CN108490515A - 一种小型柱状透镜双端面加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型柱状透镜双端面加工方法：(1)封装：将多个截面直径相同的待加工的玻璃棒平整单排排列于两块平直夹板之间，采用粘结剂粘结；(2)预加工：按照预设高度横向切片；(3)第一端面加工：将单排玻璃棒封装块固定于第一研磨夹具的夹槽中，使得第一端面突出于研磨夹具表面,研磨方向与研磨夹具所在平面垂直，按照第一端面研磨量研磨；(4)第二端面加工：将半加工单排玻璃棒封装块固定与第二研磨夹具的夹槽中，使得第二端面突出于研磨夹具表面,研磨方向与研磨夹具所在平面垂直，按照第二端面研磨量研磨；(5)分离：去除粘结剂取出玻璃棒。本发明在实现双端面分别加工的同时，实现了批量的小型柱状透镜加工。

Description

一种小型柱状透镜双端面加工方法

技术领域

本发明属于柱状透镜加工领域，更具体地，涉及一种小型柱状透镜双端面加工方法。

背景技术

小型柱状透镜在微型光学系统中有着广泛应用，准直器、激光器、医疗成像、平板显示等领域均有着其身影。柱透镜一般通过加工两端面而形成对光的折射反射作用，因此需对两端面分别进行加工。小尺寸柱透镜的端面加工由于其尺寸的限制，存在较大的难度，尤其是当端面与轴向成一定夹角，而不是垂直与轴向的情况。

以自聚焦透镜为例，自聚焦透镜是指材料内部折射率沿径向方向连续降低的光学透镜，在准直器、耦合器、光开关、医学仪器等器件中使用广泛。常见尺寸为直径1.8～4mm，微透镜尺寸可低至0.3mm，长度也仅为数毫米，常规方法加工自聚焦透镜时，一个透镜样品固定在一个夹槽中，由于人工操作、加工环境的影响，一批加工样之间极易产生偏差，端面加工困难，效率较低。

而采用整体封装的方法，将透镜聚合为一捆，仅适用于加工平行端面，若两端面不平行，或存在异形，该法不能使用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种小型柱状透镜双端面加工方法，其目的在于通过对小型玻璃棒的整体封装改进配合加工工艺改变，并且采用特定的研磨装置，对于封装后的玻璃棒进行双端面整体加工，获得尺寸精准、双端面任意角度的小型柱状透镜，由此解决现有的技术不能批量加工或者不能双端面自由加工的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种小型柱状透镜双端面加工方法，包括以下步骤：

(1)封装：将多个截面直径相同的待加工的玻璃棒平整单排排列于两块平直夹板之间，并采用粘结剂粘结获得单排玻璃棒封装片；

(2)预加工：将步骤(1)中获得的单排玻璃棒封装片按照预设高度横向切片，获得具有预设高度的单排玻璃棒封装块；

(3)第一端面加工：将步骤(2)中获得的单排玻璃棒封装块固定于第一研磨夹具的夹槽中，使得第一端面突出于研磨夹具表面，研磨方向与研磨夹具所在平面垂直，按照第一端面研磨量研磨，获得半加工的单排玻璃棒封装块；

(4)第二端面加工：将步骤(3)中获得的半加工单排玻璃棒封装块固定与第二研磨夹具的夹槽中，使得第二端面突出于研磨夹具表面，研磨方向与研磨夹具所在平面垂直，按照第二端面研磨量研磨，获得加工后的单排玻璃棒封装块；

(5)分离：去除粘结剂，从步骤(4)中获得的加工后的单排玻璃棒封装块中取出所述玻璃棒，即制得成品柱状透镜。

优选地，所述小型柱状透镜双端面加工方法，其步骤(1)所述平直夹板至少一侧具有与平直夹板边缘平齐的平直卡条，所述多个待加工的玻璃棒紧贴卡条排列，使得所述多个待加工的玻璃棒皆垂直于所述夹板底边，所述卡条厚度小于或等于所述待加工的玻璃棒横截面直径。

优选地，所述小型柱状透镜双端面加工方法，其步骤(1)所述粘结剂为：石蜡、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸酯、和/或聚氨酯。

