[发明专利]一种超声振动抛光加工装置

说明书

一种超声振动抛光加工装置，超声振动换能器固定在气囊刀柄点端面内，导波线连接换能器和橡胶气囊内表面，橡胶气囊通过气囊压块和锁紧螺母与气囊刀柄固定，气囊刀柄、换能器、导波线、橡胶气囊、气囊压块、锁紧螺母共同组成超声振动气囊头；超声振动气囊头固定在主轴下端，防水罩固定在超声振动气囊头上，电机下端盖固定在摆臂上，冷却环与电机下端盖配合固定，主轴与主轴电机转子固定，主轴电机定子与主轴电机座配合，主轴电机座与电机上下端盖固定在摆臂上，轴承固定在主轴的上端固定在电机上端盖上，电刷支架固定在主轴上端盖上，电刷固定在电刷支架上，电刷罩分别固定在摆臂和电机上端盖上，摆臂盖板固定在摆臂上，调整垫圈固定在摆臂。

技术领域

本发明涉及硬脆性材料抛光加工，尤其是涉及在光学产业与半导体产业硬脆性材料加工的一种超声振动抛光加工装置。

背景技术

熔石英玻璃元件具有耐高温、热膨胀系数低、耐热震性和电绝缘性能良好等特性，被广泛应用于制作光学检测设备和半导体通信装置等。近年来，大尺寸熔石英玻璃元件的精密加工引起了越来越多的关注，其通常的加工步骤是采用金刚石砂轮进行精密磨削，然后利用精密抛光技术进行抛光加工。

目前，精密抛光在快速抛光阶段的主要目的为快速去除磨削后加工元件的表面与亚表面缺陷，为下一阶段的保形抛光提高良好面形精度。快速抛光阶段普遍采用CCOS抛光技术，其原理是使用尺寸小于抛光元件1/8的抛光工具，在抛光液中掺入抛光颗粒，通过抛光工具对加工元件施加压力和旋转运动，依靠抛光颗粒的磨削作用进行抛光材料去除。

气囊抛光以橡胶气囊作为抛光工具，在橡胶气囊内充入一定压力的气体通过控制气囊充气压力、气囊转速、气囊下压量等参数控制抛光加工的材料去除。由于橡胶气囊具有一定的柔性且可以实现气囊高速旋转，气囊可以贴合球面与非球面表面，获得更高的加工精度和材料去除效率。

英国伦敦光学实验室设计了一种气囊抛光装置可以实现光学元件的气囊抛光，见参考文献《The‘Precessions’tooling for polishing and figuring flat,sphericaland aspheric surfaces》和《Recent development of precessions polishing forlarge components and free-form surfaces》。在现阶段，由于抛光工具与加工元件的贴合过紧，存在抛光接触区内抛光颗粒数量较少的现象，会导致加工效率降低；如果采用提高抛光液浓度的方法，容易造成材料浪费、增加环境污染等问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有精密抛光中接触区抛光颗粒数量少导致材料去除效率降低的不足，提供利用超声振动保证抛光工具与加工元件表面间抛光液浓度，提高抛光材料去除效率的一种超声振动抛光加工装置。

本发明设有调整垫圈、摆臂、摆臂盖板、电刷罩、电刷、电刷支架、主轴上端盖、电机上端盖、电机下端盖、冷却环、主轴下端盖、主轴、防水罩、超声振动气囊头、主轴电机转子、主轴电机定子、主轴电机座、轴承、气囊刀柄、超声振动换能器、导波线、橡胶气囊、气囊压块和锁紧螺母；所述超声振动换能器固定在气囊刀柄点端面内，所述导波线分别连接超声振动换能器和橡胶气囊的内表面，橡胶气囊通过气囊压块和锁紧螺母与气囊刀柄固定，气囊刀柄、超声振动换能器、导波线、橡胶气囊、气囊压块、锁紧螺母共同组成超声振动气囊头；所述超声振动气囊头固定在主轴下端，防水罩固定在超声振动气囊头上，电机下端盖固定在摆臂上，冷却环通过主轴下端盖与电机下端盖配合固定，主轴与主轴电机转子固定，主轴电机定子与主轴电机座配合，主轴电机座与电机上端盖和电机下端盖固定在摆臂上，轴承固定在主轴的上端通过主轴上端盖固定在电机上端盖上，电刷支架固定在主轴上端盖上，电刷固定在电刷支架上，电刷罩分别固定在摆臂和电机上端盖上，摆臂盖板固定在摆臂上，调整垫圈固定在摆臂。

所述超声振动换能器可通过螺钉固定在气囊刀柄点端面内。

所述超声振动气囊头可通过螺钉固定在主轴下端，防水罩可通过螺钉固定在超声振动气囊头上。