CN105252378B - 一种大矢高深凹球面透镜的抛光方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大矢高深凹球面透镜的抛光方法，抛光大矢高深凹球表面时，使用弹性橡胶皮碗支撑透镜，抛光球面表面时，在已完成抛光的大矢高深凹球表面制作保护层和填充层，通过填充层支撑透镜。本发明简单、合理、操作方便，通过增加填充层，有效解决了大矢高深凹球面透镜抛光过程中的支撑问题，无需单独定制专门的支撑皮碗即可实现均匀受力支撑，可以大大降低制造成本；且加工过程中只需要一个支撑工装即可满足两个面的加工，简化了加工流程，提高了加工效率，是一种快捷低成本的大矢高深凹球面透镜的抛光方法。

Description

一种大矢高深凹球面透镜的抛光方法
技术领域
本发明属于光学加工领域，涉及一种大矢高深凹球面透镜的抛光方法。
背景技术
随着光学加工技术的发展，球面透镜数控抛光技术得到了广泛的应用。在球面透镜数控抛光过程中，球面透镜的支撑一般有两种方式，一种是采用气体顶压弹性橡胶皮碗浮动支撑的方式，另一种则是采用橡胶圈辅以液体浮动支撑的方式。对于支撑面为平面、凸面或小矢高深凹球面的球面抛光时，采用平面皮碗或者相应的液体浮动工装能够满足要求，并能使其均匀受力。但是支撑面为大矢高深凹球表面时，由于橡胶皮碗和弹性橡胶密封圈弹性形变的限制，将不足以提供均匀的支撑力，从而影响抛光的效果。当前普遍采用的一种解决方式是采用凸面皮碗的方式，但是这需要针对不同的曲率半径和工件口径，选定特定规格的支撑橡胶皮碗，由于曲率半径和工件口径的组合众多，必将需要大量不同规格的橡胶皮碗。而橡胶皮碗的制造一般采用模具模压的方式，一种规格就需要制造一种模具，在实际生产中，模具的制造成本很高，如果采用凸面皮碗的方式，将会大大增加生产成本和周期。
另一方面，现有的采用单一大口径抛光大矢高深凹球表面还面临着面形控制问题。当前球面数控抛光采用大盘抛光，抛光盘的口径一般为零件直径的2倍左右，在抛光过程中由于球面边缘的线速度高，使得其材料去除量大于中心区域，很容易造成踏边，对于大矢高球面的抛光更是如此，影响了加工质量和效率。
因此，当前对于大矢高深凹球面透镜的数控抛光还缺乏一种快 捷、低成本，能够在短时间内获得高质量面形精度的数控抛光方法。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是：提供一种用于大矢高深凹球面透镜的抛光方法，采用填充深凹球面支撑面的方式，使其使用平面皮碗时能够均匀受力，同时采用大、小两种抛光盘结合的方式，解决踏边问题，提升产品质量，用于实现大矢高深凹球表面的快捷低成本高质量的制造。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种大矢高深凹球面透镜的抛光方法，其包括以下步骤：
步骤a：开启机床，将精磨后的待抛光光学透镜3放入机床支撑工装6内部，待抛光的大矢高深凹球表面2向上，安装与大矢高深凹球表面2对应半径的抛光盘1，启动抛光工序；
步骤b：抛光完成后检测面形精度和表面光洁度，如果合格，则进行下一步操作，如果不合格，重复步骤a；
步骤c：大矢高深凹球表面2抛光合格后，下盘清洗透镜3，应用保护层8保护大矢高深凹球表面2抛光表面；
步骤d：在保护层8表面制作填充层9；
步骤e：重复步骤a、b，抛光另一球面表面4，此时透镜3的支撑面为填充层9表面；
步骤f：球面表面4抛光合格后，去除填充层9和保护层8，清洗透镜3，转下一道工序。
其中，所述步骤a中，支撑工装6内部设置弹性橡胶皮碗5，采用气压顶压弹性橡胶皮碗5实现弹性橡胶皮碗5支撑透镜3。