优选地，所述小型柱状透镜双端面加工方法，其步骤(2)所述预设高度大于所需透镜的长度，优选所述预设高度为所需透镜的长度的1.05至1.5倍。

优选地，所述小型柱状透镜双端面加工方法，其步骤(3)所述第一研磨夹具的夹槽一侧内壁与单排玻璃棒封装块的夹板表面紧贴固定且与研磨方向呈第一倾斜角，使得加工后的第一端面与横截面呈第一倾斜角。

优选地，所述小型柱状透镜双端面加工方法，其所述第一研磨夹具，具有多个中心对称的夹槽；所述夹槽为通槽或凹槽，其一侧内壁平整与单排玻璃棒封装块的夹板表面紧贴，另一侧内壁具有一个或多个与一侧内壁距离可调的锁紧旋钮。

优选地，所述小型柱状透镜双端面加工方法，其步骤(3)和/或步骤(4)所述研磨方向为竖直方向。

优选地，所述小型柱状透镜双端面加工方法，其步骤(4)所述第二研磨夹具的夹槽一侧内壁与半加工单排玻璃棒封装块的夹板表面紧贴固定且与研磨方向呈第二倾斜角，使得加工后的第二端面具有目标尺寸且与横截面成第二倾斜角。

优选地，所述小型柱状透镜双端面加工方法，其步骤(4)所述第二研磨夹具，具有多个中心对称的夹槽；所述夹槽为通槽或凹槽，其一侧内壁平整与单排玻璃棒封装块的夹板表面紧贴，另一侧内壁具有一个或多个与一侧内壁距离可调的锁紧旋钮。

优选地，所述小型柱状透镜双端面加工方法，其所述第二端面研磨量按照如下方法获取：分别测量步骤(3)中获得的半加工的单排玻璃棒封装块一处或多处的平直夹板两面的玻璃棒轴向长度，计算所述平直夹板两面的玻璃棒轴向长度与相应目标长度的差值并求得其算数平均值作为第二端面研磨量；所述相应目标长度为当玻璃棒加工为目标尺寸时，该处该侧平直夹板的玻璃棒轴向长度。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

本发明提供的小型柱状透镜双端面加工方法，采用单排玻璃棒排列，在实现双端面分别加工的同时，实现了批量的小型柱状透镜加工。小型柱状透镜的两个端面可根据需求，分别加工成任意角度，从而满足柱状透镜特别是自聚焦透镜在准直器、耦合器、光开光、医疗成像等领域的需求；同时批量加工能大幅提高加工的一致性，产品性能稳定性提高，残次率大幅降低，而且有效的减少了机械加工误差，精度更高。

附图说明

图1是本发明提供的单排玻璃封装片结构示意图；

图2是本发明提供的步骤(2)预加工横向切片示意图；

图3是本发明提供的研磨夹具结构示意图；

图4是通槽型夹具夹槽结构示意图；

图5是本发明实施例步骤(3)夹槽装配结构示意图；

图6是本发明实施例步骤(4)时研磨量计算示意图；

图7是本发明实施例步骤(4)夹槽装配结构示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1为夹板，2为卡条，3为玻璃棒，4为研磨夹具，5为夹槽，6为锁紧旋钮，7为封装块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供的小型柱状透镜双端面加工方法，包括以下步骤：

(1)封装：将多个截面直径相同的待加工的玻璃棒平整单排排列于两块平直夹板之间，并采用粘结剂粘结获得单排玻璃棒封装片；所述平直夹板至少一侧具有与平直夹板边缘平齐的平直卡条，所述多个待加工的玻璃棒紧贴卡条排列，使得所述多个待加工的玻璃棒皆垂直于所述夹板底边，在夹板上方及玻璃棒侧面施加压力，以保证玻璃棒与夹板、玻璃棒之间紧贴，所述卡条厚度小于或等于所述待加工的玻璃棒横截面直径，如图1所示；

所述粘结剂为：石蜡、聚甲基丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂、酚醛树脂、和/或聚酰亚胺。一般透镜加工完成后，需要端面镀膜，直接使用加工完后的封装条镀膜，镀膜效率更高。根据镀膜温度选择不同耐温性能的粘结剂，石蜡软化点在100℃以下，融化及固化速度快，使用方便，聚亚酰胺耐温在300℃以上，利于高温镀膜。

