平面加工工艺技术(下)

2016-10-07 admin1

5.双面抛光法

 

双面抛光法适用于平行度要求高的薄片,如石英波片、滤光片、平行平面窗等,行星式双面研磨抛光机使用很广泛,太多引进国外机床,国内风雷机械厂有这类机床产品. 通常上下抛光模用聚氨酯制造,中间工件隔离圈用聚四氟乙烯薄板或有机玻璃板、PVC板制造,利用工件在分离器孔的位置互换使工件的平行度得到修正,工件的平面性主要是抛光模的轮廓复印,要求高时仍要做微量修正,实际上,在二轴机上采用档圈也可以实现双面抛光,不仅可以加工平行平面,还可以加工小圆柱棒,图九是二轴机双面精磨与抛光示意图。

深圳市激埃特光电有限公司

(三) 、计算机控制抛光与离子抛光

 

计算机控制抛光(CCP)是利用小抛光头在工件上作局部抛修运动,边检边修,再过几个循环,使平面达到很高的精度,离子抛光与CCP类似,把小抛光头换成离子束就成了离子抛光,离子抛光不仅提高了面形精度,而且改善了表面粗糙度.计算机控制抛光在浙江大学、北京理工大学、长春光机所与成都光学工程中心等均先后开展这项研究工作,后者还从俄罗斯引进了CCP三轴与五轴抛光机,加工出不少高精度平面.离子抛光在国内仍属空白.图十是浙大CCP实验装置与俄罗斯国立光学研究所的计算机上控制抛光机.

深圳市激埃特光电有限公司

图十a.浙江大学试验装置

深圳市激埃特光电有限公司

图十b.俄罗斯国立光学研究所的计算机控制抛光机

 

(四) 、单点金刚石飞切光学平面

 

美国Pam&Pneumo Inc. 生产的MSG-325金刚石车床用飞切方法加工过ø170mm KDP晶体高精度平行平面,用作倍频器;用飞切方法香港理工大学、云南光仪厂等单位的Nanoform300也可以实现平面的飞切.

 

我国为了解决270X270及310X310mmKDP平面加工问题,近年引进了俄国NCM-600立式飞切平面机床(图十一)

深圳市激埃特光电有限公司

图十一.NCM-600立式飞切平面机床

 

加工工件直径可达ø550mm,其工作原理为单点金刚石飞刀高速旋转,形成一个圆的轨迹,工作的直线运动,使单点包络成一个平面,平面的精度主要取决于机床运动的超精密度.主轴跳动:0.05um,主轴刚性:200N/um,导轨的直线性0.1um/250mm,在这个机床上已经加工出ø270KDP平面,透过波面达λ/2(PV)精度,在此基础上我国将开始研制这种机床,技术指标将超过MO-600的水平。

 

(五) 、棱镜的大批量生产

 

对于等精度或低精度棱镜的大批量生产通常都是成条加工完成抛光,然后用内圆切割机割开,如棱镜尺寸小时可以用高速排条锯割开,一次可以同时切割多只棱镜.棱镜的精磨抛光可以用金属夹具上盘,一个夹具可以加工一个面(图十二)或三个面(图十三).

深圳市激埃特光电有限公司

深圳市激埃特光电有限公司

(六)高精度棱镜的加工方法

 

高精度棱镜的批量生产通常采用组合光胶法.图十四为用长方体与平行平面光胶板组合光胶加工直角屋脊棱镜屋脊角的例子.

深圳市激埃特光电有限公司

五、光学平面的检测

 

平面的面形检测除用样板看光圈、菲索干涉仪看干涉条纹以外特别推荐下列测量方法

 

平面面形快速测量法

 

在立柱式干涉仪上当主光线向上出射时,工件被检面可以在测环上东魏测量,定位面就是被检面,这样就可以连续测量,不需要重新调整工件位置,如图十五为宁波华光仪器有限公司生产的数字干涉仪上测量平面数字条纹.

 

图十五a.宁波华光仪器有限公司CQG-II车间数字干涉仪(仪器全貌)

深圳市激埃特光电有限公司

图十五b.宁波华光仪器有限公司CQG-II车间数字干涉仪(测试报告)

深圳市激埃特光电有限公司

ø150平面干涉仪的数字化

 

国内最普通的平面干涉仪是ø150平面干涉仪,光路由上而下,这类仪器只要装上适当附件(PZT扫描仪)很容易实现数字化,图十六为浙江大学与上海星庆光仪公司研制成功并用于生产的 (XQ-15).

深圳市激埃特光电有限公司

图十六.ø150平面数字干涉仪

深圳市激埃特光电有限公司

微小平面的透过玻面畸变测量

 

ø4~ø1mm平面的测量可在CQG-II型干涉仪加上4X或8X放大镜就可实现(图十六).

深圳市激埃特光电有限公司

图十六a.微小平面的透过波面畸变测量(测量原理)

 

特大平面的面形测量

 

可以采用干涉仪的康蒙方法来实现,图十七表示在干涉仪上测量标准凹球面,在凹球面光路中45°方向放入被检平面,干涉条纹所判读误差为被检平面的面形误差,这就是康蒙方法在干涉仪中的应用。