一种高精度低缺陷环形抛光用复合抛光盘及其加工方法与流程

本发明涉及光学加工，更具体的说是涉及一种高精度低缺陷环形抛光用复合抛光盘及其加工方法。

背景技术：

1、环形抛光(简称环抛)是加工大口径平面光学元件的关键技术之一。环抛机床通常采用大尺寸、高热稳定性的天然花岗岩制成抛光盘基盘，基盘表面浇制环形的沥青胶层作为抛光盘。沥青抛光盘的环带表面依次放有修正盘和工件盘，修正盘和工件盘的圆周侧面设置有齿轮同步带，两者分别由一对齿轮把持在其中的驱动齿轮带动下进行匀速旋转。修正盘用于修正和控制抛光盘的形状误差，而工件盘则用于把持元件。加工时抛光盘、修正盘、工件盘均以一定的转速绕逆时针方向匀速旋转，放在工件盘内的光学元件在沥青抛光盘及其承载的抛光颗粒作用下产生材料去除从而形成光学表面。

2、由于环形抛光采用大尺寸沥青抛光盘，其尺寸大于被加工光学元件，抛光时光学元件的整个表面与抛光盘接触，因此环形抛光在抑制中频波纹度误差、提升加工效率、降低加工成本等方面具有明显的优势。环形抛光的沥青抛光盘具有良好柔性，通常采用大尺寸修正盘来修正和控制沥青抛光盘的形状误差，通过调整修正盘在沥青抛光盘表面的径向位置来改变抛光盘的凹凸形状，从而实现光学元件的高精度加工。

3、光学元件抛光中通常采用的抛光盘主要有沥青盘、聚氨酯抛光垫、阻尼布抛光盘等。聚氨酯和阻尼布抛光垫表面存在大量孔隙，可以储存粗大颗粒，从而极大地降低缺陷产生的概率。

4、而沥青抛光盘的脆性比聚氨酯和阻尼布大，并且沥青盘在抛光过程中其表面逐渐变得光滑，表面缺乏可以储存杂质粗大颗粒的孔隙等，导致环形抛光中沥青盘容易产生划痕，对光学元件的疵病控制存在较大的困难，而聚氨酯在抑制疵病以及变形柔性方面比阻尼布差。

5、因此，如何提供一种高精度低缺陷环形抛光用复合抛光盘及其加工方法，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、为此，本发明的一个目的在于提出一种高精度低缺陷环形抛光用复合抛光盘，解决现有的沥青盘在抛光过程中其表面逐渐变得光滑，表面缺乏可以储存杂质粗大颗粒的孔隙等，而因此采用沥青抛光盘时光学元件的疵病控制存在较大的困难。本发明针对环形抛光中沥青盘容易产生划痕的问题提出了复合抛光盘。

2、本发明的另一个目的在于提供一种高精度低缺陷环形抛光用复合抛光盘的加工或制造方法。

3、本发明提供的一种高精度低缺陷环形抛光用复合抛光盘，包括：抛光盘基盘，所述抛光盘基盘上设置有沥青层，所述沥青层表面开设沟槽，形成布满其表面的沥青块结构后，采用大尺寸修正盘修整所述沥青层的表面获得加工光学元件面形精度符合要求的基面，在此时获得的沥青层表面对应干净的所述沥青块结构上粘结阻尼布抛光垫，使所述阻尼布抛光垫与所述沥青块结构协同抛光光学元件。

4、进一步地，形成的所述沥青块结构等间距排布。

5、进一步地，所述阻尼布抛光垫形状与所述沥青块结构形状适配。

6、进一步地，所述沥青块结构为方格块。

7、进一步地，所述阻尼布抛光垫背部具有背胶层。

8、进一步地，所述沥青层浇筑于所述抛光盘基盘上。

9、进一步地，所述沥青层厚度为10-30mm，所述阻尼布抛光垫13厚度为0.5-3mm。

10、进一步地，所述沟槽的深度为4-10mm。

11、进一步地，相邻所述沥青块结构之间的间距为50-300mm。

12、本发明还提供了一种高精度低缺陷环形抛光用复合抛光盘的加工方法，包括以下步骤：

13、在抛光盘基盘表面浇筑一层沥青层，沥青层上表面铣削平整后，铣削生成沟槽，相邻沟槽之间形成布满其表面的沥青块结构；

14、然后运行环抛机加工光学元件，加工时将环抛机自带的大尺寸修正盘放在沥青层表面，通过调整修正盘的径向位置来改变沥青层表面的凹凸形状，直至光学元件的面形精度达到要求，此时沥青层表面具有低的形状误差，然后停止运行环抛机，将沥青层表面清理干净；

