一种针对光学透镜的超半球抛光的装置及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种针对光学透镜的超半球抛光的装置及其应用，属于光学透镜的冷 加工的技术领域。
【背景技术】
[0002] 目前，在透镜抛光加工中，主要存在两种加工模式：高速抛光和低速抛光，统称为 单面古典抛光，古典抛光必需在某一个特定的球面（小于半球）的镜盘上进行。高速抛光 极大的提高了抛光效率，大大缩短了透镜的加工的时间；低速抛光主要侧重于透镜的精度 方面，但是高精度背后是低效率，造成透镜加工成本高，难以实现平民化。而且，不管是哪种 抛光方式都摆脱不了透镜加工中先做对板，再做样板，最后才能加工零件镜片的工艺流程。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术的不足，本发明提供一种针对光学透镜的超半球抛光的装置，该方 法在高精度球面加工中能够增加上盘数量，显著提高加工效率和加工精度，即，面形。
[0004] 本发明还提供一种利用上述装置针对光学透镜的超半球抛光方法。
[0005] 本发明的技术方案如下：
[0006]-种针对光学透镜的超半球抛光的装置，包括：多轴研磨抛光机，所述多轴研磨抛 光机包括主轴、多根辅轴和超半球镜盘，所述主轴与水平之间的夹角为60-80°。本发明通 过设置倾斜的主轴，克服原装置摆幅过大造成镜盘脱离胶盘的缺点，在摆幅不变的情况下， 实现超半球抛光。
[0007] 根据本发明优选的，所述辅轴的数量为2-20根。
[0008] 一种利用上述装置针对光学透镜进行超半球抛光的方法，包括步骤如下：
[0009] 1)将多轴研磨抛光机的主轴沿垂线倾斜10-30°，实现对所述超半球镜盘的精磨 与抛光，即镜盘顶点到腰的径向弧度为90-120° ;
[0010] 2)对所述待加工光学透镜的原料进行切割，形成初步球面零件；
[0011] 3)对所述球面零件进行铣磨，形成球面零件；
[0012] 4)将所述步骤3)的球面零件安装至所述超半球镜盘上，然后对所述球面零件进 行细磨抛光。
[0013] 本发明的优点在于：
[0014] 1、本发明所述主轴的安装角度利于胶装更多的镜片，其特点是改变原来多种镜片 单片加工的现状，实现超半球抛光，增加镜盘与胶盘的接触面积，从而实现此类镜片的成盘 加工，提高工作效率，对保证产品的一致性创造了极好的硬件条件；在凸球面加工过程中， 本方法不但克服了，当（4>+b)/2R彡0. 6691时只能单片而不能成盘加工的低效率加工模式 (此处可参见《光学技术手册》P104-P109,关于透镜加工成盘数量的讲解）。而且由于胶装 零件的镜盘达到超半球（即180° > 2R> 240°之间），在其加工的全过程中，本发明还采 用高精度测长仪或高度计（测量精度可以达到0.0001mm)直接精确测量出加工后的镜盘直 径〇,进而得到半径R值（R= 0/2)，有利于提高面形精度，同时忽略了样板加工，解决了 在原有加工过程中因多次测量而造成对抛光表面的损伤等难题。
[0015] 2、由于高精度仪器的不断发展，对样板的光圈精度又提出了更高的要求。X/10? 入/20是客户对零件的面形要求，但是目前标准样板光圈的精度是平等级别的。利用本发明 都可成盘加工，因为成盘加工的精度高于单块，更能满足广大客户的要求。
[0016] 3、本发明形成了一套成熟先进的光学透镜加工工艺流程，不但可以一次加工出一 致性高的零件成品，而且省略了对板和样板的加工过程，加快了交货期；同时还可以得到与 此零件相应负R的对板和样板，达到一举三得的加工效果。
[0017] 4、本发明既可以简化工艺流程，提高加工效率，又可以保证透镜精度质量的新抛 光方法。
[0018] 5、本发明通过对机械设备的改造，将研磨抛光机的主轴倾斜一定角度，实现 对"超半球镜盘"的精磨与抛光，在凸球面加工过程中，零件的镜盘达到超半球即2Y > 180°?240°之间，在其加工的全过程中，通过高精度测长仪或高度计（测量精度可以达 到0. 0001mm)直接精确测量出镜盘的直径然后将〇除以2就可得出R值，理论计算出 曲率半径及面型数据，从而解决了（<})+b)/2R> 0. 6691时只能单片加工而不能成盘加工的 低效率加工模式。
【附图说明】
[0019] 附图1:为本发明所述多轴研磨抛光机中主轴的安装示意图；
[0020] 附图2 :为现有技术中所述主轴的安装示意图。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图和实例对本发明进一步说明，但不限于此。
[0022] 如图1所示。
[0023] 实施例1、
[0024] -种针对光学透镜的超半球抛光的装置，包括：多轴研磨抛光机，所述多轴研磨抛 光机包括主轴、多根辅轴和超半球镜盘，所述主轴与水平之间的夹角为60°。
[0025] 所述辅轴的数量为5根，即以六轴机（H018)为例。
[0026] 实施例2、
[0027] 一种利用如实施例1所述装置针对光学透镜进行超半球抛光的方法，包括步骤如 下：
