CN112658882A - 多件平面光学零件同时加工装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于光学零件制备技术领域，具体公开一种多件光学零件平面同时加工装置及方法，包括抛光机、基底模和粘结模，基底模和粘结模具均分别连接于抛光机上，基底模的边缘上设置固定柱，并在基底模上确定粘接模的定位区域，在定位区域内将制作好含粘接剂的零件，均匀分布在基底模上，零件间距1～2mm，粘接模加温至100℃依靠固定柱定位把零件进行热压，粘接模温度降至70℃时，施加零件每平方毫米100克的压力，直至冷却常温加工，本发明实现了多件平面零件同时加工，容易获得更高的面型精度和平行度，根据抛光机镜盘大小，对比单件光学零件加工其效率提高了5～30倍，实现超小直径零件加工化难为简。

Description

多件平面光学零件同时加工装置及方法

技术领域

本发明属于光学零件制备技术领域，具体涉及一种多件光学零件平面同时加工装置及方法。

背景技术

平面光学零件不论在普通高效加工和传统加工，要求较高的产品一般都为单件加工，或要求低端的产品能多件加工，合格率通常能达到70～80%，抛光机则需要基片数量满足覆盖其镜盘的80%以上、尺寸统一、不能加工带有楔形零件的产品。高精度平面单件加工不仅效率低下、人工成本不断上升，辅料利用率通常只有10%～20%，对加工者要求也非常高。

所以我们迫切的需要一种多件平面零件加工技术，以改变当前平面光学零件加工中，单件加工难度大，效率低，费时废料，多件加工精度不能保证，合格率低等问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种多件平面光学零件同时加工装置及方法以解决背景技术中存在的高精度平面光学零件加工难度大，效率低下同时不能加工带有楔形零件产品的问题。

为达到以上目的，本发明提供以下技术方案：

一种多件平面光学零件同时加工装置，包括抛光机和粘结模，粘结模连接于抛光机上，粘结模的底部设置有基底模，所述基底模的边缘上固定连接有多根垂直于基底模的固定柱，所述粘结模底部通过粘结剂粘结有多个光学零件，本发明设计的固定柱可以定位光学零件与粘接模之间相对位置，确保零件粘接好后不产生位移，确保零件均匀分布在模具中央。

进一步地，所述基底模的边缘上固定连接有两根垂直于基底模的固定柱，两根固定柱和基底模中心点形成30°～175°角。

进一步地，多个光学零件之间的间距为1～2mm。

进一步地，所述粘结剂的厚度为5～8mm。

进一步地，所述基底模在粘结模范围内对应面的光圈N=+4～10Nfr、面型精度ΔN＜0.5Nfr，光学零件远离粘结模的一面的光圈N= - 4～10Nfr ±4Nfr 、面型精度ΔN＜0.5Nfr，使基底模和光学零件接触面间的误差相互抵消。即在光学零件的加工过程中，如控制光学零件加工精度在粘接模加工直径范围内为N= - 6Nfr 、ΔN＜0.5Nfr，允许误差±4Nfr，作用为和对应的基底模N=+6Nfr误差相互抵消，保证其零件加工平行度θ。

进一步地，所述基底模在粘结模范围内对应面的光圈N=+8Nfr、ΔN＜0.5Nfr，光学零件远离粘结模的一面的光圈N= - 8Nfr ±4Nfr 、ΔN＜0.5Nfr。

进一步地，本发明在使用上述装置的基础上提供一种多件平面光学零件同时加工的方法，包括以下步骤：

S1：按照要求制备相应面型精度及含固定柱的基底模，确定粘结模的定位区域；

S2：选用熔融温度为50～70℃的粘接剂，预先将粘结剂制作于待加工光学零件的一面，粘结剂的厚度为6～8mm。

S3：将含粘结剂的零件擦干净后按正圆法均匀分布在基底模上的定位区域内，粘接模加温至100 ℃，然后沿着固定柱使粘接剂压至5mm，将零件热压胶结，待粘接模温度降至70℃时，施加零件每平方毫米100克的压力，直至冷却到常温后进行下步的加工操作。

优选的，所述粘结剂为柏油。

本发明具有以下优点：

1、本发明实现了多件平面零件同时加工，容易获得更高的面型精度和平行度，根据抛光机镜盘大小，对比单件光学零件加工其效率提高了5～30倍，实现超小直径零件加工化难为简。

2、本发明使用粘结剂构件粘结层，能实现将尺寸不统一、带有楔形的光学零件固定在一个平面内进行加工，在此过程中，零件与粘结模进行热压胶结后，当温度持续降温时，粘结剂会收缩，导致粘结出来的零件会不在一个平面上，而本发明设定的温度和压力加上基准模的精度，能加工获得平行度低于现有标准0.005mm的高精度产品。

3、通过本发明的装置和方法进行加工，相比传统的单件加工，极大的节约辅料使用成本，抛光粉的使用量相比相同数量的单件产品加工可节约50%，并能实现粘结剂的无限次重复使用。

