CN101067664A - 一种在光学透镜上加工非回转l型缺口的方法及夹具 - Google Patents
一种在光学透镜上加工非回转l型缺口的方法及夹具 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于光学制造技术，涉及在光学透镜上加工非回转L型缺口的方法及夹具。本发明开发了现有光学数控设备棱镜铣磨机的功能，同时利用金刚石磨轮的外圆及端面，在光学透镜上加工出高精度非回转L型缺口台阶，并通过设计高度合适的工装夹具，使得像加工普通棱镜一样，在利用磨轮端面加工一面的同时利用磨轮外径磨削出平台，构成L型缺口。
Description
技术领域
本发明属于光学制造技术，涉及在光学透镜上加工非回转L型缺口的方法。
背景技术
若台阶是圆形，即回转体，可以在激光定中心磨边机上加工外圆后，改变程序参考点的坐标，磨出台阶，通过测量实际台阶的厚度，修正程序，进而保证台阶厚度尺寸，且外圆和台阶一次装夹完成，很好地保证了台阶与底面的平行度。然而其不足之处是仅能加工回转的圆形台阶，无法加工非回转L型缺口。
发明内容
本发明的目的是：在光学透镜上加工出满足要求的非回转L型缺口。
本发明的技术方案是：一种在光学透镜上加工非回转L型缺口的方法，其特征在于：该方法巧妙开发光学数控设备棱镜铣磨机，通过设计专用工装夹具、合理改变加工程序及加工过程中的精密测试，实现设备非常规加工状态下加工高精度非回转L型缺口的功能。
工艺步骤如下：
(1)清洁工装夹具及被加工零件；
(2)粘结零件，将工装夹具及被加工零件放在电热板上，缓慢加热至胶条蜡刚能融化的温度70℃～80℃，在工装夹具及被加工零件粘结面上涂一层薄而均匀的胶条蜡，将被加工零件放在工装夹具上(附图所示A面)，边缘对齐；
(3)自然冷却至室温。
(4)采用棱镜铣磨机加工，加工状态为磨轮的回转中心与零件加工面的中心轴一致，在棱镜铣磨机上同时利用磨轮的外圆及端面铣磨，根据零件形状编制第一个加工面程序；
(5)根据零件形状编制第二个加工面程序；
(6)拆胶，将工装夹具及被加工零件放在电热板上，缓慢加热至胶条蜡刚能融化的温度，将零件慢慢耳下；
(7)自然冷却至室温；
(8)锐边保护性倒角0.3×45°；
(9)清洗，用汽油、乙醇将零件清洗干净。
所述夹具的结构
夹具圆形底座的上方为一宽度与被加工零件外圆直径相一致的平面，底座的高度与磨轮外径相匹配以保证高精度非回转L型缺口台阶厚度尺寸的加工，平面的一端为一方柱，给设备提供正常运转的压力条件，使得加工时压杆可压在夹具的方柱上而不是零件上。
本发明的优点
本发明利用现有的光学数控设备棱镜铣磨机的功能，同时利用金刚石磨轮的外圆及端面，在光学透镜上加工出高精度非回转型L型缺口台阶，并通过设计高度合适的工装夹具，使得加工时压杆可压在夹具的方柱上而不是零件上；在底座上设计宽度与零件外圆一致的平面，使得在粘结时零件的中心尽量与机床回转中心在一条直线上；夹具的平面高度与专用磨轮外径相匹配，保证高精度非回转L型缺口台阶厚度尺寸的加工；像加工普通棱镜一样加工非回转型L型缺口，在利用磨轮端面产生一面的同时利用磨轮外径磨削出平台。
附图说明
图1为本发明夹具的结构示意图；
图2为图1的仰视图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。本发明巧妙开发光学数控设备棱镜铣磨机的功能，而棱镜铣磨机的正常加工状态必须满足两个条件，一是为装夹稳固，机床压杆回转中心与零件的重心重合，二是磨轮的回转中心与零件被加工面高度中心一致。因L型缺口的产生不仅利用金刚石磨轮的外圆，而且同时利用其端面，且零件为光学透镜，表面为一定曲率半径的球，不能直接压在透镜表面。设计高度、形状合适的工装夹具，压杆压在夹具上而不是零件上，编制机床认可的加工程序，保证L型缺口的形成。
加工对设备配置要求：
因需要利用磨轮下端面产生L型缺口，工装夹具远比机床正常加工状态低，为保证缺口形成，磨轮的最低点须经过L型缺口的边缘，机床的行程应满足要求。例如可以使用德国LOH公司生产的PR-150光学数控设备棱镜铣磨机。
工艺步骤如下：
(1)清洁工装夹具及被加工零件；
(2)粘结零件，将工装夹具及被加工零件放在电热板上，缓慢加热至胶条蜡刚能融化的温度70℃～80℃，在工装夹具及被加工零件粘结面上涂一层薄而均匀的胶条蜡，将被加工零件放在工装夹具的平面A上(附图所示A面)，边缘对齐；
(3)自然冷却至室温。
