CN104029095A - 一种保证非球面透镜中心偏的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种保证非球面透镜中心偏的加工方法，用第一桶形夹具装夹好产品毛坯后加工第一个旋转对称非球面，然后用第二桶形夹具装在工具轴上，并调整工件轴与工具轴同轴，再将第二桶形夹具固定在已加工好的第一个旋转对称非球面上，此时，第一桶形夹具与第二桶形夹具同轴，然后拆除第一桶形夹具，保持第二桶形夹具的装夹，加工第二个旋转对称非球面即可。本发明利用两个桶形夹具的调整来保证两个面都为旋转对称非球面产品的中心偏，操作过程简单，无需设计专门的工装。
Description
技术领域
本发明涉及一种非球面透镜的加工方法。
背景技术
光学透镜的中心偏差会严重影响光学系统的成像质量，这就要求非球面透镜在加工时需要严格控制。非球面光学透镜不能像普通球面透镜那样两个光学面加工好后通过光学磨边来纠正中心偏。现在对于一个面是球面或平面，另一面为非球面的旋转对称非球面产品，为保证中心偏一般按如下方法加工：
A.先加工好平面或球面；
B.将已加工好的平面或球面用胶或沥青粘接在可固定特有的限位夹具(即桶形夹具)上，
C.将产品的夹具连同产品固定在设备主轴上，并铣磨、抛光非球面，最后将产品磨边。
但是上述方法仅适用于一个面是球面或平面，另一面为非球面的旋转对称非球面产品，而对于两个面的都是旋转对称的非球面产品就不再适用，这是由于先加工好的第一个非球面跟球面或平面不一样，有其固定的旋转对称轴，加工第二非球面时的上夹过程不能跟球面或平面一样自适应调整，目前国外业内有通过打表等方式来调整的说法，但操作时仍很难保证待加工的非球面旋转对称轴与已加工的非球面旋转对称轴重合。
公开日为2011-12-07，公开号为102269830A的中国发明公开了一种提高锗非球面透镜中心偏差精度的方法,在加工时,透镜外圆不直接磨至完工尺寸,留一定的余量,经点金刚石车削球面及最佳拟合球面后,精修球面面形,提高球面的面形精度,精修球面面形时改变了点金刚石车削方式,保证了中心偏差,在精修面形后添加反射式定中心磨边工序以纠正中心偏差,先保证球面的光轴与透镜外圆对称轴的重合、平台与光轴的垂直，再以加工好的外圆及平台定位，利用点金刚石车削方式车出满足精度要求的非球面面形,保证了非球面光轴与透镜外圆对称轴的一致。由于合理安排了反射式定心工序,改善了修抛球面面形时带来的偏心误差,提高了锗非球面透镜的中心偏差精度。该发明是通过外边缘限位的方式来达成中心偏差精度，需设置专门的工装来实现，操作也不容易。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种保证非球面透镜中心偏的加工方法，利用两个桶形夹具的调整来保证两个面都为旋转对称非球面产品的中心偏，操作过程简单，无需设计专门的工装。
本发明是这样实现的：该非球面透镜包括两个旋转对称非球面，其特征在于：用第一桶形夹具装夹好产品毛坯后加工第一个旋转对称非球面，然后用第二桶形夹具装在工具轴上，并调整工件轴与工具轴同轴，再将第二桶形夹具固定在已加工好的第一个旋转对称非球面上，此时，第一桶形夹具与第二桶形夹具同轴，然后拆除第一桶形夹具，保持第二桶形夹具的装夹，加工第二个旋转对称非球面即可。
进一步的，本发明包括如下步骤：
步骤10、将非球面产品毛坯用胶粘结到可固定在CNC工件轴的第一桶形夹具上；
步骤20、将第一桶形夹具及产品固定在CNC工件轴上，并通过铣磨和抛光加工第一个旋转对称非球面；
步骤30、保持已加工好第一个非球面的产品及第一桶形夹具固定在CNC工件轴上，将另外一个空的第二桶形夹具装在工具轴上，然后调整CNC设备，保证CNC工件轴与工具轴同轴；
步骤40、保证CNC工件轴与工具轴同轴的前提下，调整CNC工件轴与工具轴的相对间距，使第二桶形夹具与已加工的第一个旋转对称非球面轻轻接触，然后在第二桶形夹具与产品接触处的一圈涂胶并固化，使第二桶形夹具固定在已加工的第一个旋转对称非球面上；
步骤50、松开CNC工件轴及工具轴上的夹持装置，并将固定有第一桶形夹具和第二桶形夹具的产品从机台上取出；
步骤60、拆除第一桶形夹具，注意确保第二桶形夹具不能拆开；
步骤70、将第二桶形夹具连同产品固定在CNC设备的主轴上，铣磨抛光，以加工第二个旋转对称非球面，并在机台上磨边；
步骤80、将第二桶形夹具拆开后即完成。
本发明具有如下优点：
1.本发明通过两个桶形夹具与CNC工件轴、工具轴的配合，来进行调整，可以很好的保证产品的中心偏；
2.整个操作过程非常简单，且容易实现。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为本发明方法第一步骤的结果状态示意图。
