一種高速複合拋光模的製作方法
2023-05-28 00:30:06
專利名稱：一種高速複合拋光模的製作方法
技術領域：
本發明涉及光學加工技術領域，特別涉及一種用於加工埃級表面粗糙度光學元件拋光模的製作方法，該拋光模可用於各種精密光學兀件的高速超精密拋光。
背景技術：
目前，埃級表面粗糙度的光學元件普遍採用古典拋光法加工。在古典法拋光過程中，拋光模的工作面的主要材料為浙青，而浙青是一種熱敏感性材料，受溫度影響極大，因此拋光過程只能採用低轉速加工，從而最大限度的避免浙青受熱產生變形影響拋光質量。但即使如此浙青受溫度影響產生的微小變形仍然無法完全避免，加工質量很不穩定且加工效率極低，因此亟需一種新的工藝方法，提高拋光加工過程的穩定性和加工效率。
發明內容
本發明的目的在於提供一種高速複合拋光模的製作方法，該方法製備得到的拋光模能有效地提高埃級粗糙度零件的拋光穩定性，縮短拋光時間，提高拋光效率，降低生產成本。為了實現上述目的，本發明採用了以下技術方案I)用研磨的方法將拋光模基板的工作面加工至與待加工零件面形一致；保證拋光模具有足夠的面形精度從而保證用其加工的零件面形符合要求；2)將軟化點高於70°C的浙青加熱至完全熔化；3)將熔化的浙青倒於經過步驟I)加工後的拋光模基板的工作面上，使整個拋光模基板的工作面被浙青覆蓋，浙青的覆蓋厚度控制為l_2mm ；4)待拋光模基板的工作面上的浙青降溫至浙青的軟化點時，將阻尼布的非工作面平貼於浙青上得複合體；5)將複合體按照阻尼布向下放置在與待加工零件面形一致的模板上；6)在模板上放置24小時以上後將複合體從模板上取下，用水清洗乾淨得拋光模。所述步驟I)中拋光模基板的工作面加工至與待加工零件的面形誤差小於O. 01。保證拋光模具有足夠的面形精度從而保證用其加工的零件面形符合要求，同時可以保證拋光模的最終精度在模板的修正範圍內。所述模板與待加工零件的面形誤差小於O. 001。保證拋光模面形最終可以通過模板得到修正，當面形誤差小於0.001時，可以滿足零件面形符合要求。與現有技術相比，本發明具有以下優點本發明採用複合的工藝思路進行拋光模的製作，該拋光模拋光效果有顯著提高，其拋光後的零件表面粗糙度值Ra可以達到O. 2nm以下，且拋光效率由傳統的6-8小時，縮減至I小時。本發明方法簡單、實用，可操作性極強，突破了傳統的拋光模製作方法，按此方法製作的拋光模，耐高溫性能極好、強度高，使用壽命長，可用於高速拋光並能夠獲得埃級粗糙度，在同等條件下，有效提高了拋光效率、穩定性，降低了拋光成本。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步描述。實例一I)製作拋光模基板，用研磨的方法將拋光模基板(直徑Φ 300mm)的工作面的面形加工至與待加工零件面形一致，面形誤差為O. 008 ；2)將軟化點為72°C的浙青在容器中加熱至完全熔化，浙青的體積為IOOcm3 ； 3)迅速將熔化的浙青倒於經過步驟I)加工後的拋光模基板的工作面上，保證整個拋光模基板的工作面能夠被浙青覆蓋，且浙青厚度控制為1. 5mm ；4)待拋光模基板的工作面上的浙青溫度下降至該浙青的軟化點時，將阻尼布的非工作面平貼於浙青上，阻尼布不允許褶皺；阻尼布的厚度為O. 8mm ；5)將按上述方法組合的拋光模，按照阻尼布向下放置在與待加工零件面形一致的模板上，模板面形誤差為O. 0005 ；6) 24小時後將拋光模從模板上取下，用水將拋光模清洗乾淨，然後對光學零件進行拋光(即將拋光模基板未覆蓋浙青的一側上於工具機上，然後用拋光模對零件進行拋光)。拋光效果如下通過原子力顯微鏡對拋光光學零件的表面粗糙度檢測，Ra
