一种用于加工90度离轴抛物面反射镜的通用夹具的制作方法

本技术属于光学材料超精密加工，尤其涉及一种用于加工90度离轴抛物面反射镜的通用夹具。

背景技术：

1、离轴抛物面镜广泛应用于复杂的光学系统中，如激光器的高质量聚焦、无像差的激光扩缩束、准直、望远镜和成像系统中，对抛物面面型及光洁度要求很高，主要使用超精密单点金刚石车床加工完成。

2、上述的90°离轴抛物面镜如图6所示，其抛物面方程为y＝x^2/2p，对于90度离轴抛物面镜其离轴量l＝p。针对不同离轴量的90度抛物面镜大致分为2种加工方式：

3、(1)离轴量小于350mm的抛物面镜，采用将抛物镜安装在偏移主轴中心等于离轴量位置，使抛物线方程轴心与单点金刚石车床旋转主轴同心，使用普通旋转车削的方式加工完成，该方式加工效率高且可同时加工多个抛物镜。

4、(2)离轴量大于350mm的抛物面镜，此类抛物面镜由于离轴量已超过主流超精密单点金刚石车床的x轴行程范围，无法使用传统车削方式加工，一般只能采用慢刀伺服(sts)的方式加工。而对于离轴抛物面而言，轴向失高落差较大，只能通过将抛物面镜斜置45°安装加工以减小失高差从而降低加工过程z轴加速度。但是这种方式要求倾斜后的抛物面镜中心同机床主轴的同心度精度很高，且不同抛物面镜由于本身高度不同，底部夹具的斜面位置也需改变，夹具只能一对一设计。

5、中国实用新型cn207577946u公开了一种离轴量可调的多个抛物面反射镜同时加工夹具，其传动组件通过轴承安装在夹具壳体内，滚珠丝杠有8个且呈圆周阵列分布，每个滚珠丝杠均与小锥齿轮连接，每个滚珠丝杠上均连接有滚珠螺母，夹具壳体上固定安装有盘盖，传动组件中的内齿圈固定连接在盘盖下侧，微调旋钮安装在行星架上端，8个夹具滑块组件呈圆周阵列固定连接在盘盖相应的导轨滑块上并与其下侧的滚珠螺母相连接，夹具滑块组件上设有v形块、锁紧装置、夹具滑块固定槽等，可对工件进行定位夹紧。优点是结构新颖，能够对多个抛物面反射镜工件进行同时加工，且抛物面反射镜的离轴量可调，而且可以对不同直径大小的工件进行加工。

6、通过对上述专利文件的分析可以发现，上述专利文件结构复杂，夹具安装起来较为不便，且调试时间较长，并且当夹具自身尺寸不能满足精度需求时，还需要额外的工具来辅助，实用性有待提高。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种用于加工90度离轴抛物面反射镜的通用夹具，通过该夹具装置可以加工离轴量较大的抛物面反射镜且可以同时适用各种尺寸的抛物面反射镜。

2、本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

3、本申请实施例提供了一种用于加工90度离轴抛物面反射镜的通用夹具，包括：安装底盘、抛物镜以及中间转接块；所述中间转接块与所述安装底盘通过销钉定位并使用第一螺栓连接，所述中间转接块与所述抛物镜通过所述销钉定位并使用第二螺栓连接，所述安装底盘通过外圆定心且通过侧壁定向，所述安装底盘的底面与单点金刚石车床的主轴真空吸附连接。

4、优选的，所述安装底盘的外圆上设有十二个均匀分布的动平衡调节螺纹孔，所述动平衡调节螺纹孔安装有动平衡调节螺钉。

5、优选的，所述安装底盘的所述侧壁上设有精铣平面。

6、优选的，所述安装底盘上设有45°倾斜的直角凹槽，所述直角凹槽一侧的安装面上设有安装所述中间转接块的安装孔位。

7、优选的，所述安装孔位包括：两个第一销钉定位孔，以及四个与所述第一螺栓连接的第一螺纹孔。

8、优选的，所述中间转接块设有两个与所述第一销钉定位孔对应的第三销钉定位孔，以及四个安装所述第一螺栓的第一连接沉头孔；其中，所述第一连接沉头孔位于所述中间转接块的四角。

9、优选的，所述中间转接块还设有两个第二销钉定位孔以及三个安装所述第二螺栓的第二连接沉头孔；其中，三个所述第二连接沉头孔以所述中间转接块的中心点为圆心呈等角度分布。

10、优选的，所述第三销钉定位孔位于所述中间转接块的两侧边缘处且与所述中间转接块的中心点在同一条直线上；所述第二销钉定位孔中的一个位于所述中心点，另一个位于远离所述中心点且靠近所述第二连接沉头孔处；其中，两个所述第三销钉定位孔所在的直线、两个所述第二连接沉头孔所在的直线均与所述中间转接块的同一条边平行。