图2为本发明方法第二步骤的结果状态示意图。
图3为本发明方法第三步骤的结果状态示意图。
图4为本发明方法第四步骤的结果状态示意图。
图5为本发明方法第五步骤的过程状态示意图。
图6为本发明方法第五步骤的结果状态示意图。
图7为本发明方法第六步骤的结果状态示意图。
图8为本发明方法第七步骤的结果状态示意图。
图9为本发明方法第八步骤的结果状态示意图。
图10为本发明方法使用到的桶形夹具轴向剖视的结构示意图。
具体实施方式
本发明的保证非球面透镜中心偏的加工方法，用于加工包括两个旋转对称非球面的非球面透镜，其是用第一桶形夹具装夹好产品毛坯后加工第一个旋转对称非球面，然后用第二桶形夹具装在工具轴上，并调整工件轴与工具轴同轴，再将第二桶形夹具固定在已加工好的第一个旋转对称非球面上，此时，第一桶形夹具与第二桶形夹具同轴，然后拆除第一桶形夹具，保持第二桶形夹具的装夹，加工第二个旋转对称非球面即可。
如图1至图10所示，本发明一较佳实施例具体包括如下步骤，其中非球面透镜从非球面产品毛坯的形态到具有两个旋转对称非球面的形态演变，为表达方便，标号均用1表示：
步骤10、如图1所示，将非球面产品毛坯1用胶粘结到可固定在CNC工件轴3的第一桶形夹具21上；
步骤20、如图2所示，将第一桶形夹具21及非球面产品毛坯1固定在CNC工件轴3上，并通过铣磨和抛光加工第一个旋转对称非球面11；
步骤30、如图3所示，保持已加工好第一个非球面11的产品1及第一桶形夹具21固定在CNC工件轴3上，将另外一个空的第二桶形夹具22装在工具轴4上，然后调整CNC设备，保证CNC工件轴3与工具轴同轴4；
步骤40、如图4所示，保证CNC工件轴3与工具轴4同轴的前提下，调整CNC工件轴3与工具轴4的相对间距，使第二桶形夹具22与已加工的第一个旋转对称非球面11轻轻接触，然后在第二桶形夹具22与产品接触处的一圈涂胶并固化，使第二桶形夹具22固定在已加工的第一个旋转对称非球面11上；
步骤50、如图5所示，松开CNC工件轴3及工具轴4上的夹持装置，并将固定有第一桶形夹具21和第二桶形夹具22的产品1从机台上取出，如图6所示，；
步骤60、如图7所示，拆除第一桶形夹具21，注意确保第二桶形夹具22不能拆开；
步骤70、如图8所示，将第二桶形夹具22连同产品1固定在CNC设备的主轴(即CNC工件轴3)上，铣磨抛光，以加工第二个旋转对称非球面12，并在机台上磨边；
步骤80、如图9所示，将第二桶形夹具22拆开后即完成，此时产品具有两个旋转对称非球面11和12，形成非球面透镜1。
另，如图10所示，第一桶形夹具21和第二桶形夹具22的结构完全一样，包括一夹持部23和一桶形的胶合部24，所述夹持部23用于与CNC工件轴3及工具轴4的装夹，所述胶合部24用于在加工过程中固定产品1，其桶形结构既有利于固定平面、也利于固定旋转对称非球面，因此适用于产品的整个加工过程。
本发明具有如下优点：
1.本发明通过两个桶形夹具与CNC工件轴、工具轴的配合，来进行调整，可以很好的保证产品的中心偏；
2.整个操作过程非常简单，且容易实现。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
Claims (2)
1.一种保证非球面透镜中心偏的加工方法，该非球面透镜包括两个旋转对称非球面，其特征在于：用第一桶形夹具装夹好产品毛坯后加工第一个旋转对称非球面，然后用第二桶形夹具装在工具轴上，并调整工件轴与工具轴同轴，再将第二桶形夹具固定在已加工好的第一个旋转对称非球面上，此时，第一桶形夹具与第二桶形夹具同轴，然后拆除第一桶形夹具，保持第二桶形夹具的装夹，加工第二个旋转对称非球面即可。
2.如权利要求1所述的一种保证非球面透镜中心偏的加工方法，其特征在于：所述加工方法包括具体如下步骤：
步骤10、将非球面产品毛坯用胶粘结到可固定在CNC工件轴的第一桶形夹具上；
步骤20、将第一桶形夹具及产品固定在CNC工件轴上，并通过铣磨和抛光加工第一个旋转对称非球面；
步骤30、保持已加工好第一个非球面的产品及第一桶形夹具固定在CNC工件轴上，将另外一个空的第二桶形夹具装在工具轴上，然后调整CNC设备，保证CNC工件轴与工具轴同轴；
步骤40、保证CNC工件轴与工具轴同轴的前提下，调整CNC工件轴与工具轴的相对间距，使第二桶形夹具与已加工的第一个旋转对称非球面轻轻接触，然后在第二桶形夹具与产品接触处的一圈涂胶并固化，使第二桶形夹具固定在已加工的第一个旋转对称非球面上；
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