[0028] 1)将多轴研磨抛光机的主轴沿垂线倾斜30°，实现对所述超半球镜盘的精磨与 抛光，即镜盘顶点到腰的径向弧度为90-120° ;
[0029] 2)对所述待加工光学透镜的原料进行切割，形成初步球面零件；
[0030] 3)对所述球面零件进行铣磨，形成球面零件；
[0031] 4)将所述步骤3)的球面零件安装至所述超半球镜盘上，然后对所述球面零件进 行细磨抛光。
[0032] 以光学零件平凸为例：
[0033] 参数如下：
[0034] 第一面曲率半径R1= +〇°，
[0035] 第二面曲率半径R2=10. 26mm，
[0036]镜片直径〇=13. 2mm，
[0037] 透镜中心厚度d= 3. 2 ±0?1mm，
[0038] 面形光圈N= 3个圈，
[0039] 局部光圈AN= 0.3个圈，
[0040]材料：K9AR=B。
[0041] 工艺过程，即指对R2 = 10. 26的加工过程：
[0042]通过计算，0+b/2XR=13. 2+1/2X10. 26=14. 2/20. 52~0? 692 ;
[0043]如前所述，此数值是镜片与镜盘的比例对照，其值超过镜盘设计比例（0. 6691)，即 此尺寸的镜片在一个镜盘上只能加工一片。
[0044] 即：按老工艺只能单件加工。
[0045] 按照本发明所述的应用：
[0046] 1)超半球抛光（180° > 2R> 240° )均可成盘，每盘四块；
[0047] 2)计算贴面模之半径改为：胶盘贴面膜的曲率R贴=10. 36-10. 41mm;
[0048] 3)将贴面膜之半径改为：R贴=10. 36mm-10. 41mm之间后备用；
[0049] 4)上盘：两圈，第一圈为一块，直径①9. 8mm，此片为衬片，大小自定；第二圈为4 块所需镜片毛坯，直径①13. 2mm;
[0050] 5)测量镜盘尺寸：〇= 20. 72mm-20. 82mm;
[0051] 6)精磨：边缘1/3-1/2环带式与镜盘接触；注意镜盘与胶盘的接触面积；
[0052] 7)给抛光留出厚度径向余量0. 02mm-0. 03mm;
[0053] 8)抛完光后要测镜盘尺寸，保证将其控制在公差范围的上限，S卩：〇=20. 53mm;
[0054] 9)此时可依零件为基准，单件加工一块样板（凹面），即上限样板；
[0055] 10)进入下线尺寸的镜盘还要抛至下限：即〇= 20. 51mm;
[0056] 11)又以零件为基准，单件加工一块样板（凹面），即下限样板。
[0057]12)两块样板的目的是为了控制上限，下限两个界限而特意做的，加工中使用起来 简单，方便。
[0058]13)抛光过程中也不一定光用杠杆千分尺测量而可用样板看光圈。
[0059] 在抛光的过程中要注意以下要领：
[0060] 1、抛光模子必须一直刮顶部，根据抛光模刮盘经验，一般是三道环形槽沟。
[0061] 2、根据操作工的经验，镜盘与胶盘接触手感一定要紧一些，以便二者能够更好吻 合。
[0062] 按照实施例1和实施例2所述的工艺与古典法抛光工艺的优劣对比如下：
[0063]
【主权项】
1. 一种针对光学透镜的超半球抛光的装置，其特征在于，该装置包括：多轴研磨抛光 机，所述多轴研磨抛光机包括主轴、多根辅轴和超半球镜盘，所述主轴与水平之间的夹角为 60-80。 。
2. 根据权利要求1所述的一种针对光学透镜的超半球抛光的装置，其特征在于，所述 辅轴的数量为2-20根。
3. -种利用如权利要求1或2所述装置针对光学透镜进行超半球抛光的方法，包括步 骤如下： 1) 将多轴研磨抛光机的主轴沿垂线倾斜10-30°，实现对所述超半球镜盘的精磨与抛 光，即镜盘顶点到腰的径向弧度为90-120° ; 2) 对所述待加工光学透镜的原料进行切割，形成初步球面零件； 3) 对所述球面零件进行铣磨，形成球面零件； 4) 将所述步骤3)的球面零件安装至所述超半球镜盘上，然后对所述球面零件进行细 磨抛光。
【专利摘要】一种针对光学透镜的超半球抛光的装置，包括：多轴研磨抛光机，所述多轴研磨抛光机包括主轴、多根辅轴和超半球镜盘，所述主轴与水平之间的夹角为60-80°。本发明所述主轴的安装角度利于胶装更多的镜片，实现超半球抛光，增加镜盘与胶盘的接触面积，从而实现此类镜片的成盘加工，对保证产品的一致性创造了极好的硬件条件；在凸球面加工过程中，本方法当(φ+b)/2R≥0.6691时只能单片而不能成盘加工的低效率加工模式，而且由于胶装零件的镜盘达到超半球，即180°＞2R＞240°之间，在其加工的全过程中，本发明还采用高精度测长仪或高度计直接精确测量出加工后的镜盘直径Φ，进而得到半径R值(R＝Φ/2)，有利于提高面形精度，同时忽略了样板加工，解决了在原有加工过程中因多次测量而造成对抛光表面的损伤等难题。
【IPC分类】B24B13-00
【公开号】CN104551925
【申请号】CN201410841502
【发明人】刘学勇, 刘学芬, 刘文成
【申请人】山东阳谷恒晶光电有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月30日