(2)预加工：将步骤(1)中获得的单排玻璃棒封装片按照预设高度横向切片，获得具有预设高度的单排玻璃棒封装块，如图2所示；

所述预设高度大于所需透镜的长度，优选所述预设高度为所需透镜的长度的1.05至1.5倍，综合考虑加工冗余量和节省物料等因素。

(3)第一端面加工：如图3所示，将步骤(2)中获得的单排玻璃棒封装块固定于第一研磨夹具的夹槽中，使得第一端面突出于研磨夹具表面，研磨方向与研磨夹具所在平面垂直，按照第一端面研磨量研磨，获得半加工的单排玻璃棒封装块；

研磨工艺一般包括抛光处理步骤。

所述第一研磨夹具的夹槽一侧内壁与单排玻璃棒封装块的夹板表面紧贴固定且与研磨方向呈第一倾斜角，使得加工后的第一端面与横截面呈第一倾斜角，如所需玻璃棒端面与轴向垂直，即为0°角，夹槽内壁亦垂直于盘面。

所述第一研磨夹具中心对称，优选为圆形的研磨盘，具有多个中心对称的夹槽；所述夹槽为通槽或凹槽，其一侧内壁平整与单排玻璃棒封装块的夹板表面紧贴，另一侧内壁具有一个或多个与一侧内壁距离可调的锁紧旋钮。优选方案，所述夹槽为凹槽，固定所述单排玻璃棒封装块时，所述单排玻璃棒封装块抵紧凹槽内表面。

所述研磨方向为竖直方向。

(4)第二端面加工：将步骤(3)中获得的半加工单排玻璃棒封装块固定与第二研磨夹具的夹槽中，使得第二端面突出于研磨夹具表面，研磨方向与研磨夹具所在平面垂直，按照第二端面研磨量研磨获得加工后的单排玻璃棒封装块；

研磨工艺一般包括抛光处理步骤。

所述第二研磨夹具的夹槽一侧内壁与半加工单排玻璃棒封装块的夹板表面紧贴固定且与研磨方向呈第二倾斜角，使得加工后的第二端面具有目标尺寸且与横截面成第二倾斜角，如所需玻璃棒端面与轴向垂直，即为0°角，夹槽内壁亦垂直于盘面。

所述第二研磨夹具中心对称，优选为圆形的研磨盘，具有多个中心对称的夹槽；所述夹槽为通槽或凹槽，其一侧内壁平整与单排玻璃棒封装块的夹板表面紧贴，另一侧内壁具有一个或多个与一侧内壁距离可调的锁紧旋钮。优选方案，所述夹槽为凹槽，固定所述单排玻璃棒封装块时，所述单排玻璃棒封装块抵紧凹槽内表面。

所述研磨方向为竖直方向。

所述第二端面研磨量按照如下方法获取：测量步骤(3)中获得的半加工的单排玻璃棒封装块长度，并根据目标尺寸计算得到。为了保证加工进度，应在第二端面研磨量应该以直接测量得到的半加工的单排玻璃棒封装块尺寸为基础计算，为了进一步提高精度具体可采用以下步骤：

S1、由于玻璃棒位于夹板中间且端面存在倾角，其长度不方便直接测量，故根据封装块长度计算研磨量。测量步骤(3)中获得的半加工的单排玻璃棒封装块n处的两面平直夹板的高度；即对于一处测量位置，测量该位置所述封装块外层夹板在玻璃棒轴向方向上的最大长度和最小长度；

S2、根据目标透镜长度计算该长度下封装块两面夹板的长度，计算步骤S1中获得的长度与相应目标封装块夹板长度的差值，如图6，取最大差值L,并根据第二端面研磨角度θ，求取其算数平均值L1＝Lcosθ，得到不同封装块的第二端面研磨量；

S3、不同半加工封装块的第二研磨量难免存在差距，按研磨量不同交错摆放半加工封装块，使研磨量大的能够优先研磨，研磨量小的之后研磨。

由于第一端面和第二端面研磨可能存在倾斜角，因此两面平直夹板的长度可能是不一致的，因此计算第二端面研磨量时，计算半加工封装块夹板长度与目标透镜封装块夹板长度差值，再结合第二端面研磨角度计算研磨量。以上所述研磨量为装载封装块的夹具在研磨盘研磨时垂直降低的高度，采用自动测量设备可以一次将封装块研磨至所需长度。但实际操作时，也可采用逐步逼近的研磨方式，使半加工封装块两面夹板长度逐步逼近目标值。

