CN104493663B - 偏光棱镜的高精密加工方法 - Google Patents

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Abstract

一种偏光棱镜的高精密加工方法，所述的偏光棱镜是在一正方扁平柱体上加工出两个60度面和一个45度面而构成，该方法是采用超声波机床进行加工，本发明加工偏光棱镜的光学玻璃的面型精度达到0.005mm之内，与手工研磨相比，极大降低了生产时间，提高了生产效率。

Description

偏光棱镜的高精密加工方法
技术领域
本发明涉及偏光棱镜，特别是一种偏光棱镜的高精密加工方法。
背景技术
棱镜是一种由两两相交但彼此均不平行的平面围成的透明物体,用以分光或使光束发生色散。工作原理是光从一个介质进入另一个介质时(例如，从空气到玻璃的棱镜)，速度会改变。结果是，光的路径被弯曲，并且部分光被反射。光柱在接口所做的角度改变和反射的比率由两个介质相互的折射率来决定。多数介质的折射率与光的波长或光的颜色有关，当由棱镜表面折射时，由于色散作用导致不同程度的颜色分离。
棱镜分为三种：色散棱镜、反射棱镜、偏光棱镜。本文介绍的是偏光棱镜(以下简称为PBS)中的一种。
发明内容
本发明的目的在于提供一种偏光棱镜的高精密加工方法，该方法加工偏光棱镜的光学玻璃的面型精度达到0.005mm之内，与手工研磨相比，极大降低了生产时间，提高了生产效率。
本发明的技术解决方案如下：
一种偏光棱镜的高精密加工方法，所述的偏光棱镜是在一正方扁平柱体上加工出两个60度面和一个45度面而构成，特点在于该方法是采用超声波机床进行加工，包括下列步骤：
1)将k9玻璃切割成长60mm，宽60mm，厚度30mm的长方体毛胚玻璃；
2)将所述的毛胚玻璃粘接在长、宽各200mm，厚度20mm的平板铝块夹具上，然后固定在超声波机床的工作台上；
3)启动所述的超声波机床，采用直径50mm金刚石砂轮D91，开启超声波，将所述的毛胚玻璃加工成厚度为25mm，长宽均为51.8mm的玻璃块；
4)将所述的玻璃块与平板铝块夹具脱接，获得基板玻璃；
5)将所述的基板玻璃放在长62mm、宽62mm、厚度30mm的两侧有5mm宽的侧壁的铝卡具的卡槽中，卡槽侧壁与玻璃的缝隙之间用高温加热后融成液状的沥青灌注，使之彻底粘合，然后使用虎钳固定住所述的铝卡具的外侧壁，再用压板让虎钳与超声波机床的工作台固定；
6)磨削所述的玻璃块的两个60度面的表面，切削深度0.1mm，采用的刀具：直径50mm金刚石砂轮D46，超声波关闭，机床工作台通过G指令程序绕着A轴翻转60度，刀具以铣削平面的形式每刀0.005mm磨削玻璃的60度斜面，具体加工工艺见下表：
转速S(rpm) 进速F(mm/min) 步距ΔZ(mm)
3800 100 0.005
7)磨削45度面的表面，切削深度0.1mm，采用刀具：直径50mm金刚石砂轮D46，超声波关闭，机床工作台通过G指令程序绕着A轴翻转45度，刀具以铣削平面的形式每刀0.005mm磨削玻璃的45度斜面，具体加工工艺见下表：
转速S(rpm) 进速F(mm/min) 步距ΔZ(mm)
3800 100 0.005
8)加工完成，将铝卡具铝块和玻璃脱接，获得偏光棱镜。
所述的毛胚玻璃与平板铝块夹具的粘接方法是：将平板铝块放置在加热炉上，打开加热炉，加温至60℃，停止加热，均匀涂抹黄蜡至平板铝块上，使其至液体状，轻轻粘上毛胚玻璃，然后放置阴凉处，待冷却至常温待用。
所述的玻璃块与铝卡具脱接方法是：将其放置在加热炉上，打开加热炉，加温至60摄氏度，停止加热，轻轻移动玻璃使其缓慢与铝块脱离，用酒精擦去附在玻璃上的黄蜡。
