专利名称：非球面光学元件夹具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光学元件加工技术，尤其涉及一种非球面光学元件夹具。
背景技术：
随着光学行业的飞速发展，越来越多的高精密光学仪器采用非球面光学元件设计光学系统。非球面光学元件可以相对容易的矫正多种像差，从而比单纯使用球面光学元件得到更好的成像效果；一个非球面光学元件能代替多个球面光学元件，从而简化仪器结构、降低仪器成本、并有效减轻仪器体积和重量。现有技术中，非球面光学元件加工采用计算机控制的铣磨机、抛光机对非球面光学元件毛坯进行铣磨、精磨和抛光，进而获得高精度面形和表面粗糙度。在铣磨机对非球面光学元件抛光前，需要将非球面光学元件毛坯粘接到夹具上，然后将夹具螺纹固定或顶丝配合固定在铣磨机的主轴上。非球面光学元件不能像球面光学元件那样采用定心磨边保证偏心量，只能靠粘结的夹具精度来保证偏心的容差。现有夹具在加工非球面光学元件时，只能靠夹具的精度来定心(定心是指光轴与机械轴尽可能重合，完工后要满足公差的要求)。由于非球面光学元件毛坯仅靠粘接固定在夹具上，在铣磨过程中非球面光学元件毛坯与夹具间易发生微小的位移，无法保持加工过程的稳定，致使加工的非球面光学元件容易偏心，而且很难矫正。当加工大曲率(小半径)光学元件时，这种位移量很小，是因为中心空槽对大曲率的表面有夹持的作用，而在加工小曲率(大半径)的光学兀件时，非球面光学兀件毛还的位移量大，中心空槽夹持不住大半径的元件，导致小曲率的光学元件发生较大偏心，致使其无法满足使用要求。设计和研发更加合理的非球面光学元件夹具，以实现有效夹持非球面光学元件，尤其是提高小曲率非球面光学元件加工过程中的稳定性，成为一亟待解决的问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于，针对上述非球面光学元件与夹具间存在相对运动的问题，提出一种非球面光学元件夹具，以实现有效夹持非球面光学元件毛坯，增强非球面光学元件加工过程中稳定性的优点。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种非球面光学元件夹具，包括下端能与铣磨机主轴配合固定的夹具座，所述夹具座顶端嵌设有大小与非球面光学元件毛坯相匹配的定位槽，所述定位槽的上沿低于非球面光学元件毛坯的加工面。进一步地，所述夹具座为柱状夹具座。进一步地，所述定位槽底端设置有通孔。进一步地，所述通孔与柱状夹具座轴线平行。进一步地，所述定位槽的横截面为圆形。进一步地，所述非球面光学元件夹具为陶瓷夹具、不锈钢夹具或铝合金夹具。采用上述非球面光学元件夹具加工非球面光学元件的方法包括以下步骤[0013]a、采用粘结剂将非球面光学元件毛坯的非加工面固定在定位槽中；b、然后将非球面光学元件夹具螺纹固定或顶丝配合固定在铣磨机的主轴上；C、开启铣磨机，对非球面光学元件毛坯进行铣磨加工，得到非球面光学元件。所述定位槽底端设置有通孔，以使过量的粘结剂流入通孔中。所述粘结剂为浙青。本实用新型非球面光学元件夹具结构简单、合理，通过夹具座顶端定位槽的设置，使非球面光学元件毛坯在加工过程中与非球面光学元件夹具不发生相对运动，可有效解决现有技术中非球面光学元件易偏心的问题，提高了非球面光学元件的抛光精度。采用本实用新型非球面光学元件夹具夹持非球面光学元件毛坯加工得到的非球面光学元件的光轴与机械轴允差在一个微米以内。本实用新型非球面光学元件夹具适用于非球面光学元件的加工，尤其适合夹持小曲率(大半径)非球面光学元件。所述非球面光学元件夹具可以根据非球面光学元件的需要设置形状和大小相匹配的定位槽。