附图说明

图1：本发明装置结构示意图；

图2：零件排列与镜盘的大小关系图；

图3：光圈与矢高关系对应图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步的说明。

实施例1

如图1所示，本发明的多件平面光学零件同时加工装置，包括抛光机、基底模5和粘结模1，粘结模1连接于抛光机上，基底模5设置于粘结模1的底部，基底模5的边缘上固定连接有两根垂直于基底模的固定柱4，两根固定柱和基底模中心点形成30°～175°角，粘结模1底部通过粘结剂2粘结有多个光学零件3，本发明设计的固定柱可以定位光学零件与粘接模之间相对位置，确保零件粘接好后不产生位移，确保零件均匀分布在模具中央。

具体加工制作步骤如下：

1.基底模制作，基底模的要求为粘接模直径范围内粘接面光圈N=+8Nfr、面型精度ΔN＜0.5Nfr，并在基底模边缘添加两根垂直于基底模的固定柱。粘结的光圈选择主要是根据抛光机镜盘的大小，以及要加工光学零件形状、大小，及如果光学零件是负光圈，则基底模为正光圈，粘接模加工直径范围内为- 8Nfr ±4Nfr ΔN＜0.5Nfr，作用为和基底模N=+8Nfr误差相互抵消，保证其镜面加工平行度，只要能达到相互抵消，其光圈N的数值可变。

2.选用熔融温度为50～70℃的粘接剂，具体的可以用柏油，预先将粘接剂制作于被加工光学零件的一面，粘接剂的厚度为6～8mm。

3.将含粘接剂的多个零件擦干净后按正圆法均匀放置在基底模的定位区域上，其间隔为1～2mm。粘接模加温至100 ℃，粘接剂压至5mm，将零件热压胶结，待粘接模温度降至70℃时，施加零件每平方毫米100克的压力，直至冷却常温，然后移除基底模，将粘结零件的部分连接至抛光机进行后续操作。

4.零件加工，一般零件要求N<3～5fr、ΔN＜0.5Nfr、θ＜0.005mm 当镜盘直径为φ2=100mm，单件零件为φ1=30mm，镜盘光圈N2=8时有（φ1/φ2）2=N1/N2得N1=0.72fr；

其中D1：零件直径 D2：镜盘直径，N1：零件光圈 N2：镜盘光圈。其平面度加工至基底模平面度的相反数量为最佳，最多偏离量可为N= - 8Nfr ±4Nfr，镜盘极端偏离±4Nfr为例有：一般情况1λ≈2fr，4fr=2λ，λ=0.632μm、2λ=1.26μm即半径R=47mm范围平行度为1.26μm。面型精度和表面质量根据图纸要求即可，根据光圈控制获得的平行度度远优于图纸所提要求0.005mm。

举例：如下图2零件直径为φ1=30mm，7个零件可刚好配为一个加工盘，镜盘直径为φ2=94，镜盘直径范围N2=8，求零件φ1的光圈数N1。

根据公式（φ1/φ2）2=N1/N2得（30/90）2=N1/8可求解得N1=0.8148fr。

如图3所示，基底光圈为8fr，实际加工偏离正4或负4个光圈，一个光圈的波长为λ=0.632um，一个波长=2fr，则±4fr的绝对值为0.632*2=1.26um，1.26即为镜盘中心到边缘的差值。

Claims (8)

1.一种多件平面光学零件同时加工装置，包括抛光机和粘结模，粘结模连接于抛光机上，其特征在于，粘结模的底部设置有基底模，所述基底模的边缘上固定连接有多根垂直于基底模的固定柱，所述粘结模底部通过粘结剂粘结有多个光学零件。

2.根据权利要求1所述的一种多件平面光学零件同时加工装置，其特征在于，所述基底模的边缘上固定连接有两根垂直于基底模的固定柱，两根固定柱和基底模中心点形成30°～175°角。

3.根据权利要求1所述的一种多件平面光学零件同时加工装置，其特征在于，多个光学零件之间的间距为1～2mm。

4.根据权利要求1所述的一种多件平面光学零件同时加工装置，其特征在于，所述粘结剂的厚度为5～8mm。

5.根据权利要求1-4所述的任意一种多件平面光学零件同时加工装置，其特征在于，所述基底模在粘结模范围内对应面的光圈N=+4～10Nfr、面型精度ΔN＜0.5Nfr，光学零件远离粘结模的一面的光圈N= - 4～10Nfr ±4Nfr 、面型精度ΔN＜0.5Nfr，使基底模和光学零件接触面间的误差相互抵消。

6.根据权利要求5所述的一种多件平面光学零件同时加工装置，其特征在于，所述基底模在粘结模范围内对应面的光圈N=+8Nfr、ΔN＜0.5Nfr，光学零件远离粘结模的一面的光圈N= - 8Nfr ±4Nfr 、ΔN＜0.5Nfr。

7.使用权利要求5所述的一种多件平面光学零件同时加工装置的光学零件加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：按照要求制备相应面型精度及含固定柱的基底模，确定粘结模的定位区域；

S2：选用熔融温度为50～70℃的粘接剂，预先将粘结剂制作于待加工光学零件的一面，粘结剂的厚度为6～8mm；

S3：将含粘结剂的零件擦干净后按正圆法均匀分布在基底模上的定位区域内，粘接模加温至100 ℃，然后沿着固定柱使粘接剂压至5mm，将零件热压胶结，待粘接模温度降至70℃时，施加零件每平方毫米100克的压力，直至冷却到常温后进行下步的加工操作。

8.根据权利要求7所述的光学零件加工方法，其特征在于，所述粘结剂为柏油。

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