所述的将铝卡具和玻璃脱接的方法是将加工完成的铝卡具和玻璃组合体放在浸满汽油的容器中，待6小时后，两者稍有松动时，缓慢推挤，直至两者分离，获得偏光棱镜。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：用CNC机床加工光学面,偏光棱镜的面型精度达到0.005mm之内，极大降低了生产时间，提高了生产效率。
附图说明
图1是棱镜工装夹具示意图，图1(A)为主视图，图1(B)为左视图，图1(C)为立体图。
图2是加工刀具示意图,图2(A)为主视图,图2(B)为刨视图。
图3是所加工的偏光棱镜示意图,图3(A)为主视图,图3(B)为左视图，图3(C)为俯视图，图3(D)为刨视图。
图4是所加工的偏光棱镜立体图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
本发明偏光棱镜的高精密加工方法，所述的偏光棱镜是在一正方扁平柱体上加工出两个60度面和一个45度面而构成，如图4所示，该方法是采用超声波机床进行加工，本实施例是采用最新一代ULTRASONICHSK超声发生系统通过HSK A63接口将先进材料(例如玻璃陶瓷薄壁轻质结构﹑脆性材料、硬质合金制成的雕印工具)的ULTRASONIC硬加工与传统的5轴铣削融合。
当超声波功能启用时，主轴头上的超声波发生器发出特有的频率，通过电磁感应线圈传输到超声波刀柄上，触发刀柄内的压电陶瓷，由此便可在刀具旋转的同时轴向叠加ULTRASONIC超声波振动，此功能可减少加工力来达到出色的表面光洁度Ra＜0.2μm，最小化材料微裂纹，延长刀具寿命；与传统铣磨相比，切削率高达数倍，通过金刚石颗粒的微碎片达到自锐效果；在加工区优化颗粒的冲洗。
刀具使用的是金刚石砂轮，较普通刀具具有很高的硬度，良好的韧性，超高的热稳定性。
该方法包括下列步骤：
1)将k9玻璃切割成长60mm，宽60mm，厚度30mm的长方体毛胚玻璃；
2)将所述的毛胚玻璃粘接在长、宽各200mm，厚度20mm的平板铝块夹具上，然后固定在超声波机床的工作台上；所述的毛胚玻璃与平板铝块夹具的粘接方法是：将平板铝块放置在加热炉上，打开加热炉，加温至60℃，停止加热，均匀涂抹黄蜡至平板铝块上，使其至液体状，轻轻粘上毛胚玻璃，然后放置阴凉处，待冷却至常温待用；
3)启动所述的超声波机床，采用直径50mm金刚石砂轮D91，开启超声波，将所述的毛胚玻璃加工成厚度为25mm，长宽均为51.8mm的玻璃块；
4)将所述的玻璃块与平板铝块夹具脱接，获得基板玻璃，所述的玻璃块与平板铝块夹具脱接方法是：将其放置在加热炉上，打开加热炉，加温至60摄氏度，停止加热，轻轻移动玻璃使其缓慢与铝块脱离，用酒精擦去附在玻璃上的黄蜡；
5)将所述的基板玻璃放在长62mm、宽62mm、厚度30mm的两侧有5mm宽的侧壁的铝卡具(如图1所示)的卡槽中，卡槽侧壁与玻璃的缝隙之间用高温加热后融成液状的沥青灌注，使之彻底粘合，然后使用虎钳固定住所述的铝卡具的外侧壁，再用压板让虎钳与超声波机床的工作台固定；
6)磨削所述的玻璃块的两个60度面的表面，切削深度0.1mm，采用的刀具：直径50mm金刚石砂轮D46，超声波关闭，机床工作台通过G指令程序绕着A轴翻转60度，刀具以铣削平面的形式每刀0.005mm磨削玻璃的60度斜面，具体加工工艺见下表：
转速S(rpm) 进速F(mm/min) 步距ΔZ(mm)
3800 100 0.005
7)磨削45度面的表面，切削深度0.1mm，采用刀具：直径50mm金刚石砂轮D46，超声波关闭，机床工作台通过G指令程序绕着A轴翻转45度，刀具以铣削平面的形式每刀0.005mm磨削玻璃的45度斜面，具体加工工艺见下表：
转速S(rpm) 进速F(mm/min) 步距ΔZ(mm)
3800 100 0.005
8)加工完成，将夹具铝块和玻璃脱接，获得偏光棱镜。
实验表明，本发明方法加工偏光棱镜的光学玻璃的面型精度达到0.005mm之内，与手工研磨相比，极大降低了生产时间，提高了生产效率。