其中，所述步骤a中，抛光盘1有两种尺寸，一种为大抛光盘，另一种为小抛光盘，首先采用大抛光盘抛光，抛光达到光学表面要求后，检测面形精度，查看是否出现踏边现象，如果踏边过大，并延伸 到球面所要求的通光孔径内，则换成小盘进行抛光修正，如此反复，直到达到加工要求。
其中，所述大抛光盘的口径为被抛光表面口径的1.7-2.3倍；小抛光盘的口径为被抛光表面口径的1-1.2倍。
其中，所述步骤d中，填充层9的表面应低于大矢高深凹球表面2的边缘或者与其边缘齐平，当与边缘齐平时，填充层9为平面，当低于其边缘时，填充层9表面为凹球面。
其中，所述保护层8的材料为光学表面保护漆，填充层9的材料为石蜡。
(三)有益效果
上述技术方案简单、合理、操作方便，通过增加填充层，有效解决了大矢高深凹球面透镜抛光过程中的支撑问题，无需单独定制专门的支撑皮碗即可实现均匀受力支撑，可以大大降低制造成本；且加工过程中只需要一个支撑工装即可满足两个面的加工，简化了加工流程，提高了加工效率，是一种快捷低成本的大矢高深凹球面透镜的抛光方法。
附图说明
附图1为本发明大矢高深凹球面透镜抛光的流程图。
附图2为本发明大矢高深凹球面透镜抛光过程示意图。
附图3为本发明大矢高深凹球面的保护填充示意图。
图中，1-抛光盘；2-大矢高深凹球表面；3-透镜；4-球面表面；5-弹性橡胶皮碗；6-支撑工装；7-工件轴；8-保护层；9-填充层。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
参照图1至图3所示，本实施例提供的用于大矢高深凹球面透镜的抛光方法，采用填充深凹球面支撑面的方式，同时采用大、小两种 抛光盘结合的方式，具体包括以下步骤：
步骤a：开启机床，将精磨后的待抛光光学透镜3放入机床支撑工装6内部，待抛光的大矢高深凹球表面2向上，安装与大矢高深凹球表面2对应半径的抛光盘1，启动抛光工序；
其中，支撑工装6内部设置弹性橡胶皮碗5，采用气压顶压弹性橡胶皮碗5实现弹性橡胶皮碗5支撑透镜3，通过调整气压压力可以控制抛光过程中透镜3的受力情况；
抛光盘1有两种尺寸，一种为大抛光盘，另一种为小抛光盘，首先采用大抛光盘抛光，抛光达到光学表面要求后，检测面形精度，查看是否出现踏边现象，如果踏边过大，并延伸到球面所要求的通光孔径内，则换成小盘进行抛光修正，如此反复，直到达到加工要求。
步骤b：抛光完成后检测面形精度和表面光洁度，如果合格，则进行下一步操作，如果不合格，重复步骤a；
步骤c：大矢高深凹球表面2抛光合格后，下盘清洗透镜3，应用保护层8保护大矢高深凹球表面2抛光表面；
步骤d：在保护层8表面制作填充层9；
其中，填充层9的表面应低于大矢高深凹球表面2的边缘或者与其边缘齐平，当与边缘齐平时，填充层9为平面，当低于其边缘时，填充层9表面以凹球面为最佳；
步骤e：重复步骤a、b，抛光另一球面表面4。
其中，透镜3的支撑面为填充层9表面；
步骤f：球面表面4抛光合格后，去除填充层9和保护层8，清洗透镜3，转下一道工序。
步骤a中，启动抛光工序时，机床的工件轴7沿Z向直线运动至设定位置，同时抛光盘1绕B轴转动至设定位置，气压顶压开启，顶压弹性橡胶皮碗5支撑球面表面4使透镜3的大矢高深凹球表面2与抛光盘1接触并预紧，达到设置的预紧力后，开始抛光。抛光过程中， 抛光盘1沿一定的转速ωp自转的同时，沿B轴摆动，工件轴7自转的同时，分别进行Z轴方向和X轴方向的往复运动，X、Z、B三轴联动保证大矢高深凹球表面2的球心位于Z轴和抛光盘中心轴的交点位置。
抛光过程中，可以通过调整气压压力控制抛光过程中的抛光压力。
一般的，大抛光盘的口径为被抛光表面口径的2倍左右，如1.7-2.3倍；小抛光盘的口径为被抛光表面口径的1-1.2倍左右。