(4)采用棱镜铣磨机加工，加工状态为磨轮的回转中心与零件加工面的中心轴一致，在棱镜铣磨机上同时利用磨轮的外圆及端面铣磨，根据零件形状编制第一个加工面程序；
(5)根据零件形状编制第二个加工面程序；
(6)拆胶，将工装夹具及被加工零件放在电热板上，缓慢加热至胶条蜡刚能融化的温度，将零件慢慢取下；
(7)自然冷去至室温；
(8)锐边保护性倒角0.3×45°；
(9)清洗，用汽油、乙醇将零件清洗干净。
所述夹具的结构
夹具上设计一宽度与被加工零件外圆直径相一致的平面A，使得在粘结时零件的中心尽量与机床回转中心在一条直线上；平面A的一端为一方柱2，使得加工时压杆可压在夹具上而不是零件上；底座1上的平面A距夹具底平面的高度与专用磨轮外径相匹配，保证高精度非回转L型缺口台阶厚度尺寸；平面A与夹具底面的平行度可保证高精度非回转L型缺口台阶的平行度。
实施例1
在PR-150棱镜铣磨机上利用本方法加工如下精度的L型缺口：
●L型缺口台阶厚度4±0.02；
●L型缺口台阶两面平行度0.01；
●L型缺口宽度17±0.05。
加工的工艺过程如下：
(1)清洁工装夹具及被加工零件。
(2)粘结零件，将工装夹具及被加工零件放在电热板上，缓慢加热至胶条蜡刚能融化的温度70℃～80℃，在工装夹具及被加工零件粘结面上涂一层薄而均匀的胶条蜡，将被加工零件放在工装夹具上，边缘对齐。
(3)自然冷却至室温。
(4)采用棱镜铣磨机加工，加工状态为磨轮的回转中心与零件加工面的中心轴一致，在棱镜铣磨机上同时利用磨轮的外圆及端面铣磨，根据零件形状编制第一个加工面程序，
Tool number：7
Outside diameter OD[mm]：100
Inside diameter ID[mm]：89.9
Tool Ref.diameter TR[mm]：0
Tool height TH[mm]：25.11
Max.stock removal S[mm]：0.3
Tool corr.value TC[mm]：0.04
Processing data：
Feed tool[mm/min]：50
Rapid motion[mm/min]：2000
Dry Run： off
Clamp.Pressure[bar]：28
Reception height：45
Angle，E_value
0，38
90，5
90，6
90，5
90
Blank：
Angle，E_value
0，38.2
90，16
90，29
90，15
90
Prism height：80
Angle，E_value
0，38.2
90，10.5
90，29
90，15
90
加工第一面，进给量0.3mm，为避免粘结误差造成加工尺寸精度的不准确，不加工至最后尺寸，留加工余量2mm，通过测试实际加工尺寸与程序输入尺寸的差异，改变程序，达到加工的准确性。
(5)根据零件形状编制第二个加工面程序，
Tool number：7
Outside diameter OD[mm]：100
Inside diameter ID[mm]：89.9
Tool Ref.diameter TR[mm]：O
Tool height TH[mm]：25.11
Max.stock removal S[mm]：0.3
Tool corr.value TC[mm]：O.04
Processing data：
Feed tool[mm/min]：50
Rapid motion[mm/min]：2000
Dry Run： off
Clamp.Pressure[bar]：28
Reception height：45
Angle，E_value
0，38
90，5
90，6
90，5
90
Blank：
Angle，E_value
0，50
90，16
90，7
90，15
90
Prism height：80
Angle，E_value
0，50
90，16
90，7
90，10.5
90
加工第二面，为避免粘结误差造成加工尺寸精度的不准确，不加工至最后尺寸，留加工余量2mm，通过测试实际加工尺寸与程序输入尺寸的差异，改变程序，加工零件至完工要求。
(6)拆胶，将工装夹具及被加工零件放在电热板上，缓慢加热至胶条蜡刚能融化的温度70℃～80℃，将零件慢慢取下。
(7)自然冷却至室温。
(8)锐边保护性倒角0.3×45°。
(9)清洗，用汽油、乙醇将零件清洗干净。
实施例2
在PR-150棱镜铣磨机上利用本方法加工如下精度的L型缺口：
●L型缺口台阶厚度4±0.02；
