CN108406450A - 一种超厚led光学透镜加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超厚LED光学透镜加工工艺，包括下述步骤：(1)选料及切割：按照透镜的工作性能选择合适原料，将原料切割整平形成基础块料；(2)毛坯加工：将基础块料整平划分，并统一修改厚度，通过磨削机床磨削出大致外形；(3)粗磨加工：将所述步骤(2)加工材料通过铣磨机进行粗磨使得其表面粗糙度即球面半径符合细磨要求，然后进行清洗操作，使其达到基础抛光要求。有益效果在于：精简了加工工序，提升了加工精度，显著提高光学零件的尺寸精度和产品质量，降低了工人的劳动强度，使用成本低，实用性强。

Description

一种超厚LED光学透镜加工工艺
技术领域
本发明涉及光学材料加工技术领域，特别是涉及一种超厚LED光学透镜加工工艺。
背景技术
透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件，镜头是由几片透镜组成的，其在天文、军事、交通、医学、艺术等领域发挥着重要作用。
LED透镜即与LED紧密联系在一起能增强光的使用效率和发光效率，可以根据不同的效果来使用不同的透镜改变LED的光场分布的光学系统。其按照材料分类为：硅胶透镜、PMMA透镜、PC透镜、玻璃透镜。
其中玻璃透镜的应用较为广泛，其特征在于：拥有丰富的光学参数特性(可选择)，具有透光率高(3mm厚度时穿透率97％)、耐温高等特点；但也存在体积大质量重、形状单一、易碎、批量生产不易实现、生产效率低、成本高等。另外前此类生产设备的价格高昂，短期内很难普及。此外玻璃较PMMA、PC料易碎的缺点，还需要更多的研究与探索，可以实现的改良工艺来说，只能通过镀膜或钢化处理来提升玻璃的不易碎特性，虽然经过这些处理，玻璃透镜的透光率会有所降低，但依然会远远大于普通光学塑料透镜的透光效果。所以玻璃透镜的前景将更为广阔，目前针对于光学透镜的加工方式存在，加工精度低，加工效率慢，产品良品率低，加工成本高的问题，因此需要发明一种新型加工工艺来解决上述为问题。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决所述问题而提供一种超厚LED光学透镜加工工艺。
本发明通过以下技术方案来实现所述目的：
一种超厚LED光学透镜加工工艺，包括下述步骤：
(1)选料及切割：按照透镜的工作性能选择合适原料，将原料切割整平形成基础块料。
(2)毛坯加工：将基础块料整平划分，并统一修改厚度，通过磨削机床磨削出大致外形；
(3)粗磨加工：将所述步骤(2)加工材料通过铣磨机进行粗磨使得其表面粗糙度即球面半径符合细磨要求，然后进行清洗操作，使其达到基础抛光要求；
(4)抛光加工：将所述步骤(4)加工的透镜材料放入加工夹具内进行固定，通过低速磨抛机进行预抛光操作，达到精抛要求后通过通过抛光机进行抛光处理，预抛光加工期间需要控制面型及中心厚度，精抛光期间需要进行修改光圈、局部光圈和检测的工作，以最终满足中心厚度、表面面型及粗糙度的要求；
(5)定心磨边：将所述步骤(5)加工的透镜材料通过光学定心磨边机进行定心磨边操作，使其侧圆柱面径向尺寸达到装配要求；
(6)镀膜保护：将所述步骤(6)加工的透镜材料放置于光学镀膜机内的镀膜腔内进行镀膜操作，镀膜期间需控制镀膜厚度；
(7)成品：将完成镀膜的玻璃透镜进行包装，将包装好的玻璃透镜送去检验室进行检验，检验合格后即为成品。
优选的，所述步骤(1)中加工玻璃材料为光学石英玻璃，其硬度不低于莫氏七级，厚度为3mm时透光率不低于95％。
优选的，所述步骤(2)中磨削机床转速范围为200RPM-500RPM。
优选的，所述步骤(3)中粗磨表面粗糙度要求达不低于3.2。
优选的，所述步骤(4)中低速磨抛机转速不高于400RPM。
优选的，所述步骤(4)中抛光粉使用材料为氧化铁，精抛余量为0.20-0.25mm，抛光间温度范围为22℃±2℃，湿度范围为55％-65％。
优选的，所述步骤(5)中光学定心磨边砂轮线速度范围为15/m-35/m，工件线速度0.3m/s-2m/s、进刀量以0.0lmm-0.08mm为宜。
优选的，所述步骤(6)中透镜表面镀膜厚度范围为30nm-50nm，光学镀膜机的镀膜腔内加工温度为270-300℃。
优选的，所述步骤(7)中检验室温度范围为22℃±2℃。
本发明的有益效果在于：精简了加工工序，提升了加工精度，显著提高光学零件的尺寸精度和产品质量，降低了工人的劳动强度，使用成本低，实用性强。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
一种超厚LED光学透镜加工工艺，包括下述步骤：
(1)选料及切割：按照透镜的工作性能选择合适原料，将原料切割整平形成基础块料；
(2)毛坯加工：将基础块料整平划分，并统一修改厚度，通过磨削机床磨削出大致外形；
(3)粗磨加工：将所述步骤(2)加工材料通过铣磨机进行粗磨使得其表面粗糙度即球面半径符合细磨要求，然后进行清洗操作，使其达到基础抛光要求；
(4)抛光加工：将所述步骤(4)加工的透镜材料放入加工夹具内进行固定，通过低速磨抛机进行预抛光操作，达到精抛要求后通过通过抛光机进行抛光处理，预抛光加工期间需要控制面型及中心厚度，精抛光期间需要进行修改光圈、局部光圈和检测的工作，以最终满足中心厚度、表面面型及粗糙度的要求；
(5)定心磨边：将所述步骤(5)加工的透镜材料通过光学定心磨边机进行定心磨边操作，使其侧圆柱面径向尺寸达到装配要求；
(6)镀膜保护：将所述步骤(6)加工的透镜材料放置于光学镀膜机内的镀膜腔内进行镀膜操作，镀膜期间需控制镀膜厚度；
(7)成品：将完成镀膜的玻璃透镜进行包装，将包装好的玻璃透镜送去检验室进行检验，检验合格后即为成品。
优选的，所述步骤(1)中加工玻璃材料为光学石英玻璃，其硬度不低于莫氏七级，厚度为3mm时透光率不低于95％。
优选的，所述步骤(2)中磨削机床转速范围为200RPM-500RPM。
优选的，所述步骤(3)中粗磨表面粗糙度要求达不低于3.2。
优选的，所述步骤(4)中低速磨抛机转速不高于400RPM。
优选的，所述步骤(4)中抛光粉使用材料为氧化铁，精抛余量为0.20-0.25mm，抛光间温度范围为22℃±2℃，湿度范围为55％-65％。
优选的，所述步骤(5)中光学定心磨边砂轮线速度范围为15/m-35/m，工件线速度0.3m/s-2m/s、进刀量以0.0lmm-0.08mm为宜。
优选的，所述步骤(6)中透镜表面镀膜厚度范围为30nm-50nm，光学镀膜机的镀膜腔内加工温度为270-300℃。
优选的，所述步骤(7)中检验室温度范围为22℃±2℃。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受所述实施例的限制，所述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (9)