15、根据沥青块结构的形状尺寸裁切与其适配的阻尼布抛光垫，而后将阻尼布抛光垫粘结至清理干净的沥青块结构表面，形成沥青层与阻尼布抛光垫协同工作的复合抛光盘。

16、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明采用阻尼布抛光垫代替沥青层与光学元件直接接触和抛光，能够实现无缺陷或低缺陷加工，避免沥青抛光盘直接接触和抛光光学元件时容易产生划痕等缺陷的问题。同时，阻尼布抛光垫粘贴在沥青层上，沥青层具有良好的柔性，从而可以通过调整修正盘的径向位置来改变复合抛光盘或沥青层的凹凸形状，改善元件抛光精度。

技术特征：

1.一种高精度低缺陷环形抛光用复合抛光盘，包括：抛光盘基盘(11)，所述抛光盘基盘(11)上设置有沥青层(12)，其特征在于，所述沥青层(12)表面开设沟槽，形成布满其表面的沥青块结构后，采用大尺寸修正盘修整所述沥青层(12)的表面获得加工光学元件(3)面形精度符合要求的基面，在此时获得的沥青层(12)表面对应干净的所述沥青块结构上粘结阻尼布抛光垫(13)，使所述阻尼布抛光垫(13)与所述沥青块结构协同抛光光学元件(3)。

2.根据权利要求1所述的一种高精度低缺陷环形抛光用复合抛光盘，其特征在于，形成的所述沥青块结构等间距排布。

3.根据权利要求1所述的一种高精度低缺陷环形抛光用复合抛光盘，其特征在于，所述阻尼布抛光垫(13)形状与所述沥青块结构形状适配。

4.根据权利要求3所述的一种高精度低缺陷环形抛光用复合抛光盘，其特征在于，所述沥青块结构为方格块。

5.根据权利要求1所述的一种高精度低缺陷环形抛光用复合抛光盘，其特征在于，所述阻尼布抛光垫(13)背部具有背胶层。

6.根据权利要求1所述的一种高精度低缺陷环形抛光用复合抛光盘，其特征在于，所述沥青层(12)浇筑于所述抛光盘基盘(11)上。

7.根据权利要求1所述的一种高精度低缺陷环形抛光用复合抛光盘，其特征在于，所述沥青层(12)厚度为10-30mm，所述阻尼布抛光垫(13)厚度为0.5-3mm。

8.根据权利要求7所述的一种高精度低缺陷环形抛光用复合抛光盘，其特征在于，所述沟槽的深度为4-10mm。

9.根据权利要求2所述的一种高精度低缺陷环形抛光用复合抛光盘，其特征在于，相邻所述沥青块结构之间的间距为50-300mm。

10.一种高精度低缺陷环形抛光用复合抛光盘的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种高精度低缺陷环形抛光用复合抛光盘及其加工方法，复合抛光盘包括：抛光盘基盘，其上设置有沥青层，沥青层表面开设沟槽，形成布满其表面的沥青块结构后，采用大尺寸修正盘修整沥青层的表面获得加工光学元件面形精度符合要求的基面，在此时获得的沥青层表面对应干净的沥青块结构上粘结阻尼布抛光垫，使阻尼布抛光垫与沥青块结构协同抛光光学元件。本发明采用阻尼布抛光垫代替沥青层与光学元件直接接触和抛光，能够实现无缺陷或低缺陷加工，避免沥青抛光盘直接接触和抛光光学元件时容易产生划痕等缺陷的问题。阻尼布抛光垫粘贴在沥青层上，沥青层具有良好的柔性，通过调整修正盘的径向位置来改变复合抛光盘或沥青层的凹凸形状，改善元件抛光精度。技术研发人员：王诗原,廖德锋,侯晶,谢瑞清,张明壮,赵世杰受保护的技术使用者：中国工程物理研究院激光聚变研究中心技术研发日：技术公布日：2024/6/5