经步骤(3)及步骤(4)加工后的端面，在不分离玻璃棒的情况下，可直接进行镀膜工艺。

(5)分离：去除粘结剂，从步骤(4)中获得的加工后的单排玻璃棒封装块中取出所述玻璃棒，即制得成品柱状透镜。

所述夹板、卡条为玻璃或透明塑料材质，优选为塑料。玻璃材质加工夹持时易断裂，故选用塑料，耐温80℃以上的透明塑料很多，如EP、PMMA、PC、PS、PP、ABS等，要求透明是为了便于摆放玻璃棒。夹板厚度0.5～5mm，夹板承载玻璃棒的上下两面平行，一侧面整齐平直。卡条为扁平细长条状，侧面平行。以上形状尺寸要求，是为了使卡条侧边与夹板侧边对齐，玻璃棒竖直方向与侧边平行，控制切割线与侧边呈90°角，这样切割线能够准确与玻璃棒垂直。卡条作用为限制玻璃棒区域，保证玻璃棒轴向与夹板边平行，卡条厚度小于玻璃棒直径，两侧面平行，优选为矩形细长型薄板。

如图4、5所示，所述第一研磨夹具和第二研磨夹具的夹槽有两种类型，一种为通槽，即上下贯通，上方放入玻璃棒条，下方突出盘面相同长度；另一种为凹槽，具有设定好的相同深度。切割后的封装块放入夹槽中，紧贴内壁，外侧用端头有塑料的螺丝压紧，着力点分布均匀，压力适当。加工第二面的夹具夹槽有着相同深度，且低于最后所需玻璃棒长度，由于深度对样品长度有着重要影响，需满足一定的精度要求。在加工第一面时，经过研磨抛光之后，不同封装块在长度上可能存在一定偏差，加工第二面时，放入相同深度的夹槽中加工，能减小长度偏差。计算研磨量，在第二面加工时精确测量，能够很好的控制最终玻璃棒长度。

本发明的主要目的在于实现小型柱状镜的双端面批量加工，通过大量工艺摸索和实践总结：为了实现双端面批量加工，必须同时满足以下三点：第一、双端面可分别自由按照预设的倾斜角度加工；第二、保证倾斜角度加工精度；第二、保证双端面分别加工时柱状镜整体长度的加工精度。

为了满足第一点关于双端面自由加工的问题，对于批量夹具模型有比较严格的要求，批量夹具只能选择单排夹具，如果选择多排夹具，在加工非垂直端面的时候，会使得各柱状镜的长度不一致，无法控制成品的规格统一。

为了满足第二点关于端面倾斜角度的加工精度问题研磨夹具的夹槽内壁倾斜角要根据端面加工角度设计，夹槽为一体成型凹槽，而不适合采用楔形块夹持，由于夹槽夹持并非垂直夹持，而加工研磨也不是垂直研磨，受力复杂，容易产生破损、加工精度不高的问题，导致整批的柱状镜报废，凹槽夹持，有底面支持，同时配合均匀分布的压头能有效固定封装块，结合中心对称的研磨夹具，能使得斜面研磨受力均匀，提高成品率。中心对称的研磨夹具垂直适合竖直方向上的加工，精准的控制柱状镜长度和斜面加工精度，避免受力不均导致的误差和报废，必须要考虑重力影响，研磨方向为竖直方向，能最大限度的消除重力带来影响。