●L型缺口台阶两面平行度0.01；
●L型缺口宽度17±0.05。
加工的工艺过程如下：
(1)清洁工装夹具及被加工零件。
(2)粘结零件，将工装夹具及被加工零件放在电热板上，缓慢加热至胶条蜡刚能融化的温度70℃～80℃，在工装夹具及被加工零件粘结面上涂一层薄而均匀的胶条蜡，将被加工零件放在工装夹具上，边缘对齐。
(3)自然冷却至室温。
(4)编制程序
Tool number：7
Outside diameter 0D[mm]：100
Inside diameter ID[mm]：89.9
Tool Ref.diameter TR[mm]：0
Tool hei ght TH[mm]：25.11
Max.stock removal S[mm]：0.3
Tool corr.value TC[mm]：0.04
Processing data：
Feed tool[mm/min]：50
Rapid motion[mm/min]：2000
Dry Run： off
Clamp.Pressure[bar]：28
Reception height：45
Angle，E value
0，38
90，5
90，6
90，5
90
Blank：
Angle，value
0，38.2
90，16
90，29
90，15
90
Prism height：80
Angle，E_value
0，38.2
90，9.5
90，29
90，15
90
加工第一面，进给量0.4mm，为避免粘结误差造成加工尺寸精度的不准确，不加工至最后尺寸，留加工余量1mm，通过测试实际加工尺于与程序输入尺寸的差异，改变程序，达到加工的准确性。
(5)编制程序
Tool number：7
Outside diameter OD[mm]：100
Inside diameter ID[mm]：89.9
Tool Ref.diameter TR[mm]：0
Tool height TH[mm]：25.11
Max.stock removal S[mm]：0.3
Tool corr.value TC[mm]：0.04
Processing data：
Feed tool[mm/min]：50
Rapid motion[mm/min]：2000
Dry Run： off
Clamp.Pressure[bar]：28
Reception height：45
Angle，E_value
0，38
90，5
90，6
90，5
90
Blank：
Angle，E_value
0，50
90，16
90，7
90，15
90
Prism height：80
Angle，E_value
0，50
90，16
90，7
90，9.5
90
加工第二面，为避免粘结误差造成加工尺寸精度的不准确，不加工至最后尺寸，留加工余量1mm，通过测试实际加工尺寸与程序输入尺寸的差异，改变程序，加工零件至完工要求。
(6)拆胶，将工装夹具及被加工零件放在电热板上，缓慢加热至胶条蜡刚能融化的温度70℃～80℃，将零件慢慢取下。
(7)自然冷却至室温。
(8)锐边保护性倒角0.3×45°。
(9)清洗，用汽油、乙醇将零件清洗干净。
二次加工的L型缺口的各项指标均满足要求。
Claims (2)
1.一种在光学透镜上加工非回转L型缺口的方法，其工艺方法是：
(1)清洁工装夹具及被加工零件；
(2)粘结零件，将工装夹具及被加工零件放在电热板上，缓慢加热至胶条蜡刚能融化的温度70℃～80℃，在工装夹具及被加工零件粘结面上涂一层薄而均匀的胶条蜡，将被加工零件放在工装夹具上(附图所示A面)，边缘对齐；
(3)自然冷却至室温。
(4)采用棱镜铣磨机加工，加工状态为磨轮的回转中心与零件加工面的中心轴一致，在棱镜铣磨机上同时利用磨轮的外圆及端面铣磨，根据零件形状编制第一个加工面程序；
(5)根据零件形状编制第二个加工面程序；
(6)拆胶，将工装夹具及被加工零件放在电热板上，缓慢加热至胶条蜡刚能融化的温度，将零件慢慢取下；
(7)自然冷却至室温；
(8)锐边保护性倒角0.3×45°；
(9)清洗，用汽油、乙醇将零件清洗干净。
2.一种用于权利要求1所述的在光学透镜上加工非回转L型缺口的方法的夹具，其特征是：夹具的圆形底座的上方为一宽度与被加工零件外圆直径相一致的平面，底座的高度与磨轮外径相匹配，平面的一端为一方柱。
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