CN103659516B - 一种用于弯月透镜定中心的磨边方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于弯月透镜定中心的磨边装置及其磨边方法，该磨边装置呈圆柱形，在该磨边装置的顶端设有呈圆弧形的透镜胶接面，磨边装置内部设有通孔，该通孔相贯通于磨边装置。该磨边方法如下：开始透镜磨边，胶接上盘，通过粘接胶将弯月透镜加工件与磨边装置的透镜胶接面相粘接；调节磨边装置的底边与加工件的端面粘接后之间的平行度；将粘接为一体的磨边装置与加工件装入机床中并且校准该磨边装置与该机床主轴的同轴度；通过机床砂轮对进行加工件磨边；打磨加工件直至的外圆直径及总高度到规定数值范围；下盘，将粘接为一体的磨边装置与加工件分离；清洗加工件，弯月透镜磨边过程结束。

Description

一种用于弯月透镜定中心的磨边方法

技术领域

本发明涉及透镜磨边领域，具体涉及一种用于弯月透镜定中心的磨边方法。

背景技术

现有技术中，光学仪器中常使用的弯月透镜，一般是经过精磨、抛光后的光学透镜，一般为未定心光学透镜，存在中心偏差。中心偏差为光学透镜光轴与几何轴的不重合程度，光学透镜的中心偏差破坏了光学系统的共轴性，引起慧差、色差等象差，降低了象质，因而光学透镜都必须校正中心并对光轴磨外圆和端面，使光轴与几何轴的重合程度符合设计要求。现有技术中的弯月透镜的定中心磨边主要是通过光学定中心的工艺方法进行磨边；这种工艺要求具有丰富操作经验的工人来完成，同时工作强度大，加工效率低，远远不能满足弯月透镜大批量生产的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于弯月透镜定中心的磨边方法，采用机械法定心磨边，通过设计高精度的磨边装置，巧妙的上盘方式及严格的工艺操作步骤，实现了弯月透镜的机械定中心磨边，大大提高了弯月透镜的磨边效率，实现了弯月透镜的大批量生产需求。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种用于弯月透镜定中心装置的磨边方法，其特点是，该磨边方法包含如下步骤：

