一种多功能球面光学元件数控铣磨工装的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于光学元件加工技术领域，涉及一种多功能球面光学元件数控铣磨工装，主要用于光学元件的数控铣磨或成形加工。
【背景技术】
[0002]光学元件的数控加工过程为铣磨(成形)——抛光一一定心磨边三道工序，在铣磨过程中对零件的形状进行初成形，并保证其面形及形位精度。铣磨加工的工装要求较高，不仅要求能够对零件进行准确定位，满足形位指标要求，而且要求装夹方便，便于操作。典型红外光学元件在形状上至少具备凸面、凹面、平台三种特征中的一种，传统工装一般是采用某一种特征作为定位基准面，加工一种元件需要两至三种工装，不利于研制过程中的小批量、多品种加工。
【发明内容】
[0003](— )发明目的
[0004]本发明的目的是:提供一种多功能球面光学元件数控铣磨工装，实现对光学元件凸面、凹面和平台的装夹，采用真空吸附的方式，用于提高研制过程中的小批量、多品种光学元件的加工效率。
[0005](二)技术方案
[0006]为了解决上述技术问题，本发明提供一种多功能球面光学元件数控铣磨工装，其包括:夹具主体I和连接头4;夹具主体I包括本体、形成在本体上部的内凹球面、形成在内凹球面外围的环形平台、以及形成在环形平台外围的环形外凸球面；内凹球面的半径与待加工光学元件的凸面半径一致，用于支撑放置待加工光学元件的凸面;环形平台的宽度不少于4_，用于支撑放置待加工光学元件的平面;外凸球面的半径与待加工光学元件的凹面半径一致，用于支撑放置待加工光学元件的凹面;连接头4与夹具主体I底部配合连接，用于与光学元件加工所用机床设备配合定位连接。
[0007]其中，所述夹具主体I中部开有中心孔，夹具主体I通过中心孔与连接头4顶部圆柱配合连接，连接头4与夹具主体I定位配合连接后，用连接螺钉3紧固。
[0008]其中，所述夹具主体I的内凹球面底部设置蓄水槽2，用于储存流入工装内的冷却液。
[0009]其中，所述夹具主体I的内凹球面、外凸球面上粘接橡胶皮，橡胶皮采用502胶水粘到球面表面，再用机床自行铣磨校正球面半径。
[0010]其中，所述夹具主体I采用胶木材料制成，连接头4采用H62材料制作。
[0011](三)有益效果
[0012]上述技术方案所提供的多功能球面光学元件数控铣磨工装，在用于光学元件数控加工过程中，球面光学元件的两个表面和平台铣磨时可以共用一个工装夹具，只需一次工装调整，工装调整到位后，元件的内外表面均可以加工，减少了工装调整的环节，提高了加工效率，适合研制过程中的小批量、多品种加工。
【附图说明】
[0013]图1为本发明实施例多功能球面光学元件数控铣磨工装的结构示意图；
[0014]图2为应用该发明凸面装夹示意图；
[0015]图3为应用该发明凹面装夹示意图；
[0016]图4为应用该发明平台装夹示意图。
[0017]图中，1-夹具主体、2-蓄水槽、3-连接螺钉、4-连接头。
【具体实施方式】
[0018]为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。
[0019]参照图1所示，本实施例多功能球面光学元件数控铣磨工装，包括夹具主体1、蓄水槽2、连接螺钉3和连接头4.