为了满足第三点关于柱状镜长度的问题，其关键在于恰当的控制预加工得到的单排玻璃棒封装块高度并准确控制第二端面研磨量，恰当的控制单排玻璃棒封装块高度，保证步骤(3)进行第一端面加工后，步骤(4)的第二端面加工时的第二端面研磨量在合理的范围之内，太小则可能造成报废或者不易加工，太大则可能造成研磨量巨大费工费时；而控制第二端面研磨量的准确程度，直接决定了玻璃棒的长度精度，因此本发明优选直接测量步骤(3)获得半加工的单排玻璃棒封装块的高度来计算第二端面研磨量，如图6所示半加工封装块，半加工的单排玻璃棒封装块侧面很有可能呈直角梯形(梯形上底和下地分别处于夹板外表面所在的平面，两腰处于柱状镜端面所在的平面)，目标形状的截面也很有可能是两腰角度呈自由角度的梯形(梯形上底和下底分别处于夹板外表面所在的平面，两腰处于柱状镜端面所在的平面)，因此分别计算两底边与目标尺寸的差值，选取差值较大的值，结合第二端面研磨角度计算该处的研磨量，即半加工封装块在研磨盘上垂直研磨的长度，保证柱状镜整体尺寸的加工精度和端面加工精度。

以下为实施例：

以加工直径1.8mm，一端0°角，一端8°角的透镜为例说明本发明的技术路线。

一种的小型柱状透镜双端面加工方法，包括以下步骤：

(1)封装：将多个直径1.8mm的待加工的玻璃棒平整单排排列于两块平直夹板之间，并采用粘结剂粘结获得单排玻璃棒封装片；所述平直夹板至少一侧具有与平直夹板边缘平齐的平直卡条，所述多个待加工的玻璃棒紧贴卡条排列，使得所述多个待加工的玻璃棒皆垂直于所述夹板底边，所述卡条厚度小于或等于所述待加工的玻璃棒横截面直径；

本实施例将柱状玻璃棒摆放成一排单元，并用石蜡封装在两块夹板中，卡条紧贴玻璃棒外侧并固定，防止玻璃棒滑动，具体操作方法如下：

将卡条底面涂上紫外固化胶，放于夹板上，二者边沿对齐后固化；将待加工的玻璃棒摆放在夹板上，一侧紧贴卡条，玻璃棒需不起翘地贴在夹板上；在玻璃棒上补充适量粘结剂石蜡，取另一块夹板涂刷粘结剂后盖在玻璃棒上，与下夹板平齐，在夹板上方及卡条对侧以均匀施压压紧玻璃棒，至完全固化，如图1所示。

使用的塑料夹板长宽厚尺寸为150×44×1(mm×mm×mm)，卡条长宽厚尺寸为150×3×1(mm×mm×mm)，玻璃棒长度近似于夹板长度。

以上步骤需保证玻璃棒之间缝隙被粘结剂充分填充，如有必要，将封装板捆扎后，浸入粘结剂中，粘结剂充分进入玻璃棒间隙，使玻璃棒获得好的固定。塑料或玻璃夹板、卡条，厚度精度很容易控制在0.01mm，卡条为长条形，较容易切割出平行的侧面。

(2)预加工：将步骤(1)中获得的单排玻璃棒封装片按照预设高度横向切片，获得具有预设高度的单排玻璃棒封装块；具体操作如下：

去除多余的粘结剂，使用线切割机，将切割线与卡条外侧平行对齐，然后旋转样品台面90°，此时玻璃棒与切割线垂直。玻璃棒端面有破损且不一致，从玻璃棒完整的部分开始切割，将玻璃棒垂直切割成一定长度的单排玻璃棒封装块。

切割线径0.1～0.5mm，较细的线径利于切割后的长度统一，线切割长度精度较容易控制在0.01mm，即使存在偏差，测量长度，后期加工也能使长度趋于一致。对夹板、卡条形状要求能使得玻璃棒被垂直切割，提高加工精度和成品率。

(3)第一端面加工：将步骤(2)中获得的单排玻璃棒封装块固定于第一研磨夹具的夹槽中，使得第一端面突出于研磨夹具表面，研磨方向与研磨夹具所在平面垂直，按照第一端面研磨量研磨，获得半加工的单排玻璃棒封装块；具体操作如下：

将封装块放入夹具中，封装块侧面紧贴夹槽内壁，使得玻璃棒轴向平行于夹槽内壁，封装块端面与夹槽底面接触玻璃棒研磨至所需角度后，转移至抛光盘，抛光盘面可以为聚氨酯片、氧化铈抛光皮、绒布等，抛光时滴加抛光液，粒度0.1～2.5μm，抛光时间30～120min，光学显微镜观察无明显划痕、毛刺、崩边、平整度、粗糙度等指标达到要求。具体研磨操作如下：