步骤1，开始透镜磨边，胶接上盘；通过粘接胶将弯月透镜加工件与磨边装置的透镜胶接面相粘接；

步骤2，调节所述的磨边装置的底端与上述的加工件的端面粘接后之间的平行度；

步骤3，将粘接为一体的磨边装置与加工件装入机床中并且校准该磨边装置与该机床主轴的同轴度；

步骤4，通过机床砂轮对进行上述的加工件磨边；

步骤5，判断上述的加工件的外圆直径及该加工件的总高度是否达到规定数值范围；达到时，执行步骤6；未达到时，执行步骤3；

步骤6，下盘；将粘接为一体的磨边装置与加工件分离；

步骤7，清洗加工件；弯月透镜磨边过程结束。

上述的步骤1还包含如下步骤：

步骤1.1，分别清洁上述的磨边装置与上述的加工件；

步骤1.2，将粘接胶均匀涂在该磨边装置的透镜胶接面上；

步骤1.3，将该磨边装置与该加工件均匀贴合。

上述的步骤2还包含如下步骤：

步骤2.1，在粘接胶呈液态时，调节上述的磨边装置的底端与上述的加工件的端面粘接后之间的平行度；

步骤2.2，采用高度表测量该平行度是否达到规定的数值范围；当达到时，执行步骤3.1；未达到时，执行步骤2.1。

上述的步骤3还包含如下步骤：

步骤3.1，将上述的机床的左磨边夹头与右磨边夹头分别加工至与该机床主轴同轴；

步骤3.2，将该机床的左磨边夹头、右磨边夹头与上述的加工件、上述的磨边装置的接触面分别打磨抛光；

步骤3.3，将玻璃纸放置在该加工件的凹球面与上述的右磨边夹头之间的接触部位；

步骤3.4，将该磨边装置的底端与上述的左磨边夹头端面贴合，逐渐移动上述的右磨边夹头，直至将该磨边装置、加工件与机床均夹紧；

步骤3.5，采用千分表测量上述的加工件与该机床是否同轴；当同轴时，执行步骤4.1；当不同轴时，执行步骤3.4。

上述的步骤4还包含如下步骤：

步骤4.1，通过机床的砂轮对上述的加工件的外圆进行磨削；

步骤4.2，通过机床的砂轮对上述的加工件的端面进行磨削。

上述的步骤5还包含如下步骤：

步骤5.1，将粘贴为一体的磨边装置、加工件从上述的机床中卸下；

步骤5.2，测量该加工件的外圆的直径、该加工件的总高度是否均达到规定数值范围；当达到时，执行步骤6.1；当未达到时执行步骤3.3。

上述的步骤6还包含如下步骤：

步骤6.1，将粘贴为一体的磨边装置、加工件均匀加热，直至磨边装置与加工件之间的粘接处的粘接胶变为液态；

步骤6.2，将上述的加工件与上述的磨边装置分离。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明根据透镜定心条件，提供了一种磨边装置，将弯月透镜与磨边装置相连接，形成平凹透镜，实现了机械定心磨边，提高了弯月透镜的磨边效率，实现了弯月透镜的大批量生产需求。

附图说明

图1为本发明一种用于弯月透镜定中心的磨边装置结构示意图。

图2为本发明一种用于弯月透镜定中心的磨边装置及薄壁弯月透镜的连接结构示意图。

图3为本发明一种用于弯月透镜定中心的磨边方法基本流程图。

图4为本发明一种用于弯月透镜定中心的磨边方法具体流程图。

图5为本发明一种用于弯月透镜定中心的磨边装置、薄壁弯月透镜及机床磨边夹头的连接结构示意图。

图6为本发明一种用于弯月透镜定中心的机械定心磨边原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图6所示，机械法定心是利用一对同轴夹头借助弹力夹紧光学零件实现自动定心的，当零件刚夹入夹头时，零件的光轴与夹头的机械轴不重合，夹头端面的刃口与零件只有一个点接触，在接触点P，由于弹力的作用产生力F，F分解成夹紧力N和定心力B（零件外力F近似认为指向球心），定心力B使零件沿S方向运动，直到接触点扩大到一个圆，定心力处于平衡状态，零件光轴与夹头的机械轴重合，达到了定心的目的。

根据透镜定心条件：

K=︱(D1/r1±D2/r2)︱/4

D1-左边夹头直径、D2-右边夹头直径、r1-左边球面曲率半径、r2-右边球面曲率半径、K-定心系数

双凸、双凹、平凸、平凹透镜取“+”号，弯月透镜取“-”号，定心系数K>0.15时，定心可行；0.15>k>0.1时，定心可能，但精度较差；而当K<0.1时，定心很难实现。显然在同样直径的条件下，透镜曲率半径越小，定心精度越高。一般情况下，适用于曲率半径不太大（R<180 mm）和直径在F6 mm-F70 mm的透镜定心。定心精度一般为0.01mm。

由公式可知，弯月透镜取“-”号，直接导致定心系数K过小，采用机械法定弯月透镜中心磨边是相当困难的。

在双凸、双凹、平凸、平凹透镜结构中，平凹透镜的结构最适合弯月透镜的机械法定中心磨边，这是因为平凹结构的透镜在磨边测量时可以以底平面为测量基准直接测量出弯月透镜的总高度，便于控制定中心磨边的尺寸，很好地保证弯月透镜的磨边质量，因此将弯月透镜的凸球面精密上盘在高精度的平凹面工装上，使得薄壁弯月透镜的结构转换成平凹透镜的结构，就可以实现薄壁弯月透镜的机械法定中心磨边。

本实施例中的弯月透镜加工件100采用薄壁弯月透镜。

如图1、图2所示，一种用于弯月透镜定中心的磨边装置，该磨边装置200呈圆柱形，在该磨边装置200的顶端设有透镜胶接面220，磨边装置200内部设有通孔210，该通孔210贯通于磨边装置200。该磨边装置200的透镜胶接面220呈圆弧形，使得薄壁弯月透镜与该磨边装置200的透镜胶接面220完全匹配从而放置于该磨边装置200中。

