专利名称：一种弯月透镜及其加工方法
技术领域：
本发明属于光学冷加工技术，特别是一种光学常用元件一弯月透镜及其加工方法。
背景技术：
光学仪器中常用的弯月透镜制造方法均系选用符合要求的光学玻璃材料，通过下料、粗磨、精磨、抛光等常规光学玻璃冷加工工艺来完成，最后仅经过一次定心磨边。但是对于近同心圆或近同半径(或类似规格)的弯月透镜来说，由于其对中心偏差的要求相比于其它弯月透镜来说很高，不宜按上述一般方法进行定心磨边。一般方法加工出的弯月透镜， 其边厚差难以满足设计要求。并且，在对带有台面的近同心圆或近同半径(或类似规格)的弯月透镜加工平台面时，传统方法例如附图8(a) (d)所示，是先做出两球面(此处表示了先形成凸面再形成凹面的情况，但该顺序并不是限定的)，再定中心磨外圆，最后在同一轴上切出平台面。当平台面宽度较大时，传统方法很难保证凹面几何中心与零件外圆几何中心重合，而且平台面与外圆的垂直度也很难保证。这样加工出的弯月透镜，边厚差和平台面与外圆的垂直度难以满足设计的要求。在专利文献CN 101791774A中，公开了一种负月牙光学透镜的加工方法，以所采用的加工模具为不设沉孔的假刚盘，被加工件周边与模具的球形凹/凸面呈刚性线接触为主要特征，但并没有解决现有技术存在的上述问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高精度的弯月透镜及其加工方法。本发明能够加工对于边厚差要求精度度高的弯月透镜，例如要求边厚差At < 0.05mm 的弯月透镜，特别是近同心圆或近同半径(或类似规格)的弯月透镜。本发明采用进行两次定心磨边的方法来达到上述目的，加工方法包括如下步骤 a)准备圆柱形光学玻璃毛坯的步骤；b)将所述毛坯的一面加工成平面的步骤；c)以所述平面为基准，将所述毛坯的与所述平面相对的另一面加工成第一规定面，并以所述第一规定面或所述平面为基准进行第一次定心磨边的步骤；d)以所述第一规定面为基准，将所述平面加工成第二规定面的步骤；和e)以所述第一规定面或所述第二规定面为基准进行第二次定心磨边的步骤。如上所述，本发明通过在形成第二规定面之前和之后各进行一次定心磨边，共进行了两次定心磨边，因此能够将边厚差控制在At < 0.05的范围，能够减小弯月透镜的中心偏差，以满足设计的要求。并且，本发明以平面为基准加工第一规定面，更容易保证第一规定面的加工精度。本发明的弯月透镜的加工方法中，加工所述平面的步骤，包括粗磨、精磨和抛光的步骤；加工所述第一规定面和所述第二规定面的步骤，包括铣磨、粗磨、精磨和抛光的步骤。
本发明的弯月透镜的加工方法中，加工所述第一规定面的步骤，是将所述毛坯的与所述平面相对的另一面加工成由凹面和与所述平面平行的平台面构成的第一规定面的步骤，或者，是将所述毛坯的与所述平面相对的另一面加工成由凹面构成的第一规定面的步骤。由此，本发明能够同时适用于具有平台面和不具有平台面的弯月透镜的加工。其中，本发明的弯月透镜的加工方法，在将所述毛坯的与所述平面相对的另一面加工成由凹面和与所述平面平行的平台面构成的第一规定面的情况下，在由所述平台面和凹面构成的所述第一规定面加工完成之后，进行所述第一次定心磨边。或者，在所述凹面加工完成之后、所述平台面加工之前，进行所述第一次定心磨边。并且，此时加工所述第二规定面的步骤，是以所述平台面为基准加工所述第二规定面的步骤。由于平台面是平行于平面的，所以既能够提高第二规定面加工精度，又能够避免对凹面的光洁度造成破坏。另外，本发明的弯月透镜的加工方法，在将所述毛坯的与所述平面相对的另一面加工成由凹面构成的第一规定面的情况下，在所述凹面加工完成之后，进行所述第一次定心磨边。另外，本发明的弯月透镜的加工方法中，加工所述第二规定面的步骤，是以所述第一规定面为基准，将所述平面加工成由凸面构成的第二规定面的步骤。由于第一规定面是凹面或由凹面和平台面构成的，所以通过本方法能够加工出带台面或不带台面的弯月透
