[发明专利]一种球面及平面光学元件的面接触磨抛装置及方法

权利要求书

1.一种球面及平面光学元件的面接触磨抛装置，其特征在于：它包括工具柄（1）和筒形磨抛盘基体（2），所述工具柄（1）用于连接筒形磨抛盘基体（2）并可安装在数控加工设备的工具轴上，所述筒形磨抛盘基体（2）上粘贴有抛光膜（3）。

2.根据权利要求1所述的一种球面及平面光学元件的面接触磨抛装置，其特征在于：所述工具柄（1）底部有突出的磨抛盘连接杆（11），用于跟所述筒形磨抛盘基体（2）顶部凹陷的磨抛盘定位接口（21）进行配合，将工具柄（1）和筒形磨抛盘基体（2）连接固定后，所述磨抛盘连接杆（11）被压入磨抛盘定位接口（21）中，两者之间不出现空隙。

3.根据权利要求1所述的一种球面及平面光学元件的面接触磨抛装置，其特征在于：所述工具柄（1）和筒形磨抛盘基体（2）上都设有螺纹接口，两者通过螺钉（4）连接固定。

4.根据权利要求1所述的一种球面及平面光学元件的面接触磨抛装置，其特征在于：所述筒形磨抛盘基体（2）外形为圆筒形，底端为圆弧状，所述筒形磨抛盘基体（2）包括顶部向下凹陷的磨抛盘定位接口（21），筒形磨抛盘基体（2）下部圆弧处用于粘贴抛光膜（3）。

5.根据权利要求4所述的一种球面及平面光学元件的面接触磨抛装置，其特征在于：所述筒形磨抛盘基体（2）圆弧状底端的圆弧曲率半径为r₁，使用前，对贴附在筒形磨抛盘基体（2）圆弧端的抛光膜（3）进行修整，使其表面截面曲线为一精确的圆弧，圆弧曲率半径为r₂，抛光膜（3）厚度为h，满足r₂=r₁+h。

6.一种球面及平面光学元件的面接触磨抛方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将磨抛盘连接杆（11）压入磨抛盘定位接口（21）中，并通过螺钉（4）将两者固定，使磨抛盘连接杆（11）与磨抛盘定位接口（21）之间不出现间隙；

（2）采用粘结剂将抛光膜（3）粘贴于筒形磨抛盘基体（2）下部圆弧处，待粘贴剂凝固后对抛光膜（3）的圆弧曲率半径进行修整；

（3）修整时，将磨抛装置（100）安装在数控加工设备的工件轴上，将修整砂轮（5）安装在数控加工设备的工具轴上，采用点接触方式对抛光膜（3）的圆弧表面的曲率半径进行修整，使抛光膜（3）上的圆弧曲率半径处处一致，并且使经过修整的抛光膜（3）表面曲率半径与待加工的球面或平面工件的曲率半径大小相同，符号相反；

（4）在使用过程中，磨抛装置（100）安装在数控设备的工具轴上，待加工工件（6）安装在数控设备的工件轴上，在磨抛加工过程中，首先将待加工工件（6）面形的相关参数及磨抛装置（100）的尺寸数据输入工艺软件，并生成数控NC文件，磨抛装置（100）及待加工工件（6）即可在数控设备的精确定位控制下，使得在任意加工位置上，抛光膜（3）的曲率中心与待加工工件（6）的曲率中心时刻重合，磨抛装置（100）与待加工工件（6）表面成环面接触，实现抛光加工。

7.根据权利要求6所述的一种球面及平面光学元件的面接触磨抛方法，其特征在于：使用时，磨抛装置（100）安装在数控设备的工具轴上，可绕工具轴轴线转动，以及绕工具轴摆动中心B点摆动，而且磨抛装置（100）可在水平方向上进给；待加工工件（6）安装在数控设备的工件轴上，可绕工件轴轴线转动，待加工工件（6）可在竖直方向上进给，由数控加工设备控制各个加工位置上磨抛盘基体的进给速度及待加工工件（6）的转速。

8.根据权利要求6所述的一种球面及平面光学元件的面接触磨抛方法，其特征在于：所述筒形磨抛盘基体（2）圆弧状底端的圆弧曲率半径为r₁，使用前，对贴附在筒形磨抛盘基体（2）圆弧端的抛光膜（3）进行修整，使其表面截面曲线为一精确的圆弧，圆弧曲率半径为r₂，抛光膜（3）厚度为h，满足r₂=r₁+h。