11、优选的，所述安装面的面心处的垂线与所述安装底盘的外圆的轴心线的交点到所述安装面的距离为h，h＝h1+h2，其中，h1为所述中间转接块的厚度，h2为所述交点到所述抛物镜与所述中间转接块接触面的距离。

12、优选的，所述夹具采用6系铝合金材料。

13、与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

14、(1)通过所述夹具装置可以加工离轴量较大的抛物面反射镜且可同时适用各种尺寸的抛物面反射镜。

15、(2)解决目前加工单个抛物面镜成本高、辅助装配时间长、加工调试困难等问题，具备安装方便、定位精度高、加工调试简单、通用性强的特点。

技术特征：

1.一种用于加工90度离轴抛物面反射镜的通用夹具，其特征在于：包括：安装底盘(1)、抛物镜(3)以及中间转接块(2)；所述中间转接块(2)与所述安装底盘(1)通过销钉(6)定位并使用第一螺栓(7)连接，所述中间转接块(2)与所述抛物镜(3)通过所述销钉(6)定位并使用第二螺栓(8)连接，所述安装底盘(1)通过外圆定心且通过侧壁定向，所述安装底盘(1)的底面与单点金刚石车床的主轴真空吸附连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于加工90度离轴抛物面反射镜的通用夹具，其特征在于：所述安装底盘(1)的外圆上设有十二个均匀分布的动平衡调节螺纹孔(4)，所述动平衡调节螺纹孔(4)安装有动平衡调节螺钉(9)。

3.根据权利要求1所述的一种用于加工90度离轴抛物面反射镜的通用夹具，其特征在于：所述安装底盘(1)的所述侧壁上设有精铣平面(5)。

4.根据权利要求1所述的一种用于加工90度离轴抛物面反射镜的通用夹具，其特征在于：所述安装底盘(1)上设有45°倾斜的直角凹槽，所述直角凹槽一侧的安装面上设有安装所述中间转接块(2)的安装孔位。

5.根据权利要求4所述的一种用于加工90度离轴抛物面反射镜的通用夹具，其特征在于：所述安装孔位包括：两个第一销钉定位孔(10)，以及四个与所述第一螺栓(7)连接的第一螺纹孔(11)。

6.根据权利要求5所述的一种用于加工90度离轴抛物面反射镜的通用夹具，其特征在于：所述中间转接块(2)设有两个与所述第一销钉定位孔(10)对应的第三销钉定位孔(14)，以及四个安装所述第一螺栓(7)的第一连接沉头孔(12)；其中，所述第一连接沉头孔(12)位于所述中间转接块(2)的四角。

7.根据权利要求6所述的一种用于加工90度离轴抛物面反射镜的通用夹具，其特征在于：所述中间转接块(2)还设有两个第二销钉定位孔(15)以及三个安装所述第二螺栓(8)的第二连接沉头孔(13)；其中，三个所述第二连接沉头孔(13)以所述中间转接块(2)的中心点为圆心呈等角度分布。

8.根据权利要求7所述的一种用于加工90度离轴抛物面反射镜的通用夹具，其特征在于：所述第三销钉定位孔(14)位于所述中间转接块(2)的两侧边缘处且与所述中间转接块(2)的中心点在同一条直线上；所述第二销钉定位孔(15)中的一个位于所述中心点，另一个位于远离所述中心点且靠近所述第二连接沉头孔(13)处；其中，两个所述第三销钉定位孔(14)所在的直线、两个所述第二连接沉头孔(13)所在的直线均与所述中间转接块(2)的同一条边平行。

9.根据权利要求4所述的一种用于加工90度离轴抛物面反射镜的通用夹具，其特征在于：所述安装面的面心处的垂线与所述安装底盘(1)的外圆的轴心线的交点到所述安装面的距离为h，h＝h1+h2，其中，h1为所述中间转接块(2)的厚度，h2为所述交点到所述抛物镜(3)与所述中间转接块(2)接触面的距离。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种用于加工90度离轴抛物面反射镜的通用夹具，其特征在于：所述夹具采用6系铝合金材料。

技术总结
本技术公开了一种用于加工90度离轴抛物面反射镜的通用夹具，涉及光学材料超精密加工技术领域。本技术包括：安装底盘、抛物镜以及中间转接块；中间转接块与安装底盘通过销钉定位并使用第一螺栓连接，中间转接块与抛物镜通过销钉定位并使用第二螺栓连接，安装底盘通过外圆定心且通过侧壁定向，安装底盘的底面与单点金刚石车床的主轴真空吸附连接。该夹具可通过替换中间转接块的方式保证抛物面中心与安装底盘外圆同心从而加工不同尺寸的抛物镜。本夹具具备安装方便、通用性强等特点，节约了夹具加工成本及装配辅助时间。

技术研发人员：刘坤,张为国,刘文明,黄亚滩,杜春雷
受保护的技术使用者：珠海迈时光电科技有限公司
技术研发日：20230329
技术公布日：2024/1/12