图1为本实用新型光学元件夹具的剖视图。
具体实施方式
实施例1图1为本实用新型光学元件夹具的剖视图。本实施例公开的一种非球面光学元件夹具，如图1所示，该非球面光学元件夹具包括夹具座，该夹具座为柱状夹具座。夹具座下端能与铣磨机主轴配合固定，所述夹具座顶端嵌设有大小与非球面光学元件毛坯相匹配的定位槽1，该定位槽I的横截面为圆形，所述定位槽I的上沿低于非球面光学元件毛坯的加工面。定位槽I底端还设置有与柱状夹具座轴线平行的通孔2。本实施例中公开的非球面光学元件夹具为不锈钢夹具。定位槽I的上沿低于非球面光学元件毛坯的加工面，使定位槽I的设置不影响非球面光学元件毛坯的铣磨。定位槽I底端还设置有与柱状夹具座轴线平行的通孔2用于排放过量的粘结剂。可以理解所述非球面光学元件夹具还可以是陶瓷夹具或铝合金夹具。该非球面光学元件夹具使用时，将非球面光学元件毛坯粘结固定在夹具座顶端定位槽内，铣磨加工过程中非球面光学元件毛坯与非球面光学元件夹具不发生相对运动，可有效解决现有技术中非球面光学元件易偏心的问题，提高了非球面光学元件的抛光精度。采用上述光学元件夹具加工非球面光学元件的方法，包括以下步骤a、采用粘结剂将非球面光学元件毛坯的非加工面固定在定位槽中；b、然后将非球面光学元件夹具螺纹固定在铣磨机的主轴上；C、开启铣磨机，对非球面光学元件毛坯进行铣磨加工，得到非球面光学元件。本实施例采用的粘结剂为浙青，在粘结过程中过量的浙青会流入通孔中，以保证光学兀件毛还粘贴平整；采用本实用新型非球面光学元件夹具夹持非球面光学元件毛坯加工得到的非球面光学元件的光轴与机械轴允差在一个微米以内。本实用新型非球面光学元件夹具适用于非球面光学元件的加工，尤其适合夹持小曲率非球面光学元件。所述非球面光学元件夹具可以根据非球面光学元件的需要设置形状和大小相匹配的定位槽。本实用新型不局限于上述实施例所描述的非球面光学元件夹具，其中定位槽的形状、大小的改变、夹具座底端形状的改变均在本实用新型的保护范围之内。最后应说明的是以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
权利要求1.一种非球面光学元件夹具，包括下端能与铣磨机主轴配合固定的夹具座，其特征在于，所述夹具座顶端嵌设有大小与非球面光学元件毛坯相匹配的定位槽，所述定位槽的上沿低于非球面光学元件毛坯的加工面。
2.根据权利要求1所述非球面光学元件夹具，其特征在于，所述夹具座为柱状夹具座。
3.根据权利要求1所述非球面光学元件夹具，其特征在于，所述定位槽底端设置有通孔。
4.根据权利要求3所述非球面光学元件夹具，其特征在于，所述通孔与柱状夹具座轴线平行。
5.根据权利要求1所述非球面光学元件夹具，其特征在于，所述定位槽的横截面为圆形。
6.根据权利要求1所述非球面光学元件夹具，其特征在于，所述非球面光学元件夹具为陶瓷夹具、不锈钢夹具或铝合金夹具。
专利摘要本实用新型提供一种非球面光学元件夹具。非球面光学元件夹具包括下端能与铣磨机主轴配合固定的夹具座，所述夹具座顶端嵌设有大小与非球面光学元件毛坯相匹配的定位槽，所述定位槽的上沿低于非球面光学元件毛坯的加工面。本实用新型非球面光学元件夹具结构简单合理，能有效夹持非球面光学元件毛坯，增强其加工过程中的稳定性。
文档编号B24B13/005GK202894932SQ20122051053
公开日2013年4月24日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者付秀华, 贾宗合, 潘永刚 申请人:长春理工大学