^Mi ο进一步，以所述第一规定面或所述第二规定面为基准进行第二次定心磨边的步骤，即可获得高精度的弯月透镜。此外，本发明还包括由本发明的弯月透镜的加工方法所得到的产品。综上所述，根据本发明的弯月透镜的加工方法，通过在形成第二规定面之前和之后各进行一次定心磨边，共进行了两次定心磨边，能够将边厚差控制在At < 0. 05的范围， 尽可能地减小中心偏差。此外，本发明能够以平面为基准加工第一规定面，更容易保证第一规定面的加工精度。此外，本发明的弯月透镜的加工方法中，在加工平面、加工第一规定面和加工第二规定面时，均可视情况采用成盘加工的方式，因此能够提高加工效率。
图1为本发明实施例1的弯月透镜的加工方法的示意流程图。图2为本发明实施例1的零件毛坯图。图3为本发明实施例1的第一次定心磨边后的半成品结构示意图。图4为本发明实施例1的第二次定心磨边后的成品结构示意图。图5为本发明实施例2的弯月透镜的加工方法的示意流程图。图6为本发明实施例2的第一次定心磨边后的半成品结构示意图。图7为本发明实施例2的第二次定心磨边后的成品结构示意图。图8为现有技术中加工带平台面的弯月透镜的方法的示意图。
具体实施例方式以下结合具体实施例对本发明进行详细说明，本发明使用两次进行定心磨边的方法来加工近同心圆弯月透镜。不过，近同心圆弯月透镜只是具体的一个实施例，本发明也可以适用于近同半径或类似规格的对中心偏差的要求很高的弯月透镜的加工。
〔实施例1〕
图1表示了本发明实施例1的弯月透镜的加工方法的示意流程图，图2 图4示意性地表示了本发明实施例1的带平台面的弯月透镜的加工方法的过程。
以下参照图1的流程进行说明。
步骤11.加工图2所示的毛坯的一面为平面，经过粗磨、精磨和抛光，直至其表面光洁度达到光胶水平，例如Rz = 0. 025及以下，光圈N = -0. 5，并涂上薄薄的防水胶。
步骤12.以加工好的平面为基准铣磨另一面为凹面，再经过粗磨、精磨和抛光，直至其表面达到设计要求，并涂保护胶。
步骤13.将平面光胶在镜盘上，再磨平平台面使之与平面平行，直至整盘的边缘厚度差小于0. 01mm，这时形成的半成品为图3所示。
步骤14.将加工好的凹面用粘接胶粘在定心磨边机的铜管上，移动零件直至目镜中的像点几乎不动，然后定心磨边。
步骤15.以平台面为基准面将平面铣磨成凸面，再粗磨、精磨凸面，并以平台面为基准，控制边缘厚度差小于0. 01mm，最后按设计要求抛光凸面。
步骤16.将凸面或平台面或凹面用粘接胶粘在定心磨边机的铜管上，移动零件直至目镜中的像点几乎不动，然后定心磨边，最后做保护性倒角，形成图4所示的带平台面的弯月透镜。
在本实施例中，表示了先加工凹面，再加工平台面，然后进行第一次定心磨边的情况。但本发明不限于此，即步骤12、13、14的顺序可以变化，只要第一次定心磨边在凹面加工完成之后进行即可。例如可以先加工平台面再加工凹面，然后进行第一次定心磨边，这时，平台面的加工方法其实是将整个面加工为平面。此外，在如图1所示先加工凹面的情况下，也可以在进行第一次定心磨边之后再加工平台面。另外，本实施例在步骤14中进行第一次定心磨边时，是将凹面粘在定心磨边机上进行定心磨边的，这样能够起到防止透镜破片的作用，但本发明并不限定于此，也可以将平面粘在定心磨边机上进行定心磨边。
〔实施例2〕
图5表示了本发明实施例2的弯月透镜的加工方法的示意流程图，图6 图7示意性地表示了本发明实施例2的不带平台的弯月透镜的加工方法的过程。以下参照图5的流程进行说明，但对其中与图1的流程中相同的步骤省略具体说明。不过，在加工不带平台的弯月透镜时，弯月透镜的边缘厚度TE应当在5mm以上，否则可能会无法获得足够高的精度。
步骤51.使用图2所示的毛坯，进行与步骤11相同的处理。
步骤52.以加工好的平面为基准铣磨另一面为凹面，此处，在毛坯上不会留出台面，再经过粗磨、精磨和抛光，直至其表面达到设计要求，并涂保护胶，这时形成的半成品为图6所示。
