CN101866027A - 光学零件异形加工成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学零件异形加工成型方法，其工艺为：先将光学零件粘贴在衬体上，粘贴过程确保牢固平整、无气泡，将粘贴好的工件通过真空吸附在工作台面上，由加工刀具对工件按照规定的要求进行划切成型，加工过程当中还需要使用治具进行夹装及平盘校正，最后进行加工成型及检验。借由本发明的光学零件异形加工成型方法，可以加工出超小体积、外观形状异样、尺寸精度高、表面光洁度高的光学零件。

Description

光学零件异形加工成型方法

技术领域

本发明有关一种光学零件的加工方法，特别是指一种使用专用刀具对高端轻便型小型的光学零件异形加工成型方法。

背景技术

为满足人们不同的需求，组装在光学器件内的光学零件表面需要进行各种面型加工，目前，对光学零件的加工采用传统工艺冷加工方法，该方法主要是通过研磨的方式对光学零件进行加工，这种传统工艺沿用至今，在光学冷加工行业中发挥了不少的作用。传统冷加工工艺采用如下步骤将光学零件加工成如图1(a)～(f)中的异形三维图：

1、粘片：首先采用传统的擦拭方法将需加工的光学零件处理干净，将产品放置在治具上，使用粘接胶、保护漆将一层一层的工件(即光学零件)叠加并粘接在一起，放置冷却；

2、切割：使用内圆切割机或多刀切割机将工件按规定要求尺寸进行分解；

3、散片：使用加热或溶液浸泡等方式将切割好的成条形状的零件分离为单个；

4、上盘：将单个的零件均匀摆列在另一特定治具沟槽内，然后使用粘接胶让单个零件同治具粘接成一个整体；

5、研磨：将粘接好零件的治具(研磨盘)反扣在研磨机磨盘上按产品要求的规格进行研磨；

6、检验：使用千分尺等量具对研磨过程中或研磨完工品进行检验。

但随着光学元器件不断趋向小型化、超薄化、异样化等方面发展，对光学元器件外观形状、尺寸大小、尺寸精度、表面光洁度等的要求都有了很大的提高，现有生产过程中使用传统工艺已经无法满足新一代光学元器件的要求，另外传统工艺过程中使用的粘接胶、保护漆及后续的清洗溶液等内含有较多的有害物质，不利于环保。因此传统工艺在较大程度上阻止了新型光学元器件向小型、轻便、性能稳定方向发展的动力。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种加工精度高、环保，且能对小型光学零件加工的光学零件异形加工成型方法。