本实施例中，磨边装置200的透镜胶接面220的内表面粗糙度要求达到8nm。

如图3、图4所示，一种用于弯月透镜定中心装置的磨边方法，该磨边方法包含如下步骤：

步骤1，开始透镜磨边，胶接上盘；通过粘接胶将弯月透镜加工件100与磨边装置200的透镜胶接面220相粘接；该步骤还包含如下步骤：

步骤1.1，分别清洁上述的磨边装置200与上述的加工件100。

步骤1.2，将粘接胶均匀涂在该磨边装置200的透镜胶接面220上。

本实施例中使用的上盘粘接胶采用白蜡与松香配制而成，将磨边装置200清洗干净放置在恒温电炉上，均匀加热至60℃-80℃，将配制好的粘接胶均匀地涂在磨边装置200的透镜胶接面220壁上，胶层薄而均匀，将弯月透镜加工件100均匀加热至60℃-80℃，凸球面上盘在磨边装置200的透镜胶接面220壁上。上盘时需持弯月透镜加工件100绕着透镜凸球面的球心来回转动推胶，保证磨边装置200的透镜胶接面220壁上各处的粘接胶均匀。

如图2所示，步骤1.3，将该磨边装置200与该加工件100均匀贴合，将需加工的薄壁弯月透镜转化成平凹透镜，使得透镜定心系数K>0.15，满足机械法定中心磨边的精度要求。

步骤2，调节所述的磨边装置200的底端面与上述的加工件100的端面120粘接后之间的平行度；该步骤还包含如下步骤：

步骤2.1，在粘接胶呈液态时，调节磨边装置200的底端与上述的加工件100的端面粘接后之间的平行度；

步骤2.2，采用高度表测量该平行度是否达到规定的数值范围；当达到时，执行步骤3.1；未达到时，执行步骤2.1。

本实施例中，将加工件100连同磨边装置200放置在校正好水平的大理石平台上，用高度表测量磨边装置200的底平面与加工件100的端面120的平行度，绕着加工件100的凸球面球心方向调整加工件100的位置，保证磨边装置200的底平面与加工件100端面12的平行度小于0.005mm。调整完成后均匀冷却至室温。

如图5所示，步骤3，将粘接为一体的磨边装置200与加工件100装入机床中并且校准该磨边装置200与该机床主轴的同轴度；该步骤还包含如下步骤：

步骤3.1，将机床的左磨边夹头310与右磨边夹头320分别加工至与该机床主轴同轴。

步骤3.2，将该机床的左磨边夹头310、右磨边夹头320与上述的加工件100、上述的磨边装置200的接触面分别打磨抛光。

本实施例中，采用机械定中心磨边机用作机床，在机床上，分别安装左磨边夹头310与右磨边夹头320，用车刀将左磨边夹头310与右磨边夹头320的内圆、外圆、端面、倒角车好。

步骤3.3，将玻璃纸放置在该加工件100的凹球面与上述的右磨边夹头320之间的接触部位。

本实施例中，在装夹时应该在薄壁弯月透镜的凹球面上垫上0.02mm厚度的玻璃纸，用于防止机械夹头夹持零件时划伤抛好光的薄壁弯月透镜。

步骤3.4，将该磨边装置200的底端与上述的左磨边夹头310端面贴合，逐渐移动上述的右磨边夹头320，直至将该磨边装置200、加工件100与机床均夹紧；

步骤3.5，采用千分表测量上述的加工件100与该机床是否同轴；当同轴时，执行步骤4.1；当不同轴时，执行步骤3.4。

步骤4，通过机床的砂轮330对进行上述的加工件100磨边；该步骤还包含如下步骤：

步骤4.1，通过机床的砂轮330对上述的加工件100的外圆110进行磨削；

步骤4.2，通过机床的砂轮330对上述的加工件100的端面120进行磨削。

步骤5，判断上述的加工件100的外圆直径及该加工件100的总高度是否达到规定数值范围；达到时，执行步骤6；未达到时，执行步骤3；该步骤还包含如下步骤：

步骤5.1，将粘贴为一体的磨边装置200、加工件100从上述的机床中卸下；

步骤5.2，测量该加工件100的外圆110的直径、该加工件100的总高度是否均达到规定数值范围；当达到时，执行步骤6.1；当未达到时执行步骤3.3。

本实施例中，通过调整好机床的横向和纵向的位置，控制好薄壁弯月透镜的外圆110的直径、加工件100的总高度尺寸；通过调整好机床的各个工艺参数，避免加工件100磨边时产生应力和崩口。本实施例中的加工件100 的外圆110的规定直径范围为60mm-70mm, 加工件100的规定总高度范围为18mm-24mm。