1.一种超厚LED光学透镜加工工艺，其特征在于：包括下述步骤：
(1)选料及切割：按照透镜的工作性能选择合适原料，将原料切割整平形成基础块料；
(2)毛坯加工：将基础块料整平划分，并统一修改厚度，通过磨削机床磨削出大致外形；
(3)粗磨加工：将所述步骤(2)加工材料通过铣磨机进行粗磨使得其表面粗糙度即球面半径符合细磨要求，然后进行清洗操作，使其达到基础抛光要求；
(4)抛光加工：将所述步骤(4)加工的透镜材料放入加工夹具内进行固定，通过低速磨抛机进行预抛光操作，达到精抛要求后通过通过抛光机进行抛光处理，预抛光加工期间需要控制面型及中心厚度，精抛光期间需要进行修改光圈、局部光圈和检测的工作，以最终满足中心厚度、表面面型及粗糙度的要求；
(5)定心磨边：将所述步骤(5)加工的透镜材料通过光学定心磨边机进行定心磨边操作，使其侧圆柱面径向尺寸达到装配要求；
(6)镀膜保护：将所述步骤(6)加工的透镜材料放置于光学镀膜机内的镀膜腔内进行镀膜操作，镀膜期间需控制镀膜厚度；
(7)成品：将完成镀膜的玻璃透镜进行包装，将包装好的玻璃透镜送去检验室进行检验，检验合格后即为成品。
2.根据权利要求1所述的一种超厚LED光学透镜加工工艺，其特征在于：所述步骤(1)中加工玻璃材料为光学石英玻璃，其硬度不低于莫氏七级，厚度为3mm时透光率不低于95％。
3.根据权利要求1所述的一种超厚LED光学透镜加工工艺，其特征在于：所述步骤(2)中磨削机床转速范围为200RPM-500RPM。
4.根据权利要求1所述的一种超厚LED光学透镜加工工艺，其特征在于：所述步骤(3)中粗磨表面粗糙度要求达不低于3.2。
5.根据权利要求1所述的一种超厚LED光学透镜加工工艺，其特征在于：所述步骤(4)中低速磨抛机转速不高于400RPM。
6.根据权利要求1所述的一种超厚LED光学透镜加工工艺，其特征在于：所述步骤(4)中抛光粉使用材料为氧化铁，精抛余量为0.20-0.25mm，抛光间温度范围为22℃±2℃，湿度范围为55％-65％。
7.根据权利要求1所述的一种超厚LED光学透镜加工工艺，其特征在于：所述步骤(5)中光学定心磨边砂轮线速度范围为15/m-35/m，工件线速度0.3m/s-2m/s、进刀量以0.0lmm-0.08mm为宜。
8.根据权利要求1所述的一种超厚LED光学透镜加工工艺，其特征在于：所述步骤(6)中透镜表面镀膜厚度范围为30nm-50nm，光学镀膜机的镀膜腔内加工温度为270-300℃。
9.根据权利要求1所述的一种超厚LED光学透镜加工工艺，其特征在于：所述步骤(7)中检验室温度范围为22℃±2℃。
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