CN114918615A - 一种光学镶件的制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光学镶件的制备方法，包括：S1、在镶件本体上加工预成型光学弧面，预成型光学弧面与成型光学弧面之间预留第一预留层；S2、在治具本体上加工容置镶件本体的容置槽，容置槽的内周面形成有预成型凹弧面，预成型凹弧面与目标凹弧面之间预留第二预留层；S3、去除第一预留层和第二预留层；S4、对成型光学弧面抛光以形成目标光学弧面。当去除第一预留层和第二预留层后，成型光学弧面与目标凹弧面接驳。由于目标凹弧面对成型光学弧面具有保护作用，变相增加了成型光学弧面的边缘壁厚。当对成型光学弧面进行抛光形成目标光学弧面时，目标光学弧面的边缘不易形成圆口，配模时不易碰伤光学配件，进而提高光学配件的质量。

Description

一种光学镶件的制备方法

技术领域

本申请属于模具配件技术领域，更具体地说，是涉及一种光学镶件的制备方法。

背景技术

光学配件如透镜等在模具成型的过程中，光学配件的光学弧面通常是由镶件上的目标光学弧面成型制得，目标光学弧面是由成型光学弧面经抛光后制得。因此，成型光学弧面的好坏直接决定了光学配件的质量。

然而，镶件的成型光学弧面通常是直接切削制得，由于成型光学弧面的边缘壁厚较小，非常尖，抛光形成目标光学弧面时易产生圆口，配模时易碰伤，造成光学配件的报废。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种光学镶件的制备方法，以解决相关技术中存在的：镶件的成型光学弧面的边缘壁厚较小，非常尖，抛光时易产生圆口，配模时易碰伤，造成光学配件的报废的问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案是：

提供一种光学镶件的制备方法，包括以下步骤：

S1、在镶件本体上加工预成型光学弧面，所述预成型光学弧面与成型光学弧面之间预留第一预留层；

S2、在治具本体上加工容置所述镶件本体的容置槽，所述容置槽的内周面形成有预成型凹弧面，所述预成型凹弧面与目标凹弧面之间预留第二预留层；

S3、去除所述第一预留层和所述第二预留层，以使所述成型光学弧面与所述目标凹弧面接驳；

S4、对所述成型光学弧面抛光以形成目标光学弧面。

此结构，本申请通过在预成型光学弧面与成型光学弧面之间预留第一预留层，在预成型凹弧面与目标凹弧面预留第二预留层。当去除第一预留层和第二预留层后，成型光学弧面与目标凹弧面接驳。由于目标凹弧面对成型光学弧面具有保护作用，变相增加了成型光学弧面的边缘壁厚。当对成型光学弧面进行抛光形成目标光学弧面时，目标光学弧面的边缘不易形成圆口，配模时不易碰伤光学配件，进而提高光学配件的质量。

在一个实施例中，于步骤S1中，在所述镶件本体上加工第一安装孔；所述治具本体上对应于所述第一安装孔的位置开设有第二安装孔，所述第二安装孔与所述容置槽连通。

此结构，通过螺丝、螺栓等第一紧固件可穿过第二安装孔并锁紧于第一安装孔中，实现镶件本体与治具本体的连接固定，也便于拆装。

在一个实施例中，所述治具本体包括支撑所述镶件本体的底座和与所述底座连接以夹持所述镶件本体的顶座；所述第二安装孔开设于所述底座上，所述容置槽开设于所述顶座上。

此结构，通过底座与顶座的夹持配合，可提高镶件本体的安装稳固性，避免镶件本体发生位置偏移而影响加工精度。

在一个实施例中，所述底座上开设有第三安装孔，所述第三安装孔与所述第二安装孔间隔设置，所述顶座上对应于所述第三安装孔的位置开设有第四安装孔。

此结构，通过螺丝、螺栓等第二紧固件可穿过第三安装孔并锁紧于第四安装孔中，实现底座与顶座的连接固定，也便于拆装。

在一个实施例中，所述第一预留层的厚度等于所述第二预留层的厚度。

此结构，确保后续去除第一预留层和第二预留层时的同步一致性，进而实现对目标光学弧面的保护。

在一个实施例中，所述第一预留层的厚度范围为0.2mm-0.5mm。

此结构，在不影响加工效率的同时，还能起到对目标光学弧面的有效保护。

在一个实施例中，于步骤S3中：所述第一预留层和所述第二预留层由同一刀具同步去除。

此结构，可保证对第一预留层和第二预留层去除的同步性，确保成型光学弧面和目标凹弧面接驳的精确性。

在一个实施例中，步骤S3包括：

S31、通过第一刀头同时去除一部分的所述第一预留层和一部分的所述第二预留层；

S32、通过第二刀头同时去除剩余的所述第一预留层和剩余的所述第二预留层。

此结构，通过将去除第一预留层和第二预留层的步骤分为两步，通过第一刀头可实现粗加工去除，通过第二刀头可实现精加工去除，从而可提高形成的成型光学弧面和目标凹弧面的成型质量，进而提高光学配件的成型质量。