Claims (4)

1.一种偏光棱镜的高精密加工方法，所述的偏光棱镜是在一正方扁平柱体上加工出两个60度面和一个45度面而构成，特征在于该方法是采用超声波机床进行加工，包括下列步骤：
1)将k9玻璃切割成长60mm，宽60mm，厚度30mm的长方体毛胚玻璃；
2)将所述的毛胚玻璃粘接在长、宽各200mm，厚度20mm的平板铝块夹具上，然后固定在超声波机床的工作台上；
3)启动所述的超声波机床，采用直径50mm金刚石砂轮D91，开启超声波，将所述的毛胚玻璃加工成厚度为25mm，长宽均为51.8mm的玻璃块；
4)将所述的玻璃块与平板铝块夹具脱接，获得基板玻璃；
5)将所述的基板玻璃放在长62mm、宽62mm、厚度30mm的两侧有5mm宽的侧壁的铝卡具的卡槽中，卡槽侧壁与基板玻璃的缝隙之间用高温加热后融成液状的沥青灌注，使之彻底粘合，然后使用虎钳固定住所述的铝卡具的外侧壁，再用压板让虎钳与超声波机床的工作台固定；
6)磨削所述的基板玻璃的两个60度面的表面，切削深度0.1mm，采用的刀具：直径50mm金刚石砂轮D46，超声波关闭，机床工作台通过G指令程序绕着A轴翻转60度，刀具以铣削平面的形式每刀0.005mm磨削基板玻璃的60度斜面，转速为3800rpm，进速为100mm/min，步距为0.005mm；
7)磨削45度面的表面，切削深度0.1mm，采用刀具：直径50mm金刚石砂轮D46，超声波关闭，机床工作台通过G指令程序绕着A轴翻转45度，刀具以铣削平面的形式每刀0.005mm磨削基板玻璃的45度斜面，转速为3800rpm，进速为100mm/min，步距为0.005mm；
8)加工完成，将铝卡具和基板玻璃脱接，获得偏光棱镜。
2.根据权利要求1所述的偏光棱镜的高精密加工方法，其特征在于所述的毛胚玻璃与平板铝块夹具的粘接方法是：将平板铝块放置在加热炉上，打开加热炉，加温至60℃，停止加热，均匀涂抹黄蜡至平板铝块上，使其至液体状，轻轻粘上毛胚玻璃，然后放置阴凉处，待冷却至常温待用。
3.根据权利要求1所述的偏光棱镜的高精密加工方法，其特征在于所述的玻璃块与平板铝块夹具脱接方法是：将其放置在加热炉上，打开加热炉，加温至60摄氏度，停止加热，轻轻移动玻璃块使其缓慢与平板铝块脱离，用酒精擦去附在玻璃块上的黄蜡。
4.根据权利要求1所述的偏光棱镜的高精密加工方法，其特征在于所述的将铝卡具和玻璃脱接的方法是将加工完成的铝卡具和玻璃组合体放在浸满汽油的容器中，待6小时后，两者稍有松动时，缓慢推挤，直至两者分离，获得偏光棱镜。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105619184A (zh) * 2015-12-29 2016-06-01 上海现代先进超精密制造中心有限公司 X向反射镜的高精密加工方法
CN106271967B (zh) * 2016-08-16 2019-10-11 信阳舜宇光学有限公司 光学棱镜的加工方法
CN106392821B (zh) * 2016-11-04 2018-06-19 中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所 一种自由曲面棱镜加工方法
CN107188401B (zh) * 2017-05-17 2019-12-20 莱特巴斯光学仪器（镇江）有限公司 一种非直角异形透镜的加工工装及加工方法
CN107971870B (zh) * 2017-10-17 2019-08-20 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 一种高精度施密特棱镜的加工方法
CN108406505B (zh) * 2018-03-30 2023-06-13 马鞍山市江南光学有限公司 一种斜方棱镜的加工方法及其热胶上盘装置
CN109648428B (zh) * 2018-11-07 2020-04-24 天津津航技术物理研究所 一种高精度CVD ZnSe梯形棱镜加工方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1690734A (zh) * 2004-04-27 2005-11-02 富士能佐野株式会社 正交棱镜的制造方法
CN102662204A (zh) * 2012-04-27 2012-09-12 中国航天空气动力技术研究院 一种棱镜粗加工的方法
CN102909630A (zh) * 2012-09-29 2013-02-06 长春理工大学 非球面光学元件夹具及非球面光学元件加工方法
CN103056731A (zh) * 2012-12-21 2013-04-24 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 大口径离轴非球面反射镜的五轴精密超声铣磨加工方法
CN103659211A (zh) * 2013-12-20 2014-03-26 上海现代先进超精密制造中心有限公司 一种加工碳化硅刀片的方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63232933A (ja) * 1987-03-19 1988-09-28 Canon Inc 研磨方法及び研磨装置
JP3169249B2 (ja) * 1991-12-27 2001-05-21 オリンパス光学工業株式会社 レンズの心取り装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1690734A (zh) * 2004-04-27 2005-11-02 富士能佐野株式会社 正交棱镜的制造方法
CN102662204A (zh) * 2012-04-27 2012-09-12 中国航天空气动力技术研究院 一种棱镜粗加工的方法
CN102909630A (zh) * 2012-09-29 2013-02-06 长春理工大学 非球面光学元件夹具及非球面光学元件加工方法
CN103056731A (zh) * 2012-12-21 2013-04-24 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 大口径离轴非球面反射镜的五轴精密超声铣磨加工方法
CN103659211A (zh) * 2013-12-20 2014-03-26 上海现代先进超精密制造中心有限公司 一种加工碳化硅刀片的方法

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