[0020]夹具主体I采用胶木材料制成，包括本体、形成在本体上部的内凹球面、形成在内凹球面外围的环形平台、以及形成在环形平台外围的环形外凸球面；内凹球面的半径与待加工光学元件的凸面半径一致，用于支撑放置待加工光学元件的凸面;环形平台的宽度不少于4mm，用于支撑放置待加工光学元件的平面;外凸球面的半径与待加工光学元件的凹面半径一致，用于支撑放置待加工光学元件的凹面。
[0021]夹具主体I中部开有中心孔，夹具主体I通过中心孔与连接头4顶部圆柱配合连接，连接头4与夹具主体I定位配合连接后，用连接螺钉3紧固；夹具主体I的内凹球面底部设置蓄水槽2，用于储存流入工装内的冷却液，用以防止冷却液被真空吸入真空栗中；连接头4采用H62材料制作，上端部圆柱部分用于与夹具主体I中心孔配合定位，下部圆柱部分用于与所用机床设备配合定位连接。
[0022]夹具主体I的内凹球面、外凸球面上粘接薄橡胶皮，减少工装变形对吸附力的影响，薄橡胶皮采用502胶水粘到球面表面，再用机床自行铣磨校正球面半径。
[0023]装配工装时，首先装配好夹具主体I与连接头4，将连接头4下端圆柱面固定到机床工件轴上，用加工光学零件的砂轮依次铣磨夹具主体I的内凹球面、外凸球面和平台，确保内凹球面与光学元件的凸面半径一致，外凸球面与光学元件的凹面半径一致，平台的宽度不少于4mm，平台内径不大于光学元件外径，平台外径不小于光学元件内径。
[0024]如图2所示，在加工光学元件凹面时，应将光学元件凸面放在夹具主体I的内凹球面上，在真空吸附作用下，同时打表找正光学元件的端面或外圆。
[0025]如图3、4所示，在加工光学元件凸面或平面时，将光学元件凹面放在夹具主体I的外凸球面上，或将光学元件平面放在夹具主体I的平台上，在真空吸附下，打表找正零件的端面或外圆。
[0026]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种多功能球面光学元件数控铣磨工装，其特征在于，包括:夹具主体(I)和连接头(4)；夹具主体(I)包括本体、形成在本体上部的内凹球面、形成在内凹球面外围的环形平台、以及形成在环形平台外围的环形外凸球面；内凹球面的半径与待加工光学元件的凸面半径一致，用于支撑放置待加工光学元件的凸面;环形平台的宽度不少于4mm，用于支撑放置待加工光学元件的平面;外凸球面的半径与待加工光学元件的凹面半径一致，用于支撑放置待加工光学元件的凹面;连接头(4)与夹具主体(I)底部配合连接，用于与光学元件加工所用机床设备配合定位连接。2.如权利要求1所述的多功能球面光学元件数控铣磨工装，其特征在于，所述夹具主体(I)中部开有中心孔，夹具主体(I)通过中心孔与连接头(4)顶部圆柱配合连接，连接头(4)与夹具主体(I)定位配合连接后，用连接螺钉(3)紧固。3.如权利要求1所述的多功能球面光学元件数控铣磨工装，其特征在于，所述夹具主体(I)的内凹球面底部设置蓄水槽(2)，用于储存流入工装内的冷却液。4.如权利要求1所述的多功能球面光学元件数控铣磨工装，其特征在于，所述夹具主体(I)的内凹球面、外凸球面上粘接橡胶皮，橡胶皮采用502胶水粘到球面表面，再用机床自行铣磨校正球面半径。5.如权利要求1-4中任一项所述的多功能球面光学元件数控铣磨工装，其特征在于，所述夹具主体(I)采用胶木材料制成，连接头(4)采用H62材料制作。
【专利摘要】本发明公开了一种多功能球面光学元件数控铣磨工装，包括：夹具主体和连接头；夹具主体包括本体、形成在本体上部的内凹球面、形成在内凹球面外围的环形平台、以及形成在环形平台外围的环形外凸球面；内凹球面的半径与待加工光学元件的凸面半径一致，用于支撑放置待加工光学元件的凸面；环形平台的宽度不少于4mm，用于支撑放置待加工光学元件的平面；外凸球面的半径与待加工光学元件的凹面半径一致，用于支撑放置待加工光学元件的凹面；连接头与夹具主体底部配合连接，用于与光学元件加工所用机床设备配合定位连接。本发明通过一个工装夹具，可对元件的内外表面加工，减少工装调整的环节，提高加工效率，适合研制过程中的小批量、多品种加工。
【IPC分类】B24B13/00, B24B13/005
【公开号】CN105538087
【申请号】CN201510885049
【发明人】张昊, 王朋, 魏国梁
【申请人】天津津航技术物理研究所
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月4日