步骤53.将加工好的凹面用粘接胶粘在定心磨边机的铜管上，移动零件直至目镜中的像点几乎不动，然后定心磨边。
步骤以凹面为基准面将平面铣磨成凸面，再粗磨、精磨凸面，并以凹面为基准，控制边缘厚度差小于0. 02mm，最后按设计要求抛光凸面。
步骤55.将凸面或凹面用粘接胶粘在定心磨边机的铜管上，移动零件直至目镜中的像点几乎不动，然后定心磨边，最后做保护性倒角，形成图7所示的不带平台面的弯月透^Mi ο
其中，与实施例1相同地，本实施例在步骤53的第一次定心磨边时，是将凹面粘在定心磨边机上进行定心磨边的，这样能够起到防止透镜破片的作用，但本发明并不限定于此，也可以将平面粘在定心磨边机上进行定心磨边。
根据本发明的上述实施例，通过进行两次定心磨边，能够保证所获得的弯月透镜的球面面倾角达到0. 5’ 2’以内(边缘厚度差0. 005 0. 02，零件直径不相同，这个数值会有变化)，而传统方法则只能达到5’ 10’(边缘厚度差0. 05 0. 1，零件直径不相同， 这个数值会有变化)。
因此，本发明能够适用于对中心偏差要求高的弯月透镜的制造。
权利要求
1.一种弯月透镜的加工方法，其特征在于所述方法包括以下步骤a)准备圆柱形光学玻璃毛坯的步骤；b)将所述毛坯的一面加工成平面的步骤；c)以所述平面为基准，将所述毛坯的与所述平面相对的另一面加工成第一规定面，并以所述第一规定面或所述平面为基准进行第一次定心磨边的步骤；d)以所述第一规定面为基准，将所述平面加工成第二规定面的步骤；和e)以所述第一规定面或所述第二规定面为基准进行第二次定心磨边的步骤。
2.如权利要求1所述的弯月透镜的加工方法，其特征在于加工所述平面的步骤，包括粗磨、精磨和抛光的步骤；加工所述第一规定面和所述第二规定面的步骤，包括铣磨、粗磨、 精磨和抛光的步骤。
3.如权利要求1所述的弯月透镜的加工方法，其特征在于加工所述第一规定面的步骤，是将所述毛坯的与所述平面相对的另一面加工成由凹面和与所述平面平行的平台面构成的第一规定面的步骤。
4.如权利要求3所述的弯月透镜的加工方法，其特征在于在由所述平台面和凹面构成的所述第一规定面加工完成之后，进行所述第一次定心磨边。
5.如权利要求3所述的弯月透镜的加工方法，其特征在于在所述凹面加工完成之后、 所述平台面加工之前，进行所述第一次定心磨边。
6.如权利要求3所述的弯月透镜的加工方法，其特征在于加工所述第二规定面的步骤，是以所述平台面为基准加工所述第二规定面的步骤。
7.如权利要求1所述的弯月透镜的加工方法，其特征在于加工所述第一规定面的步骤，是将所述毛坯的与所述平面相对的另一面加工成由凹面构成的第一规定面的步骤。
8.如权利要求7所述的弯月透镜的加工方法，其特征在于在所述凹面加工完成之后， 进行所述第一次定心磨边。
9.如权利要求1 8中任一项所述的弯月透镜的加工方法，其特征在于加工所述第二规定面的步骤，是以所述第一规定面为基准，将所述平面加工成由凸面构成的第二规定面的步骤。
10.一种弯月透镜，其特征在于是由权利要求1 9中任一项所述的弯月透镜的加工方法所得到的产品。
全文摘要
本发明提供一种弯月透镜及其加工方法，所述方法包括以下步骤a)准备圆柱形光学玻璃毛坯的步骤；b)将所述毛坯的一面加工成平面的步骤；c)以所述平面为基准，将所述毛坯的与所述平面相对的另一面加工成第一规定面，并以所述第一规定面或所述平面为基准进行第一次定心磨边的步骤；d)以所述第一规定面为基准，将所述平面加工成第二规定面的步骤；和e)以所述第一规定面或所述第二规定面为基准进行第二次定心磨边的步骤。根据本发明的弯月透镜的加工方法，能够减小弯月透镜的中心偏差，将边厚差控制在Δt＜0.05的范围。
文档编号G02B3/00GK102490103SQ20111042485
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者李燕, 柳周镐 申请人:北京创思工贸有限公司