心轴的螺杆旋入所述的活动杆的第二螺孔并用所述的六角螺母旋紧固定在活动杆自由端的下方。
[0006]利用所述的大口径非球面精抛加工组合磨盘装置对大口径非球面元件进行加工的方法，该方法包括如下步骤:
[0007]第一步:使用干涉仪对待加工的大口径非球面元件进行测量；
[0008]第二步:根据所得干涉面形图确定三个需加工的环带，将大口径非球面精抛加工组合磨盘置于待加工的大口径非球面元件上，拧开锁紧块组件上的锁紧螺钉，根据加工环带的距离，分别调整三个活动杆的长度，加工外环带的把活动杆拉出，加工内环带则把活动杆缩进，调整好后拧紧锁紧块组件上的锁紧螺钉；在活动杆收缩范围不能满足加工环带半径要求的情况下，拧开六角螺母，重新选择活动杆上合适的第二螺孔安装所述的球关节抛光盘，从而使得球关节抛光盘置于所需加工环带上；
[0009]第三步:启动电机驱动待加工的大口径非球面元件旋转，三个球关节抛光盘在工件旋转过程中对特定环带进行同步加工；
[0010]第四步:加工完成后，使用所述的干涉仪测量大口径非球面元件的面形，当工件面形满足加工要求，则转入第五步，否则，返回第二步；
[0011]第五步:结束。
[0012]本发明优点在于:
[0013]本发明实现了大口径非球面元件精抛加工的机械化以及可控化，加工过程中球关节抛光盘对大口径非球面元件施加的载荷固定，避免了对工人经验的依赖；可以实现多个环带的同步加工，提高了加工效率；机械化生产，减少了人力劳动。
【附图说明】
[0014]图1为本发明大口径非球面元件精抛组合加工磨盘结构示意图；
[0015]图1中:1-中心盘，2-加强板，3-固定杆，31-第一螺孔，4-锁紧块组件，41-锁紧螺钉，42-锁紧块定位螺钉，5-活动杆，51-第二螺孔，6-六角螺母，7-球关节抛光盘
【具体实施方式】
[0016]下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应依次限制本发明的变换范围。
[0017]先请参阅图1，图1为大口径非球面精抛加工组合磨盘的结构示意图，由图可见，本发明大口径非球面精抛加工组合磨盘装置，包括中心盘1、加强板2、固定杆3、锁紧块组件4、活动杆5和球关节抛光盘7，所述的固定杆3上设有多个第一螺孔31，所述的活动杆5上设有多个第二螺孔51，所述的中心盘I的外侧装有三根互成120°的所述的固定杆3，在中心盘I和固定杆3的下方通过加强板2焊接固定在一起，所述的锁紧块组件4通过锁紧块定位螺钉42固定在所述的固定杆3上的第一螺孔31，所述的活动杆5与所述的固定杆3之间通过所述的锁紧块组件4上的锁紧螺钉41连接固定，所述的球关节抛光盘7的中心轴的螺杆旋入所述的活动杆5的第二螺孔51并用所述的六角螺母6旋紧固定在活动杆5自由端的下方。
[0018]使用此装置进行大口径非球面元件的精密抛光时，过程如下:
[0019]第一步:使用干涉仪对待加工的大口径非球面元件进行测量；
[0020]第二步:根据所得干涉面形图确定三个需加工的环带，将大口径非球面精抛加工组合磨盘置于待加工的大口径非球面元件上，拧开锁紧块组件4上的锁紧螺钉41，根据加工环带的距离，分别调整三个活动杆5的长度，加工外环带则把活动杆5拉出，加工内环带则把活动杆5缩进，调整好后拧紧锁紧块组件4上的锁紧螺钉41 ;在活动杆5收缩范围不能满足加工环带半径要求的情况下，拧开六角螺母6，重新选择活动杆5上合适的第二螺孔51安装所述的球关节抛光盘7，从而使得球关节抛光盘7置于所需加工环带上；
