[发明专利]一种内联式多气缸自适应抛光磨头

说明书

技术领域

本发明属于光学冷加工技术领域，具体涉及一种内联式多气缸自适应抛光磨头。

背景技术

在光学系统中采用非球面透镜可显著简化系统、改善像质、减小系统的外尺寸及重量。因此，随着科学技术的不断发展，非球面光学零件的制造需求显著增加，尤其在光刻物镜光学系统中，高精度非球面光学零件的数量占总光学零件数量的50％以上。由于非球面具有唯一光轴，同时非球面上各点曲率半径存在明显差异，因此普通球面抛光工艺无法解决非球面预抛光加工问题，目前多采用小磨头抛光工艺进行非球面预抛光。然而，小磨头预抛光非球面很容易残留加工轨迹状的中频误差，因此在对非球面中频误差要求极严格的情况下难以获得满足系统要求的非球面加工结果，例如在高NA光刻物镜光学系统中，高精度非球面光学零件通常具有偏离度大于1mm、梯度大于3°等特征，非球面中频指标需优于0.5nmRMS，显著增加了制造难度，普通小磨头预抛光难以满足上述加工需求。

公开号为CN103072077A的中国专利公开了一项名为一种双柔性自适应抛光磨头的技术方案，该方案所述的抛光磨头采用柔性层作为抛光模与非球面贴合的变形层，实现了一种非球面柔性自适应抛光磨头。该方案的局限在于柔性层完成选材后其弹性系数不可调节，另外，该方案的柔性层在加工中变形尺度不均，容易导致磨头应力分布不均匀，从而难以提高中频误差收敛效率。

发明内容

本发明的目的在于提出一种适应性更强、中频误差修正能力更高的内联式多气缸自适应抛光磨头，解决现有技术存在的磨头应力分布不均及磨头弹性系数不可调节的问题。

为实现上述目的，本发明的一种内联式多气缸自适应抛光磨头包括法兰基座、气舱盖板、内联式多气缸结构和抛光磨头子单元；

所述内联式多气缸结构包含多个上端相互连通的子气缸，每个子气缸与一个抛光磨头子单元配合；

所述法兰基座、气舱盖板和内联式多气缸结构使用紧固螺栓同心装配并通过O型密封圈密封，所述法兰基座与气舱盖板同轴开有通孔，所述通孔与任意一个子气缸连通。

所述抛光磨头子单元包括同心装配的子活塞基座、子磨头基座和子磨头抛光模，所述子活塞基座和子磨头基座通过紧固螺栓连接，所述子磨头抛光模与所述子磨头基座下端面固定连接。

所述子磨头抛光模与所述子磨头基座下端面粘接固定。

所述子磨头抛光模的材料为聚氨酯或沥青。

所述内联式多气缸结构包含至少三个上端相互连通的子气缸。

所述内联式多气缸结构为弯月形柱状结构或平截面形圆柱结构。

所述子气缸的分布为多环同心状分布或正交矩阵状分布。

本发明的有益效果为：本发明的一种内联式多气缸自适应抛光磨头的内联式多气缸结构中的多个子气缸上端相互连通，可充分保证子气缸内部气压一致。子气缸在使用中填充压缩空气以获得弹性系数可调节的空气弹簧结构。可根据需要通过调节气缸内气压改变气腔弹性系数，获得了一种压力分布均匀、弹性系数可调节、面形匹配更灵活的非球面抛光磨头，为加工高精度非球面光学零件提供了一种有效方案。通过子磨头的弹性伸缩，可提高磨头与非球面的贴合度，实现对非球面的高效面形加工。

附图说明

图1为本发明的一种内联式多气缸自适应抛光磨头的结构示意图；

图2为本发明的子气缸分布为多环同心状分布；

图3为本发明的子气缸分布为正交矩阵状分布；

其中：1、法兰基座，2、O型密封圈，3、气舱盖板，4、子气缸，5、内联式多气缸结构，6、子活塞基座，7、子磨头基座，8、子磨头抛光模，9、紧固螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

参见附图1，本发明的一种内联式多气缸自适应抛光磨头包括法兰基座1、气舱盖板3、内联式多气缸结构5和抛光磨头子单元；

所述内联式多气缸结构5包含多个上端相互连通的子气缸4，以达到各子气缸4气压一致的目的，每个子气缸4与一个抛光磨头子单元配合；

所述法兰基座1、气舱盖板3和内联式多气缸结构5使用紧固螺栓9同心装配，各配合表面通过O型密封圈2密封，所述法兰基座1与气舱盖板3同轴开有通孔，所述通孔与任意一个子气缸4连通，所述通孔与所述法兰基座1同轴。

所述抛光磨头子单元包括同心装配的子活塞基座6、子磨头基座7和子磨头抛光模8，所述子活塞基座6和子磨头基座7通过紧固螺栓9连接，所述子磨头抛光模8与所述子磨头基座7下端面固定连接。