專利名稱：輻射溫度場加速腐蝕的研拋裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光學元件加工裝置，具體涉及一種適用大口徑、非球面光學元件快速研磨拋光的輻射溫度場加速腐蝕的研拋裝置。
背景技術：
非球面光學元件具有矯正多種像差，改善成像質量，簡化光學系統(tǒng)并擴大視場等諸多優(yōu)點，在軍用和民用領域眾多的光電產品中已得到廣泛應用。但非球面的加工仍然存在設備昂貴、精度低、效率低下的問題，嚴重制約了相關產業(yè)和科研項目的發(fā)展。 目前光學加工包括CC0S、磁流變、離子束等先進技術，目前小磨頭技術已成為大口徑非球面光學元件的主要加工手段。小磨頭的優(yōu)點是基于高斯型的去除函數，容易實現定量控制，且有小的邊緣效應。但其主要缺點是產生高頻誤差、加工效率低且相關設備昂貴?；诖竽ヮ^的拋光技術，是顯著提高非球面加工效率的有效方式。目前主要的大磨頭技術包括應力盤技術和應力鏡技術，其中應力鏡技術采用球面整面拋光方法，具有更優(yōu)的加工效率，但由于其彈性力學原理，改技術只能用于超薄反射鏡的加工。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種輻射溫度場加速腐蝕的研拋裝置，主要解決了現有光學元件，尤其是非球面光學元件加工時成本較高，加工效率較低的問題。本發(fā)明的技術解決方案是該輻射溫度場加速腐蝕的研拋裝置，包括用于承載被加工元件的承載機構和腐蝕液儲液槽，承載機構使被加工元件全部浸泡在腐蝕液儲液槽內；配置有透明磨具，與被加工工件機械接觸；溫度場生成設備與控制機構連接；所述承載機構和腐蝕液儲液槽均固定設置于旋轉軸上。上述承載機構、腐蝕液儲液槽、磨具和溫度場生成設備均設置在密閉空間內。上述控制機構包括與溫度場生成設備連接的控制器，控制器一端與溫度場生成設備連接，另一端與工業(yè)PC連接。上述溫度場生成設備可以選擇微波輻射式溫度場生成設備、投影式溫度場生成設備或其它溫度場生成設備。本發(fā)明的優(yōu)點是I、可實現非球面光學元件的快速拋光。本發(fā)明實現了非球面的整體研拋，而不是常用的環(huán)帶修拋；另外將化學腐蝕機理引入光學加工，并通過加熱實現腐蝕速率的加快，顯著提高了光學元件的材料去除水平。2、適合與大口徑光學元件的研磨拋光。該技術發(fā)明是基于輻射實現溫度分布，不受被加工工件尺寸的限制。3、成本低廉。目前常用的CC0S、磁流變、離子束等設備價格昂貴。而本發(fā)明關鍵主要是溫度場的實施與保持，溫度場可以用微波或投影儀來實現，通過常用的溫控措施也能夠實現工件表面溫度場的平衡。4、采用與工件尺寸相當的透明模具，在對腐蝕表面進行平滑的同時，不會產生象散及高頻誤差。


圖I是本技術發(fā)明的工作原理圖；其中1溫度場生成設備，2控制器，3計算機，4透明磨具，5被加工工件，6腐蝕液儲液槽，7密閉環(huán)境。
具體實施例方式本發(fā)明基于對化學腐蝕實施有效控制，通過輻射實現光學工件不同環(huán)帶的溫度分布，對光學元件進行定量材料去除，鑒于化學腐蝕對光學表面質量的影響，輔以機械方法完 成光學表面的最終拋光成型。本發(fā)明采用微波輻射或投影來實現確定的溫度分布，結合了化學腐蝕拋光和機械拋光，前者主要實現工件材料去除，后者主要是為了獲得光滑表面；適合與大口徑非球面光學元件的快速研磨和拋光。該輻射溫度場加速腐蝕的研拋裝包括溫度場生成設備1，控制器2，計算機3，透明磨具4，被加工工件5，腐蝕液儲液槽6及密閉環(huán)境7，密閉環(huán)境可以采用密閉殼體。承載機構使被加工元件全部浸泡在腐蝕液儲液槽6內，承載機構上還設置有透明磨具4，拋光模為透明材質，與被加工工件尺寸相當；溫度場生成設備I與控制機構連接；承載機構和腐蝕液儲液槽6均固定設置于旋轉軸上。通過溫度場生成設備I實施確定的溫度分布輻射；通過控制密閉環(huán)境7實現需要的平衡溫度場，在腐蝕液中工件將實現不同環(huán)帶的材料去除；透明磨具與工件軸相對轉動及輕微擺動實現表面平滑，從而獲得高質量的面型表面。參照圖I，被加工工件5置于腐蝕液儲液槽6中，安裝固定好，被加工工件5和腐蝕液儲液槽6隨單軸機主軸轉動，透明磨具4具置于被加工工件上，由于要求磨具能透過輻射光線，要求磨具為透明材料。在腐蝕液儲液槽6中倒入與被加工工件5相匹配的腐蝕液。應注意倒入腐蝕液容量，因為單軸機主軸轉動過程中，腐蝕液在離心力作用下會向周邊聚集，應確保槽6中間的腐蝕液能覆蓋被加工工件。依據工件的面型誤差，計算出固定時間內所需的溫度場分布，通過溫度場生成設備來進行施加，確保生成需要的平衡溫度場。如此一段時間后，倒出腐蝕液(可過濾循環(huán)使用)，清洗并取下工件，可以進行面型檢測。
權利要求
1.一種輻射溫度場加速腐蝕的研拋裝置，包括用于承載被加工元件的承載機構，其特征在于還包括腐蝕液儲液槽，承載機構使被加工元件全部浸泡在腐蝕液儲液槽內；配置有透明磨具，與被加工工件機械接觸；溫度場生成設備與控制機構連接；所述承載機構和腐蝕液儲液槽均固定設置于旋轉軸上。
2.根據權利要求I所述的射溫度場加速腐蝕的研拋裝置，其特征在于所述承載機構、腐蝕液儲液槽、磨具和溫度場生成設備均設置在密閉空間內。
3.根據權利要求2所述的射溫度場加速腐蝕的研拋裝置，其特征在于所述控制機構包括與溫度場生成設備連接的控制器，控制器還與工業(yè)PC連接。
4.根據權利要求3所述的射溫度場加速腐蝕的研拋裝置，其特征在于所述溫度場生成設備是微波輻射式溫度場生成設備或投影式溫度場生成設備。
全文摘要
本發(fā)明提供一種輻射溫度場加速腐蝕的研拋裝置，主要解決了現有光學元件，尤其是非球面光學元件加工時成本較高，加工效率較低的問題。該輻射溫度場加速腐蝕的研拋裝置，包括用于承載被加工元件的承載機構和腐蝕液儲液槽，承載機構使被加工元件全部浸泡在腐蝕液儲液槽內；配置有透明磨具，與被加工工件機械接觸；溫度場生成設備與控制機構連接；所述承載機構和腐蝕液儲液槽均固定設置于旋轉軸上。本發(fā)明可實現非球面光學元件的快速拋光，適合與大口徑光學元件的研磨拋光，成本低廉。
文檔編號B24B37/00GK102794698SQ201210292349
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月16日 優(yōu)先權日2012年8月16日
發(fā)明者馬臻, 許亮, 丁蛟騰, 陳欽芳 申請人:中國科學院西安光學精密機械研究所