[发明专利]轴锥镜的抛光装置和抛光方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及光学元件抛光加工领域，特别针对一种轴锥镜表面抛光的装置和方法，装置简单，操作方单，可以达到较高的面形精度和表面粗糙度。

背景技术

轴锥镜是一组工作表面为圆锥面的特殊光学元件，包括凹面轴锥镜和凸面轴锥镜两种，是一种焦线沿光轴方向的旋转对称光学元件。由于这种光学元件的焦深长而且横向宽度窄，所以它被广泛用于激光束整形、激光钻孔技术、光学检测以及激光谐振腔等领域。由于这些领域本身的精度要求非常高，这就对轴锥镜的面形精度和表面粗糙度提出了严格的要求。

由于轴锥镜的工作表面为圆锥面，所以其母线的加工精度和性质决定了整体的性能；另外，母线属于一维加工对象，所以不能按照传统的球面或者平面的全局表面化的加工模式；再者，由于母线的干涉条纹非常窄，所以轴锥镜的面形检测也非常困难，按照传统的干涉仪测量面形法则根本无法精确测量其加工精度，必须采用专门的检测方法才能完成。因此，鉴于轴锥镜的特殊性，世界上对于高精度轴锥镜加工和检测的报道非常少。目前，一只凸轴锥镜的加工价格约为一万美金，而且加工精度还不是很高，而凹轴锥镜的报道则更加稀少。因此，迫切需要研制加工轴锥镜的设备和检测装置。

发明内容

本发明的目的在于提出一种轴锥镜的抛光装置和抛光方法，以实现轴锥镜的高精度加工，能够依靠仪器进行轴锥镜的自动化式抛光工作，克服原来依靠经验的人工作业方式，减轻了劳动强度，达到加工稳定性好，效率高和精度高，该装置还应具有结构简单、操作性强和实用性强的特点。

本发明的技术解决方案如下：

一种轴锥镜的抛光装置，该装置自下而上依次是托板、底板、连杆、工作板和磨具架；一移动顶板比所述的托板窄，该移动顶板的一端与所述的托板一端通过螺钉连接为一整块平板，移动顶板与所述的托板的中心线重合；在所述的底板的两边与所述的移动顶板的另一端两侧对应位置设有调节螺钉座，供细调节螺钉旋设；所述的托板的另一端设有紧固螺钉，以便将整个装置固定在普通车床的小刀架上；

底板上表面的两长边设有导轨，该导轨上设有滑块，所述的工作板附着在滑块上；所述的托板和底板的重合端开一深孔，第三转轴穿过该深孔将托板和底板连接为一整体；第三转轴通过螺钉固定在托板上，第三转轴的上方设一轴盖加以保护，该轴盖通过螺钉固定在底板上；

所述的电机通过螺钉固定在电机座板上，电机座板上设一孔洞，便于电机驱动轴通过；电机座板固定在电机支撑板上，电机支撑板通过螺钉固定在所述的底板的另一端上；

所述的电机驱动的转动块的上部中间开一孔，电机的驱动轴伸入该孔并通过驱动轴的运动来驱动转动块转动；该转动块下部镶嵌第一转轴，第一转轴中间开一孔，一调节螺杆穿过该孔与第一转轴连接为一整体，第一转轴通过调节螺杆调节电机的驱动轴位置，进而调节电机驱动轴与底板的中心线偏离的距离，即偏心距e；第一转轴通过紧固螺栓与连杆的一端相连，该连杆的另一端通过第二转轴依次与工作板（5）及磨具架的一端相连，即磨具架在最上面，工作板居中，连杆在最下面，三者通过第二转轴连结在一起；磨具通过螺钉固定在磨具架的另一端上；磨具架靠近磨具的位置设有微调节螺钉，用来调节磨具角度，微调节螺钉设置在微调节螺钉座上，微调节螺钉座通过螺钉固定在工作板上；磨具在磨具架的带动下对轴锥镜进行母线抛光，轴锥镜通过轴锥镜夹具固定在普通车床的小刀架上。

利用上述轴锥镜的抛光装置进行轴锥镜抛光的方法，该方法包括下列步骤：

①首先将该装置通过紧固螺钉固定在一台普通车床，拆除刀架后的小刀架上，另外将待加工的轴锥镜的毛坯件通过轴锥镜夹具固定在该普通车床的加工位置；

②根据待加工轴锥镜的锥角不同，磨具的角度根据需要进行调节，调节过程分为粗调、细调和微调三个步骤：

首先释放紧固螺钉，转动托板并带动装置整体绕第三转轴转动以进行整体装置的宏观运动，实现整体装置的粗调，使磨具的聚氨酯抛光垫与待加工轴锥镜毛坯件的锥形作业面基本贴合，完成该操作后将位置固定，并通过紧固螺钉固定在普通车床上，粗调适合的角度范围在大角度＞5°时使用；

其次通过细调节螺钉调节移动顶板的角度，由于移动顶板与托板相连，从而带动托板的角度调节，继而带动工作板的细调，最终完成磨具的细调，使磨具的聚氨酯抛光垫进一步与待加工轴锥镜毛坯件的锥形作业面贴合，细调适合的角度范围在中角度0.5°～5°时使用；