为达到上述目的，本发明提供一种光学零件异形加工成型方法，其包括有如下步骤：

(1)贴片：通过一种紫外膜将光学零件粘贴在衬体上，确保无气泡；

(2)切断：使用精密划片设备配用加工刀具对光学零件进行划切，将光学零件切断成小方块；

(3)对步骤(2)中的小方块的光学零件利用加工刀具进行倒边操作，最终将光学零件加工成表面具有倒边的单体结构的光学零件。

优选地，所述光学零件异形加工成型方法还包括如下步骤：

(a)装夹：使用治具对所述步骤(3)中切断后的单体光学零件进行装夹，确保无磨擦、碰撞、掉落；

(b)平盘校正：对装夹完成的单体光学零件进行严格的平盘、摆正、修整，确保无歪斜、无挪位；

(c)加工成型：使用精密加工设备配用加工刀具将已装夹平盘好的单体光学零件进行磨切。

步骤(1)中的紫外膜的粘度为1500～3000帕斯卡秒，所述紫外膜的失粘性波长为350～380纳米。

步骤(2)、步骤(3)与步骤(c)中的加工刀具为圆环形，该加工刀具的两个端面设置呈平行平面，加工刀具的环体的外周缘为向外延伸的尖锥部。

尖锥部呈向外渐缩状，该尖锥部的两个侧面呈对称设置，且该两个侧面之间的夹角为锐角、直角或钝角。

优选地，加工刀具的其中一个端面的外边缘向另一端面的外边缘延伸而形成所述尖锥部。

步骤(2)、步骤(3)与步骤(c)中的加工刀具使用金刚石微粉和树脂烧结而成。

借由本发明的光学零件异形加工成型方法，可以加工出超小体积、外观形状异样、尺寸精度高、表面光洁度高的光学零件，按照自身的光学作用最有效地组装在光学器件内，缩短了光路，减少了能量损失，增加了光学器件的稳定性，另外还节省了光学器件空间，缩小了光学器件体积，为光学器件进一步小型化奠定了基础，且加工过程中无须涉及到粘接胶、清洗溶液等含有非环保物质的辅料，真正意义上为新一代高标准的光学元器件提供了良好的基础。

附图说明

图1(a)至(f)为本发明中各种异形结构的单体光学零件立体图；

图2为使用本发明中的加工刀具对光学零件进行加工的实施例示意图；

图3为本发明中的装夹治具；

图4为本发明光学零件异形加工成型方法的工艺流程图；

图5a至图5c为本发明光学零件异形加工成型方法中对光学零件进行加工的实施例示意图；

图6a为本发明中的加工刀具第一实施例的平面图；

图6b为沿图6a中A-A线的剖视图；

图7为本发明中的加工刀具第二实施例的剖视图。

具体实施方式

为便于对本发明中的方法及达到的效果有进一步的了解，现配合附图并举较佳实施例详细说明如下。

本发明的方法是将光学零件按照相关要求精密加工成型，根据对光学零件精密尺寸的计算，通过粘贴零件，使用专用异形加工刀具切断，过程中进行上盘、平盘操作，最后加工成型。如图2所示，先将工件4(即光学零件)粘贴在衬体2上，粘贴过程确保牢固平整、无气泡，将粘贴好的工件4通过真空吸附在工作台3上，由加工刀具1对工件4按照规定的要求进行划切成型，加工过程当中还需要使用图3所示的治具进行夹装平盘等操作，完成后同时进行有要求的划切，将光学零件加工成图1(a)～(f)中所示的各种单体异形结构。结合图4及图5a至图5c，本发明光学零件异形加工成型方法的具体工艺步骤如下所述：

1、贴片：首先采用全自动超声波清洗机将光学零件处理干净，通过一种UV(Ultraviolet，紫外线)紫外膜将光学零件粘贴在衬体上，确保无气泡。实现以上功能的UV紫外膜的粘度为1500～3000pa.s，UV紫外膜的失粘性波长为350～380nm，UV紫外膜的失粘性能量为1500mj≤Q≤3000mj；

2、切断：使用精密划片设备配用专用加工刀具对光学零件进行划切(如图5a所示)，将光学零件切断成小方块；

3、对步骤2中的小方块的光学零件利用加工刀具进行相应的倒边操作(如图5b所示)，最终将光学零件加工成如图所示的表面具有倒边的单体结构的光学零件。

若对单体的光学零件进行倒角的操作，还需进行如下步骤：

a、装夹：使用专用治具(如图3所示，对于在步骤3中所加工的不同异形结构的单体光学零件要求使用不同的治具)对步骤3中切断后的单体光学零件进行装夹，确保无磨擦、碰撞、掉落；

b、平盘校正：对装夹完成的单体光学零件进行严格的平盘、摆正、修整，确保无歪斜、无挪位；

c、加工成型：使用精密加工设备配用专用加工刀具将已装夹平盘好的单体光学零件进行相应划切(如图5c)，该步骤确保加工设备转速稳定、线速度适中、真空吸盘吸力稳定、被加工产品粘接牢固平整；

