[发明专利]固着磨料抛光头及其抛光方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学加工技术领域，具体涉及一种固着磨料抛光头及其抛光方法。

背景技术

随着对光学系统要求的提高，更好的成像质量，更少的光学元件，更简化和轻量化的光学系统等成为未来的发展趋势，可以满足上述要求的光学非球面元件也得到越来越广泛的应用。因此对光学非球面元件的加工制造也提出了更高的要求，提高光学非球面元件的加工效率，降低加工成本显得尤为重要。

光学非球面元件制造工艺主要分为两部分，一是非球面铣磨成型，二是非球面抛光平滑，得到满足使用要求的面形。当前广泛采用的光学非球面抛光方法主要有机械小工具抛光技术、应力盘抛光技术、磁流变抛光技术及离子束抛光技术等，其中机械小工具与应力盘抛光技术是在传统的游离磨料抛光技术与数控加工技术的基础上发展而来，机械小工具抛光方法如柔性盘技术，气囊抛光技术等减少了对人工操作的依赖，但抛光头制作工艺复杂，去除函数稳定性低，影响非球面抛光精度。目前还没有采用固着磨料的抛光头对光学非球面元件进行抛光。

发明内容

为了解决现有的机械小工具抛光方法存在的抛光头制作工艺复杂、抛光精度低的问题，本发明提供一种固着磨料抛光头及其应用。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

固着磨料抛光头，包括：成圆饼状的固着磨料抛光头基体，设置在所述固着磨料抛光头基体中心的安装孔，等间距均匀分布于所述固着磨料抛光头基体边缘表面并通过胶粘固定的固着磨料抛光垫层，胶粘固定在所述固着磨料抛光垫层表面的固着磨料抛光层。

所述固着磨料抛光层的个数与所述固着磨料抛光垫层的个数相等。

固着磨料抛光头的抛光方法，该方法的条件和步骤如下：

测定光学非球面元件的初始面形误差，规划固着磨料抛光层与光学非球面元件的抛光接触面积，确定进给方式及进给路径，计算固着磨料抛光头在不同位置的进给速度，生成加工文件，对刀并调整冷却水位置，保证抛光接触区域充分冷却，检查各个环节开始抛光，抛光过程中保持抛光接触面积与压入深度不变，并保证抛光接触区域冷却充分，抛光完成后，重新检测光学非球面元件的面形，若面形精度满足设计要求，则完成抛光；若面形精度不满足设计要求，则利用光学非球面元件的初始面形误差重新计算进给速度并生成加工文件，再次进行抛光加工，通过多次的检测与反复迭代抛光，最终使光学非球面元件的面形精度满足设计要求。

所述进给方式为以螺旋线方式进给。

所述进给路径为所述固着磨料抛光头从光学非球面元件的最外层一圈开始逐层递进抛光，直到光学非球面元件的最内层一圈。

本发明的有益效果是：本发明的一种固着磨料抛光头，该抛光头制作工艺简单，使用时较为方便可靠；本发明采用固着磨料抛光头对光学非球面元件进行抛光，可以对不同形状、口径的光学非球面元件进行有效抛光，快速形成可靠的抛光工艺，抛光过程中通过控制抛光接触面积得到稳定的去除函数，有效地提高抛光效率与抛光精度，通过控制抛光头在被加工光学非球面元件的不同位置的驻留时间实现不同程度的材料去除体积，配合反复迭代抛光，可实现对光学非球面元件表面面形误差的精确修正，得到较好面形精度的光学非球面元件，使其满足设计需要，该方法提高了加工效率并降低光学非球面元件的加工制造成本，同时实现较高的抛光精度。

附图说明

图1为本发明的固着磨料抛光头的结构示意图；

图2为采用图1所示的固着磨料抛光头对光学非球面元件进行抛光的原理示意图；

图3为采用图1所示的固着磨料抛光头对光学非球面元件进行抛光时的进给方式示意图；

图4为采用图1所示的固着磨料抛光头对光学非球面元件进行抛光的流程示意图。

图中：1、固着磨料抛光头，2、固着磨料抛光层，3、固着磨料抛光垫层，4、固着磨料抛光头基体，5、安装孔，6、光学非球面元件，7、抛光主轴。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。