设定研磨转速10～30r/min，在研磨盘上滴加研磨液。封装块端面研磨至图5后，将夹具直接转入抛光盘，在抛光皮或抛光绒布上进行抛光，同时滴加抛光液，粒度0.1～2.5μm，抛光时间90min。端面抛光至表面光亮，200倍光学显微镜观察无明显划痕。

多个夹槽内的单排玻璃封装块长度可能存在一定偏差，测量封装块长度，按长度长短交错摆放在夹具中，较长的会更突出，将优先研磨，如此使最终长度趋于一致。

所述第一研磨夹具，具有6个中心对称的夹槽；所述夹槽为凹槽，如图5所示，所述第一研磨夹具的夹槽一侧内壁与单排玻璃棒封装块的夹板表面紧贴固定且与研磨方向呈8°，使得加工后的第一端面与横截面呈8°，所述单排玻璃棒封装块抵紧凹槽内表面。所述夹槽另一侧内壁具有均匀分布的螺钉端面固定有塑料垫片，压紧封装块。优选先加工8°角，这样仅夹槽侧面与封装块接触，夹具、封装块加工误差影响较小。

所述研磨方向为竖直方向。

(4)第二端面加工：将步骤(3)中获得的半加工单排玻璃棒封装块固定与第二研磨夹具的夹槽中，使得第二端面突出于研磨夹具表面，研磨方向与研磨夹具所在平面垂直，按照第二端面研磨量研磨，获得加工后的单排玻璃棒封装块；具体操作如下：

翻转封装块放入另一块夹具中，研磨第二面，使用激光测距仪控制研磨量，达到所需长度后，转移至抛光盘，抛光方法同上。

所述第二研磨夹具的夹槽一侧内壁与半加工单排玻璃棒封装块的夹板表面紧贴固定且与研磨方向呈0°，使得加工后的第二端面具有目标尺寸且与横截面呈0°。

所述第二研磨夹具，具有6个中心对称的夹槽；所述夹槽为凹槽，如图7所示，其一侧内壁平整与单排玻璃棒封装块的夹板表面紧贴，另一侧内壁具有一个或多个与一侧内壁距离可调的锁紧旋钮，所述单排玻璃棒封装块抵紧凹槽内表面。所述研磨方向为竖直方向。

所述第二端面研磨量按照如下方法获取：测量步骤(3)中获得的的半加工单排玻璃棒封装块内玻璃棒长度，计算剩余研磨量即为第二端面研磨量。具体步骤如下：

S1、由于玻璃棒位于夹板中间且端面存在倾角，其长度不方便直接测量，故根据封装块长度计算研磨量。测量步骤(3)中获得的半加工的单排玻璃棒封装块2处的高度，即对于一处测量位置，测量该位置所述封装块外层夹板在玻璃棒轴向方向上的最大长度；

S2、计算步骤S1中获得的长度与相应目标长度的差值，并求取其算数平均值作为研磨量，所述相应目标长度为当玻璃棒加工为目标尺寸时，该处该侧平直夹板的高度；

S3、不同半加工封装块的第二端面研磨量难免存在差距，按研磨量不同交错摆放半加工封装块，使研磨量大的能够优先研磨，研磨量小的之后研磨。

由于第二端面研磨角度为0°角，故S1中半加工封装块两夹板研磨量相同，直接测量封装块外层夹板在玻璃棒轴向方向上的最大长度，与相应目标高度相减即为研磨量。对于研磨量控制较为严格，优选采用激光测距仪实时记录夹具盘面下降情况，盘面下降高度即为研磨量。由于动态测量下存在误差，可定时关闭研磨机，多点静态测量研磨量。为了得到更准确的研磨量，可计算研磨盘固定转速下，单位时间的研磨量。达到预设长度后，取下夹具，转移至抛光盘，一般认为，抛光过程不影响封装块长度。