d、检验：产品加工完成后，使用相应检验设施对产品进行抽查，确保无次品。

本发明方法中的步骤2、步骤3及步骤c涉及到一种专用的异形加工刀具，该加工刀具1为圆环形，其环体根据所要加工的光学零件的不同异形结构而设计成不同的面形，如图6a及图6b所示，本发明中的加工刀具1的两个端面设置呈平行平面，该加工刀具1的环体的外周缘为向外延伸的尖锥部10，该尖锥部10呈向外渐缩状，该尖锥部10的两个侧面11呈对称设置，且两个侧面11之间的夹角可为锐角、直角或钝角。又如图7所示，本发明中的加工刀具1的两个端面设置呈平行的平面，其中一个端面的外边缘向另一端面的外边缘延伸形成尖锥部10，该尖锥部10的一个侧面为环形斜面。本发明中的加工刀具1使用金刚石微粉和树脂烧结而成，其砂粒度控制在255#～335#。

本发明光学零件异形加工成型方法结合新一代光学元器件的需求，加工出超小体积、外观形状异样、尺寸精度高、表面光洁度高的光学零件，按照自身的光学作用最有效地组装在光学器件内，缩短了光路，减少了能量损失，增加了光学器件的稳定性，另外还节省了器件空间，缩小了器件体积，为光学器件进一步小型化奠定了基础，且加工过程中无须涉及到粘接胶、清洗溶液等含有非环保物质的辅料，真正意义上为新一代高标准的光学元器件提供了良好的基础。

使用本发明的方法可以达到以下技术效果：

1、不受产品大小、外形、厚度等条件的限制；

2、加工零件一次通过率高、产品光学表面精度、外观精度损伤较小；

3、零件加工完成后倒边及坡边处平整光滑，光洁度高；

4、工艺操作流转周期短，有效保证光学产品因滞留时间较长影响其光学性能及生产排程的有效安排；

5、符合Rohs标准(The Restriction of The Use of Certain HazardousSubstances in Electrical and Electronic Equipment，《电气、电子设备中限制使用某些有害物质指令》)。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种光学零件异形加工成型方法，其特征在于，其包括有如下步骤：

(1)贴片：通过一种紫外膜将光学零件粘贴在衬体上，确保无气泡；

(2)切断：使用精密划片设备配用加工刀具对光学零件进行划切，将光学零件切断成小方块；

(3)对步骤(2)中的小方块的光学零件利用加工刀具进行倒边操作，最终将光学零件加工成表面具有倒边的单体结构的光学零件。

2.如权利要求1所述的光学零件异形加工成型方法，其特征在于，所述加工成型方法还包括如下步骤：

(a)装夹：使用治具对所述步骤(3)中切断后的单体光学零件进行装夹，确保无磨擦、碰撞、掉落；

(b)平盘校正：对装夹完成的单体光学零件进行严格的平盘、摆正、修整，确保无歪斜、无挪位；

(c)加工成型：使用精密加工设备配用加工刀具将已装夹平盘好的单体光学零件进行划切。

3.如权利要求1所述的光学零件异形加工成型方法，其特征在于，所述步骤(1)中的紫外膜的粘度为1500～3000帕斯卡秒，所述紫外膜的失粘性波长为350～380纳米。

4.如权利要求2所述的光学零件异形加工成型方法，其特征在于，所述步骤(2)、步骤(3)与步骤(c)中的加工刀具为圆环形，所述加工刀具的两个端面设置呈平行平面，所述加工刀具的环体的外周缘为向外延伸的尖锥部。

5.如权利要求4所述的光学零件异形加工成型方法，其特征在于，所述尖锥部呈向外渐缩状，所述尖锥部的两个侧面呈对称设置，且该两个侧面之间的夹角为锐角、直角或钝角。

6.如权利要求4所述的光学零件异形加工成型方法，其特征在于，所述加工刀具的其中一个端面的外边缘向另一端面的外边缘延伸而形成所述尖锥部。

7.如权利要求2所述的光学零件异形加工成型方法，其特征在于，所述步骤(2)、步骤(3)与步骤(c)中的加工刀具使用金刚石微粉和树脂烧结而成。

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