采用大口径与小口径抛光盘抛光过程中，抛光运动方式类似。
步骤c中，大矢高深凹球表面2抛光合格后，结束抛光程序，将透镜3从支撑工装6中取下，先用清水冲洗，而后应用酒精擦拭大矢高深凹球表面2抛光表面，并应用保护层8保护该抛光表面。
一般的，保护层8的材料为专用光学表面保护漆。
步骤d中，在保护层8表面制作填充层9。填充层9的材料一般为石蜡等材料，必要时可以做专用的填充块并用石蜡粘接到保护层8表面。
步骤f中，球面表面4的抛光过程的运动方式与步骤1相同，同样根据其踏边情况选择大小不同口径的抛光盘进行抛光修正。
步骤g中，球面表面4抛光合格后，将透镜3从支撑工装6中取下，先用清水冲洗，去除填充层9，再用汽油浸泡去除保护层8，然后应用酒清擦拭透镜3的两侧抛光表面，擦拭干净后，包装转入下道工序。
本方明通过大、小两种不同口径抛光盘相接合的方式有效解决了数控抛光过程中仅靠一个大盘抛光踏边过大的问题，提升了抛光的质量和效率；同时通过增加填充层的方法简单有效的克服了大矢高深凹球面透镜抛光过程中不易支撑的难题，降低了成本，简化了操作流程，提高了效率，尤其适合于中小口径球面透镜的数控抛光。
本发明不局限于上述实例中所描述的填充方法和填充材料，其中保护层材料、填充层材料、填充方法和支撑方式的改变，均在本发明的保护范围之内。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种大矢高深凹球面透镜的抛光方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a：开启机床，将精磨后的待抛光光学透镜(3)放入机床支撑工装(6)内部，待抛光的大矢高深凹球表面(2)向上，安装与大矢高深凹球表面(2)对应半径的抛光盘(1)，启动抛光工序；
步骤b：抛光完成后检测面形精度和表面光洁度，如果合格，则进行下一步操作，如果不合格，重复步骤a；
步骤c：大矢高深凹球表面(2)抛光合格后，下盘清洗透镜(3)，应用保护层(8)保护大矢高深凹球表面(2)抛光表面；
步骤d：在保护层(8)表面制作填充层(9)；
步骤e：重复步骤a、b，抛光另一球面表面(4)，此时透镜(3)的支撑面为填充层(9)表面；
步骤f：球面表面(4)抛光合格后，去除填充层(9)和保护层(8)，清洗透镜(3)，转下一道工序。
2.如权利要求1所述的大矢高深凹球面透镜的抛光方法，其特征在于，所述步骤a中，支撑工装(6)内部设置弹性橡胶皮碗(5)，采用气压顶压弹性橡胶皮碗(5)实现弹性橡胶皮碗(5)支撑透镜(3)。
3.如权利要求1所述的大矢高深凹球面透镜的抛光方法，其特征在于，所述步骤a中，抛光盘(1)有两种尺寸，一种为大抛光盘，另一种为小抛光盘，首先采用大抛光盘抛光，抛光达到光学表面要求后，检测面形精度，查看是否出现踏边现象，如果踏边过大，并延伸到球面所要求的通光孔径内，则换成小盘进行抛光修正，如此反复，直到达到加工要求。
4.如权利要求3所述的大矢高深凹球面透镜的抛光方法，其特征在于，所述大抛光盘的口径为被抛光表面口径的1.7-2.3倍；小抛光盘的口径为被抛光表面口径的1-1.2倍。
5.如权利要求1所述的大矢高深凹球面透镜的抛光方法，其特征在于，所述步骤d中，填充层(9)的表面应低于大矢高深凹球表面(2)的边缘或者与其边缘齐平，当与边缘齐平时，填充层(9)为平面，当低于其边缘时，填充层(9)表面为凹球面。
6.如权利要求1-5中任一项所述的大矢高深凹球面透镜的抛光方法，其特征在于，所述保护层(8)的材料为光学表面保护漆，填充层(9)的材料为石蜡。
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