[0021]第三步:启动电机驱动待加工的大口径非球面元件旋转，三个球关节抛光盘7在工件旋转过程中对特定环带进行同步加工；
[0022]第四步:加工完成后，使用所述的干涉仪测量大口径非球面元件的面形，当工件面形满足加工要求，则转入第五步，否则，返回第二步；
[0023]第五步:结束。
[0024]实验表明，本发明能对大口径非球面元件进行精抛加工，加工过程中球关节抛光盘对大口径非球面元件施加的载荷固定，避免了对工人经验的依赖；可以实现多个环带的同步加工，提高了加工效率；机械化生产，减少了人力劳动。
【主权项】
1.一种大口径非球面精抛加工组合磨盘，特征在于该装置包括中心盘(I)、加强板(2)、固定杆(3)、锁紧块组件(4)、活动杆(5)和球关节抛光盘(7)，所述的固定杆(3)上设有多个第一螺孔(31)，所述的活动杆(5)上设有多个第二螺孔(51)，所述的中心盘⑴的外侧装有三根互成120°的所述的固定杆(3)，在中心盘(I)和固定杆(3)的下方通过加强板(2)焊接固定在一起，所述的锁紧块组件(4)通过锁紧块定位螺钉(42)固定在所述的固定杆(3)上的第一螺孔(31)，所述的活动杆(5)与所述的固定杆(3)之间通过所述的锁紧块组件(4)上的锁紧螺钉(41)连接固定，所述的球关节抛光盘(7)的中心轴的螺杆旋入所述的活动杆(5)的第二螺孔(51)并用所述的六角螺母(6)旋紧固定在活动杆(5)自由端的下方。2.根据权利要求1所述的大口径非球面精抛加工组合磨盘，特征在于所述的固定杆(3)和活动杆(5)之间通过两个锁紧块组件(4)连接固定。3.利用权利要求1所述的大口径非球面精抛加工组合磨盘装置进行加工的方法，其特征在于:该方法包括如下步骤: 第一步:使用干涉仪对待加工的大口径非球面元件进行测量； 第二步:根据所得干涉面形图确定三个需加工的环带，将大口径非球面精抛加工组合磨盘置于待加工的大口径非球面元件上，拧开锁紧块组件(4)上的锁紧螺钉(41)，根据加工环带的距离，分别调整三个活动杆(5)的长度，加工外环带则把活动杆(5)拉出，加工内环带则把活动杆(5)缩进，调整好后拧紧锁紧块组件(4)上的锁紧螺钉(41);在活动杆(5)收缩范围不能满足加工环带半径要求的情况下，拧开六角螺母￠)，重新选择活动杆(5)上合适的第二螺孔(51)安装所述的球关节抛光盘(7)，从而使得球关节抛光盘(7)置于所需加工环带上； 第三步:启动电机驱动待加工的大口径非球面元件旋转，三个球关节抛光盘(7)在工件旋转过程中对特定环带进行同步加工； 第四步:加工完成后，使用所述的干涉仪测量大口径非球面元件的面形，当工件面形满足加工要求，则转入第五步，否则，返回第二步； 第五步:结束。
【专利摘要】一种大口径非球面元件精抛加工组合磨盘及加工方法，组合磨盘由中心盘、加强板、固定杆、活动杆、锁紧块组件和球关节抛光盘构成。活动杆控制着球关节抛光盘所在待加工大口径非球面元件的位置，从而实现对所需环带的加工。三个球关节抛光盘可同时工作，从而可根据待加工大口径非球面元件的面形，对不同环带进行同步加工。本发明实现了大口径非球面元件精抛加工的机械化以及可控化，大大提高了加工效率。
【IPC分类】B24B13/01
【公开号】CN105033816
【申请号】CN201510279649
【发明人】洪美娟, 顿爱欢, 顾建勋, 吴令奇, 徐学科
【申请人】中国科学院上海光学精密机械研究所
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年5月28日