<O. 2nm。關於穩定性的說明拋光時間為I小時，分別進行10次拋光，每次拋光後用原子力顯微鏡對拋光光學零件的表面粗糙度檢測，Ra平均值為O. 178nm。實例二I)製作拋光模基板，用研磨的方法將拋光模基板(直徑Φ 260mm)的工作面的面形加工至與待加工零件面形一致，面形誤差為O. 006 ；2)將軟化點為75°C的浙青在容器中加熱至完全熔化，浙青的體積為80cm3 ；3)迅速將熔化的浙青倒於經過步驟I)加工後的拋光模基板的工作面上，保證整個拋光模基板的工作面能夠被浙青覆蓋，且浙青厚度控制為1. 5mm ；4)待拋光模基板的工作面上的浙青溫度下降至該浙青的軟化點時，將阻尼布的非工作面平貼於浙青上，阻尼布不允許褶皺；阻尼布厚度Imm ；5)將按上述方法組合的拋光模，按照阻尼布向下放置在與待加工零件面形一致的模板上，模板面形誤差為O. 0005 ；6) 24小時後將拋光模從模板上取下，用水將拋光模清洗乾淨，然後對光學零件進行拋光(即將拋光模基板未覆蓋浙青的一側上於工具機上，然後用拋光模對零件進行拋光)。拋光效果如下通過原子力顯微鏡對拋光光學零件的表面粗糙度檢測，Ra
<O. 2nm。關於穩定性的說明拋光時間為I小時，分別進行10次拋光，每次拋光後用原子力顯微鏡對拋光光學零件的表面粗糙度檢測，Ra平均值為O. 167nm。實例三I)製作拋光模基板，用研磨的方法將拋光模基板(直徑Φ 260mm)的工作面的面形加工至與待加工零件面形一致，面形誤差為O. 005 ；2)將軟化點為75°C的浙青在容器中加熱至完全熔化，浙青的體積為80cm3 ；3)迅速將熔化的浙青倒於經過步驟I)加工後的拋光模基板的工作面上，保證整個拋光模基板的工作面能夠被浙青覆蓋，且浙青厚度控制為1. 5mm ；
4)待拋光模基板的工作面上的浙青溫度下降至該浙青的軟化點時，將阻尼布的非工作面平貼於浙青上，阻尼布不允許褶皺；阻尼布厚度1. 2mm ；5)將按上述方法組合的拋光模，按照阻尼布向下放置在與待加工零件面形一致的模板上，模板面形誤差為O. 0008 ；6) 24小時後將拋光模從模板上取下，用水將拋光模清洗乾淨，然後對光學零件進行拋光(即將拋光模基板未覆蓋浙青的一側上於工具機上，然後用拋光模對零件進行拋光)。拋光效果如下通過原子力顯微鏡對拋光光學零件的表面粗糙度檢測，Ra
<O. 2nm。關於穩定性的說明拋光時間為I小時，分別進行10次拋光，每次拋光後用原子力顯微鏡對拋光光學零件的表面粗糙度檢測，Ra平均值為O. 177nm。
權利要求
1.一種高速複合拋光模的製作方法，其特徵在於，包括以下步驟 1)用研磨的方法將拋光模基板的工作面加工至與待加工零件面形一致； 2)將軟化點高於70°C的浙青加熱至完全熔化； 3)將熔化的浙青倒於經過步驟I)加工後的拋光模基板的工作面上，使整個拋光模基板的工作面被浙青覆蓋，浙青的覆蓋厚度控制為l_2mm ； 4)待拋光模基板的工作面上的浙青降溫至浙青的軟化點時，將阻尼布的非工作面平貼於浙青上得複合體； 5)將複合體按照阻尼布向下放置在與待加工零件面形一致的模板上； 6)在模板上放置24小時以上後將複合體從模板上取下，用水清洗乾淨得拋光模。
2.根據權利要求I所述一種高速複合拋光模的製作方法，其特徵在於所述步驟I)中拋光模基板的工作面加工至與待加工零件的面形誤差小於0. 01。
3.根據權利要求I所述一種高速複合拋光模的製作方法，其特徵在於所述模板與待加工零件的面形誤差小於0.001。
全文摘要
本發明提供一種高速複合拋光模的製作方法1)用研磨的方法將基板工作面的面形加工至與待加工零件面形一致；2)將軟化點高於70℃的瀝青加熱至完全熔化；3)將熔化的瀝青倒於拋光模基板上，保證整個基板能夠被瀝青覆蓋；4)待拋光模基板上的瀝青溫度下降至該瀝青的軟化點時，將阻尼布非工作面平貼於瀝青上；5)將按上述方法組合的拋光模，阻尼布向下放置在與待加工零件面形一致的模板上；6)24小時後將拋光模從模板上取下，用水將拋光模清洗乾淨，即可使用；本發明方法工藝簡單，易操作，按此方法製作的拋光模，耐高溫性能極好、強度高，使用壽命長，可用於高速拋光並能夠獲得埃級粗糙度。
文檔編號B24D18/00GK102975136SQ201210575380
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月26日 優先權日2012年12月26日
發明者崔傑, 弋建魚, 呂林 申請人:西安北方捷瑞光電科技有限公司