光学元件夹具的制作方法

本发明涉及光学元件加工制造技术领域，尤其是涉及一种用于非球面光学元件高精度加工的光学元件夹具。

背景技术：

由于非球面光学元件的使用，不仅可以使光学系统的性能显著提升，而且可以简化系统的结构、降低系统的重量与成本，因此非球面光学元件在民用、军用、天文、航空航天等领域得到广泛应用。随着空间技术不断发展，人们对光学系统分辨率与接收能量的要求越来越高，因此，对非球面光学元件的面形精度要求越来越高，这时就需要与之对应的高精度加工设备作支撑。

非球面光学元件目前的加工工艺主要包括数控铣磨和数控抛光。首先，通过数控铣磨将非球面元件的外径、偏心、中心厚度等几何尺寸控制到设计要求，同时将面形控制到抛光输入要求的范围，然后采用数控抛光机对非球面光学元件进行抛光，将面形和粗糙度加工到指标要求。

在数控铣磨和抛光过程中，光学元件的装卡直接影响到光学元件的加工精度和加工效率，目前广泛采用的方法是将光学元件毛坯粘接到夹具上，或者直接用工程塑料环夹持光学元件安装。然而，现有光学元件的装卡方法的装卡精度较差而且效率不高，很难满足对光学元件的高精度加工要求。

技术实现要素：

本发明实施方式主要解决的技术问题是提供一种光学元件夹具，所述光学元件夹具具备较高的装卡精度，从而可以实现对装卡在所述光学元件夹具上的光学元件的高精度加工。

为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的一个技术方案是：提供一种光学元件夹具，用于对待加工的光学元件进行夹持，包括主体和限位部，所述主体包括安装面和与所述安装面相对的连接面，所述限位部凸设于所述安装面上，所述主体上开设有贯通所述安装面和所述连接面的至少一个抽气孔；所述光学元件设置于所述安装面上，且所述限位部的远离所述安装面的表面低于所述光学元件的加工表面。

在其中一些实施方式中，所述安装面的弧度与所述光学元件的与所述安装面相接触的表面的弧度相同。

在其中一些实施方式中，所述主体为圆饼形，所述限位部为圆环形。

在其中一些实施方式中，所述限位部多个间隔凸设于所述安装面的限位片。

在其中一些实施方式中，所述抽气孔的数量为一个。

在其中一些实施方式中，所述抽气孔的数量为多个，所述多个抽气孔均匀分布于所述安装面上。

在其中一些实施方式中，所述主体还包括开设于所述安装面上的至少一个凹槽和设置于所述凹槽中的密封条。

在其中一些实施方式中，所述凹槽的数量为一个，且所述凹槽为封闭环形。

在其中一些实施方式中，所述光学元件夹具还包括法兰，所述法兰固定设置于所述主体的连接面上，且所述法兰上相应于所述抽气孔的位置开设有与所述抽气孔贯通的通孔。

在其中一些实施方式中，所述主体部和所述限位部一体成型，所述主体部和所述限位部由硬铝材料或工程塑料制成。

本发明实施方式的有益效果是：本发明实施方式的光学元件夹具，通过将光学元件放置于安装面上，通过限位部对光学元件进行限位，且通过抽气孔将光学元件与安装面之间的空气抽真空，以使光学元件稳固地设置于安装面上，进而保证了所述光学元件的高精度加工。

附图说明

图1是本发明实施方式的光学元件夹具的结构示意图。

图2是图1所述光学元件夹具的截面示意图。

图3是本发明实施方式的光学元件夹具装卡光学元件时的截面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

值得说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”或“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电加接；可以是直接连接，也可以通过中间元件间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1和图2为本发明实施方式的光学元件夹具的结构示意图和截面示意图，光学元件夹具100包括主体101和凸设于主体101上的限位部103。

本发明实施方式中，主体101大致为圆饼形，以使光学元件夹具100用于夹持外部轮廓为圆形的光学元件。可以理解的是，主体101还可以为其他形状，主体101的形状根据所需进行加工的光学元件的形状进行选择。

主体101包括安装面1011和与安装面1011相对的连接面1013。安装面1011用于装卡待加工的光学元件，且安装面1011的形状和弧度与所述光学元件的与安装面1011相接触的表面的形状和弧度相同，以使所述光学元件可以紧密地设置于安装面1011上。连接面1013用于与加工设备进行连接，以使所述加工设备带动光学元件夹具100工作。