(5)分离：去除粘结剂，从步骤(4)中获得的加工后的单排玻璃棒封装块中取出所述玻璃棒，即制得成品柱状透镜。

使用热的苏打溶液清洗，也可结合在酒精中超声清洗，最后得到干净的不同角度的玻璃棒。如有需要，直接将封装块清洗后端面镀膜，根据镀膜温度选择合适的平直夹板与卡条，若镀膜温度较高，可取出玻璃棒清洗后镀膜，以获得更好的光学性能。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种小型柱状透镜双端面加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)封装：将多个截面直径相同的待加工的玻璃棒平整单排排列于两块平直夹板之间，并采用粘结剂粘结获得单排玻璃棒封装片；

(2)预加工：将步骤(1)中获得的单排玻璃棒封装片按照预设高度横向切片，获得具有预设高度的单排玻璃棒封装块；

(3)第一端面加工：将步骤(2)中获得的单排玻璃棒封装块固定于第一研磨夹具的夹槽中，使得第一端面突出于研磨夹具表面,研磨方向与研磨夹具所在平面垂直，按照第一端面研磨量研磨，获得半加工的单排玻璃棒封装块；

(4)第二端面加工：将步骤(3)中获得的半加工单排玻璃棒封装块固定与第二研磨夹具的夹槽中，使得第二端面突出于研磨夹具表面,研磨方向与研磨夹具所在平面垂直，按照第二端面研磨量研磨，获得加工后的单排玻璃棒封装块；

(5)分离：去除粘结剂，从步骤(4)中获得的加工后的单排玻璃棒封装块中取出所述玻璃棒，即制得成品柱状透镜。

2.如权利要求1所述的小型柱状透镜双端面加工方法，其特征在于，步骤(1)所述平直夹板至少一侧具有与平直夹板边缘平齐的平直卡条，所述多个待加工的玻璃棒紧贴卡条排列，使得所述多个待加工的玻璃棒皆垂直于所述夹板底边，所述卡条厚度小于或等于所述待加工的玻璃棒横截面直径。

3.如权利要求1所述的小型柱状透镜双端面加工方法，其特征在于，步骤(1)所述粘结剂为：石蜡、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸酯、和/或聚氨酯。

4.如权利要求1所述的小型柱状透镜双端面加工方法，其特征在于，步骤(2)所述预设高度为所需透镜的长度的1.05至1.5倍。

5.如权利要求1所述的小型柱状透镜双端面加工方法，其特征在于，步骤(3)所述第一研磨夹具的夹槽一侧内壁与单排玻璃棒封装块的夹板表面紧贴固定且与研磨方向呈第一倾斜角，使得加工后的第一端面与横截面呈第一倾斜角。

6.如权利要求1所述的小型柱状透镜双端面加工方法，其特征在于，所述第一研磨夹具，具有多个中心对称的夹槽；所述夹槽为通槽或凹槽，其一侧内壁平整与单排玻璃棒封装块的夹板表面紧贴，另一侧内壁具有一个或多个与一侧内壁距离可调的锁紧旋钮。

7.如权利要求1所述的小型柱状透镜双端面加工方法，其特征在于，步骤(3)和/或步骤(4)所述研磨方向为竖直方向。

8.如权利要求1所述的小型柱状透镜双端面加工方法，其特征在于，步骤(4)所述第二研磨夹具的夹槽一侧内壁与半加工单排玻璃棒封装块的夹板表面紧贴固定且与研磨方向呈第二倾斜角，使得加工后的第二端面具有目标尺寸且与横截面成第二倾斜角。

9.如权利要求1所述的小型柱状透镜双端面加工方法，其特征在于，步骤(4)所述第二研磨夹具，具有多个中心对称的夹槽；所述夹槽为通槽或凹槽，其一侧内壁平整与单排玻璃棒封装块的夹板表面紧贴，另一侧内壁具有一个或多个与一侧内壁距离可调的锁紧旋钮。

10.如权利要求1所述的小型柱状透镜双端面加工方法，其特征在于，所述第二端面研磨量按照如下方法获取：分别测量步骤(3)中获得的半加工的单排玻璃棒封装块一处或多处的两面平直夹板的高度，计算所述两面平直夹板的高度与相应目标高度的差值，对于任意一处，选取差值较大的值及第二端面研磨角度计算该处的研磨量，对所述一处或多处进行测量得到的研磨量将其算数平均值作为第二端面研磨量；所述相应目标高度为当玻璃棒加工为目标尺寸时，该处该侧平直夹板沿玻璃棒轴向的长度。