红外非球面透镜的中心打孔工艺的制作方法

本公开涉及红外非球面透镜领域，更具体地涉及一种红外非球面透镜的中心打孔工艺。

背景技术：

1、红外透镜如锗、硅等由于光路上的特殊需要，有一部分需要在透镜的中心有一个通孔，以满足光学设计要求，这就需要在加工时要在红外透镜的中心打孔。

2、以往的传统加工工艺，是在加工红外镜片面型完成后，利用穿孔机进行穿孔；这种方法最大的问题在于：不能够保证同心度的同时，增加了非球面透镜的内应力，导致边缘开裂，影响透镜的成像效果；一直以来都是一个难以解决的问题。

技术实现思路

1、鉴于背景技术中存在的问题，本公开的一目的在于提供一种红外非球面透镜的中心打孔工艺，其能避免打孔时孔的边缘开裂的风险。

2、鉴于背景技术中存在的问题，本公开的另一目的在于提供一种红外非球面透镜的中心打孔工艺，其能保证孔径的精度。

3、鉴于背景技术中存在的问题，本公开的另一目的在于提供一种红外非球面透镜的中心打孔工艺，其能保证孔径的同心度。

4、由此，一种红外非球面透镜的中心打孔工艺包括步骤：步骤一，将金刚石刀具安装在单点金刚石精密车削机床的刀具座上；步骤二，将面型加工完成的红外非球面透镜固定在透镜固定座上，透镜固定座被真空吸附固定在单点金刚石精密车削机床的空气主轴上，空气主轴的轴向穿过红外非球面透镜的中心，空气主轴安装在单点金刚石精密车削机床的电机上，电机能够驱动空气主轴连同透镜固定座以及红外非球面透镜围绕空气主轴的轴向旋转，且电机、空气主轴连同透镜固定座以及红外非球面透镜能够沿径向平移，围绕空气主轴的轴向旋转的速度为2000-5000rpm，沿径向的平移的速度为5mm-10mm/min；步骤三，根据在红外非球面透镜的中心打孔的孔径设置在红外非球面透镜的凸面和凹面两面处的倒角；步骤四，设置单点金刚石精密车削机床的金刚石刀具的车削参数，金刚石刀具在刀具座的带动下沿空气主轴的轴向相对红外非球面透镜每次进刀量为0.01mm-0.2mm，根据孔深确定进刀的次数；步骤五，按照步骤二至步骤四的车削参数对红外非球面透镜的中心第一次打孔，第一次打孔的深度为孔深的30-40％；步骤六，第一次打孔完成后，调整透镜固定座使红外非球面透镜反转180度，之后再将透镜固定座真空吸附固定在单点金刚石精密车削机床的空气主轴上，以使金刚石刀具从红外非球面透镜的与第一次打孔后的面相反的另一个面进行打孔；步骤七，按照步骤二至步骤四的车削参数进行第二次打孔，将孔打穿；步骤八，对打穿的孔在所述另一个面上的倒角部分进行精加工，在所述另一个面上的倒角部分精加工完成之后，调整透镜固定座使红外非球面透镜反转180度，之后再将透镜固定座真空吸附固定在单点金刚石精密车削机床的空气主轴上，再对所述一个面上的倒角部分进行精加工，在所述一个面上的倒角部分精加工完成之后，修复孔的圆柱度。

5、本公开的有益效果如下：在本公开的红外非球面透镜的中心打孔工艺中，采用单点金刚石精密车削机床和配合的金刚石刀具在红外非球面透镜的中心处车削形成孔，金刚石刀具与红外非球面透镜的接触为单点或接近单点，再配合每次0.01mm-0.2mm的进刀量、沿径向x的平移的速度为5mm-10mm/min以及围绕空气主轴的轴向z旋转的速度为2000-5000rpm，使得孔的形成达到高精度；采用每次0.01mm-0.2mm的进刀量和5mm-10mm/min的沿径向x的平移的速度，在保证精度的同时，能够减少对红外非球面透镜的损伤(尤其是红外非球面透镜为红外晶体非球面透镜的情况下，红外晶体非球面透镜具有质软、脆性高、对温度变化敏感、易开裂等一列不易加工的特性)；通过步骤八的修复孔的圆柱度，保证了孔径的同心度；通过步骤五至步骤七从红外非球面透镜的相反的两面进行打孔且第一次打孔的深度为孔深的30-40％，一方面能够简化金刚石刀具的设计(因为打孔不是一次完成)、另一方面使得孔打穿的部位是在红外非球面透镜的中心的内部而非在红外非球面透镜的中心的其中一个外表面(凸面或凹面)处，这非常有利于红外非球面透镜为红外晶体非球面透镜的情况，因为红外晶体非球面透镜具有质软、脆性高、对温度变化敏感、易开裂等一列不易加工的特性，如果采用一次性打孔，孔打穿的部位将在红外非球面透镜的中心的其中一个外表面(凸面或凹面)上，这样容易导致孔打穿的部位在周圈处产生开裂的风险，从而不仅影响成品率而且会使得修复难度急剧增加。此外，倒角因为是斜坡形式会在多次进刀的前一些进刀时通过形成不同直径的孔来形成，由于金刚石刀具与红外非球面透镜的接触为单点或接近单点，在第一次打孔和第二次打孔后形成的倒角能够更接近最终的倒角的斜坡面，有利于减少步骤八的精加工的工作量。

技术特征：

1.一种红外非球面透镜的中心打孔工艺，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的红外非球面透镜的中心打孔工艺，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的红外非球面透镜的中心打孔工艺，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的红外非球面透镜的中心打孔工艺，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的红外非球面透镜的中心打孔工艺，其特征在于，

6.根据权利要求4所述的红外非球面透镜的中心打孔工艺，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的红外非球面透镜的中心打孔工艺，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的红外非球面透镜的中心打孔工艺，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的红外非球面透镜的中心打孔工艺，其特征在于，

10.根据权利要求1所述的红外非球面透镜的中心打孔工艺，其特征在于，

技术总结
一种红外非球面透镜的中心打孔工艺包括步骤：步骤一，将金刚石刀具安装在刀具座上；步骤二，将红外非球面透镜固定在透镜固定座上，透镜固定座被真空吸附固定在空气主轴上，围绕空气主轴的轴向旋转的速度为2000‑5000RPM，沿径向的平移的速度为5mm‑10mm/min；步骤三，设置倒角；步骤四，设置车削参数，金刚石刀具每次进刀量为0.01mm‑0.2mm；步骤五，按照步骤二至步骤四的车削参数第一次打孔，第一次打孔的深度为孔深的30‑40％；步骤六，第一次打孔完成后，红外非球面透镜反转180度；步骤七，按照步骤二至步骤四的车削参数进行第二次打孔，将孔打穿；步骤八，对打穿的孔在一面上的倒角部分精加工，之后，使红外非球面透镜反转180度，之后再对一面上的倒角部分精加工，修复孔的圆柱度。

技术研发人员：王龙,孙博韬,王兆伦,王奎,尹士平
受保护的技术使用者：安徽光智科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11