限位部103凸设于主体101的安装面1011上，当所述光学元件设置于主体101的安装面1011时，限位部103用于限制所述光学元件的与安装面1011相接触的表面相邻的侧面，以使所述光学元件不能水平移动地设置于主体101的安装面1011上。限位部103的远离安装面1011的表面低于所述光学元件的加工表面，以避免对所述光学元件加工时，限位部103阻碍所述光学元件的加工过程。

本发明实施方式中，限位部103为从圆形的安装面1011的圆形边缘向远离连接面1013的方向延伸形成的圆环形状。可以理解的是，限位部103也可以不为完整的圆环形状，例如限位部103可以包括多个间隔凸设于安装面1011的呈弧形的限位片，所述多个呈弧形的限位片和多个限位片之间的间隔组合形成圆环形状，当限位部103由多个间隔设置的限位片组合形成时，采用光学元件夹具100装卡光学元件进行加工时，加工产生的废屑可以通过多个限位片之间的间隔排出，避免了废屑卡入限位部103与光学元件之间，导致光学元件加工精度降低。可以理解的是，限位部103的形状不限于圆环状，限位部103的形状可以根据待加工光学元件的形状设计，例如当所述光学元件的与安装面1011相接触的表面相邻的侧面形状为方形时，限位部103的形状设计为凸设于安装面1011的方形壁，以使所述光学元件的侧面限制于限位部103中。

主体101还包括开设于主体101上且贯通安装面1011和连接面1013的抽气孔1015，当光学元件放置于安装面1011后，通过抽气孔1015将所述光学元件与安装面1011之间的空气抽真空，以使所述光学元件稳固地设置于安装面1011上，保证了后续对所述光学元件加工时的加工精度。可以理解的是，抽气孔1015的数量不限于一个，抽气孔1015的数量为至少一个，多个抽气孔1015可以均匀分布或者非均匀分布于安装面1011上。

主体101还可以包括开设于安装面1011上的凹槽1017和设置于凹槽1017中的密封条1018。密封条1018设置于凹槽1017后，密封条1018的表面与安装面1011平齐，或者密封条1018的表面微凸出安装面1011。当光学元件放置于安装面1011后，通过抽气孔1015将所述光学元件与安装面1011之间的空气抽真空，由于密封条1018的表面与安装面1011平齐或者微凸出安装面1011，抽真空时，可以使密封条1018具有微小弹性变形，从而使所述光学元件能够更加稳定地设置于安装面1011上。

本发明实施方式中，凹槽1017为封闭环形凹槽，可以理解的是，凹槽1017还可以条状或者开环形状等其他形状。本发明实施方式中，凹槽1017的数量为一个，可以理解的是，凹槽1017的数量不限于一个，凹槽1017的数量可以为至少一个，当凹槽1017的数量为多个时，多个凹槽1017间隔设置于安装面1011上。

本发明实施方式中，主体101和限位部103一体成型制备，且主体101和限位部103由硬铝材料或者工程塑料等硬且轻的材料制成；密封条1018由橡胶材料等弹性材料制成。

图3为使用本发明实施方式的光学元件夹具100装卡光学元件200时的截面示意图。使用光学元件夹具100装卡光学元件200时，光学元件200的与加工面相对的表面放置于光学元件夹具100的安装面1011上，且光学元件200的与加工面相邻的侧面与限位部103接触，阻止光学元件200沿安装面1011移动；抽气设备通过抽气孔1015将光学元件200与安装面1011之间的空气抽真空，以使光学元件200稳固地设置于安装面1011上。

请继续参阅图3，光学元件夹具100还可以包括法兰105，法兰105固定设置于主体101的连接面1013上，且法兰105上相应于抽气孔1015的位置开设有与抽气孔1015贯通的通孔，以防止法兰105堵住抽气孔1015。光学元件夹具100通过法兰105与加工设备进行连接。

本发明实施方式的光学元件夹具100，通过将光学元件放置于与光学元件弧形相同的安装面1011上，通过限位部103对光学元件进行限位，且通过抽气孔1015将光学元件200与安装面1011之间的空气抽真空，以使光学元件稳固地设置于安装面1011上，进而保证了所述光学元件的高精度加工。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。