步骤6，下盘；将粘接为一体的磨边装置200与加工件100分离；该步骤还包含如下步骤：

步骤6.1，将粘贴为一体的磨边装置200、加工件100均匀加热，直至磨边装置200与加工件100之间的粘接处的粘接胶变为液态。

本实施例中，通过热风枪使得贴为一体的磨边装置200、加工件100均匀受热。

步骤6.2，将上述的加工件100与上述的磨边装置200分离。

步骤7，通过清洗剂清洗加工件100；弯月透镜磨边过程结束。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种用于弯月透镜定中心磨边装置的磨边方法，其特征在于，该磨边方法包含如下步骤：

步骤1，开始透镜磨边，胶接上盘；通过粘接胶将弯月透镜加工件（100）与磨边装置（200）的透镜胶接面（220）相粘接；

步骤2，调节所述的磨边装置（200）的底端与所述的加工件（100）的端面（120）粘接后之间的平行度；

步骤3，将粘接为一体的磨边装置（200）与加工件（100）装入机床中并且校准该磨边装置（200）与该机床主轴的同轴度；

步骤4，通过机床的砂轮（330）对所述的加工件（100）进行磨边；

步骤5，判断所述的加工件（100）的外圆直径、该加工件（100）的总高度是否达到规定数值范围；达到时，执行步骤6；未达到时，执行步骤3；

步骤6，下盘；将粘接为一体的磨边装置（200）与加工件（100）分离；

步骤7，清洗加工件（100）；弯月透镜磨边过程结束。

2.如权利要求1所述的用于弯月透镜定中心磨边装置的磨边方法，其特征在于，所述的步骤1包含如下步骤：

步骤1.1，分别清洁所述的磨边装置（200）与所述的加工件（100）；

步骤1.2，将粘接胶均匀涂在该磨边装置（200）的透镜胶接面（220）上；

步骤1.3，将该磨边装置（200）与该加工件（100）均匀贴合。

3.如权利要求1所述的用于弯月透镜定中心磨边装置的磨边方法，其特征在于，所述的步骤2包含如下步骤：

步骤2.1，在粘接胶呈液态时，调节所述的磨边装置（200）的底端与所述的加工件（100）的端面粘接后之间的平行度；

步骤2.2，采用高度表测量该平行度是否达到规定的数值范围；当达到时，执行步骤3；未达到时，执行步骤2.1。

4.如权利要求3所述的用于弯月透镜定中心磨边装置的磨边方法，其特征在于，所述的步骤3包含如下步骤：

步骤3.1，将所述的机床的左磨边夹头（310）与右磨边夹头（320）分别加工至与该机床主轴同轴；

步骤3.2，将该机床的左磨边夹头（310）、右磨边夹头（320）与所述的加工件（100）、所述的磨边装置（200）的接触面分别打磨抛光；

步骤3.3，将玻璃纸放置在该加工件（100）的凹球面与所述的右磨边夹头（320）之间的接触部位；

步骤3.4，将该磨边装置（200）的底端与所述的左磨边夹头（310）端面贴合，逐渐移动所述的右磨边夹头（320），直至将该磨边装置（200）、加工件（100）与机床均夹紧；

步骤3.5，采用千分表测量所述的加工件（100）与该机床是否同轴；当同轴时，执行步骤4；当不同轴时，执行步骤3.4。

5.如权利要求4所述的用于弯月透镜定中心磨边装置的磨边方法，其特征在于，所述的步骤4包含如下步骤：

步骤4.1，通过机床的砂轮（330）对所述的加工件（100）的外圆（110）进行磨削；

步骤4.2，通过机床的砂轮（330）对所述的加工件（100）的端面（120）进行磨削。

6.如权利要求4所述的用于弯月透镜定中心磨边装置的磨边方法，其特征在于，所述的步骤5包含如下步骤：

步骤5.1，将粘贴为一体的磨边装置（200）、加工件（100）从所述的机床中卸下；

步骤5.2，测量该加工件（100）的外圆（110）的直径、该加工件（100）的总高度是否均达到规定数值范围；当达到时，执行步骤6；当未达到时执行步骤3.3。

7.如权利要求6所述的用于弯月透镜定中心磨边装置的磨边方法，其特征在于，所述的步骤6包含如下步骤：

步骤6.1，将粘贴为一体的磨边装置（200）、加工件（100）均匀加热，直至磨边装置（200）与加工件（100）之间的粘接处的粘接胶变为液态；

步骤6.2，将所述的加工件（100）与所述的磨边装置（200）分离。