在一个实施例中，于步骤S1中：在所述镶件本体的外周面上加工环形排气槽。

此结构，通过将去除第一预留层和第二预留层的步骤分为两步，通过第一刀头可实现粗加工去除，通过第二刀头可实现精加工去除，从而可提高形成的成型光学弧面和目标凹弧面的成型质量，进而提高光学配件的成型质量。

在一个实施例中，于步骤S4中：通过钻石膏对所述成型光学弧面进行抛光。

此结构，钻石膏作为抛光剂，对成型光学弧面的抛光效果好，形成的目标光学弧面的质量好，有助于提高光学配件的成型质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或示范性技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的镶件本体的结构示意图；

图2为图1中A-A方向的截面示意图；

图3为本申请实施例提供的未去除第一预留层与第二预留层之前，镶件本体与治具本体连接的结构示意图；

图4为图3中B-B方向的截面示意图；

图5为图4去除第一预留层与第二预留层后的截面示意图；

图6为本申请实施例提供的治具本体的结构示意图；

图7为图6的分解示意图；

图8为本申请实施例提供的顶座的结构示意图。

其中，图中各附图主要标记：

1、镶件本体；10、第一安装孔；11、预成型光学弧面；12、成型光学弧面；13、第一预留层；14、目标光学弧面；15、环形排气槽；

2、治具本体；20、第二安装孔；21、容置槽；22、预成型凹弧面；23、目标凹弧面；24、第二预留层；25、底座；250、第三安装孔；26、顶座；260、第四安装孔。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在整个说明书中参考“一个实施例”或“实施例”意味着结合实施例描述的特定特征，结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，“在一个实施例中”或“在一些实施例中”的短语出现在整个说明书的各个地方，并非所有的指代都是相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式组合特定的特征，结构或特性。

现对本申请实施例提供的光学镶件的制备方法进行说明。该光学镶件的制备方法具体包括以下步骤：

S1、在镶件本体1上加工预成型光学弧面11，预成型光学弧面11与成型光学弧面12之间预留第一预留层13。具体地，如图1和图2所示，通过CNC(Computerized NumericalControl，计算机数控)在镶件本体1的顶部加工预成型光学弧面11，该预成型光学弧面11可呈与光学配件的光学弧面相适配的弧形面。成型光学弧面12位于预成型光学弧面11的下方，第一预留层13位于预成型光学弧面11和成型光学弧面12之间，也就是说，预成型光学弧面11即为第一预留层13的顶面，成型光学弧面12即为第一预留层13的底面。其中，预成型光学弧面11、成型光学弧面12和第一预留层13均向镶件本体1的内部凹陷，且预成型光学弧面11、成型光学弧面12和第一预留层13的横截面构型相同，即第一预留层13的厚度保持均匀一致，以便在CNC加工去除时保持一致性。其中，镶件本体1上的预成型光学弧面11的数量可为多个，如两个、三个等。本申请实施例中，镶件本体1上的预成型光学弧面11的数量为两个，两个预成型光学弧面11相连通，便于后续一次成型多个光学配件，进而提高光学配件的制备效率。

S2、在治具本体2上加工容置镶件本体1的容置槽21，容置槽21的内周面形成有预成型凹弧面22，该预成型凹弧面22与目标凹弧面23之间预留第二预留层24。具体地，如图3、图4和图6所示，可以先通过CNC加工制得容置槽21，再通过CNC对容置槽21的内周面进行加工以形成预成型凹弧面22。第二预留层24位于预成型凹弧面22与目标凹弧面23之间，也就是说，预成型凹弧面22即为第二预留层24的顶面，目标凹弧面23即为第二预留层24的底面。其中，预成型凹弧面22、目标凹弧面23和第二预留层24均向治具本体2的内部凹陷，且预成型凹弧面22、目标凹弧面23和第二预留层24的横截面构型相同，第二预留层24的厚度保持均匀一致，确保在CNC加工去除时保持一致性。其中，容置槽21的数量可为若干个，如一个、两个、三个等。当容置槽21的数量为多个时，多个容置槽21可沿治具本体2的长度方向间隔设置，相邻两个容置槽21之间的间距可保持一致，从而可确保CNC刀具由一个容置槽21移动至邻近的另一个容置槽21时的位移保持一致，进而提高预成型凹弧面22和预成型光学弧面11加工时的一致性。各容置槽21上的预成型凹弧面22的数量与各镶件本体1上的预成型光学弧面11的数量保持一致。在本申请实施例中，当预成型光学弧面11的数量为两个时，预成型凹弧面22的数量也可为两个，两个预成型凹弧面22可连通。

S3、去除第一预留层13和第二预留层24，以使成型光学弧面12与目标凹弧面23接驳。具体地，如图4和图5所示，通过CNC刀具将第一预留层13去除，以使成型光学弧面12露出；通过CNC刀具将第二预留层24去除，以使目标凹弧面23露出。成型光学弧面12与目标凹弧面23接驳的含义是指：成型光学弧面12与目标凹弧面23能够拼接为大致呈半球体状的凹弧面，成型光学弧面12位于目标凹弧面23的下方。

S4、对成型光学弧面12抛光以形成目标光学弧面14。具体地，在成型光学弧面12上涂覆抛光剂进行抛光，以提高目标光学弧面14的成型质量。

此结构，本申请通过在预成型光学弧面11与成型光学弧面12之间预留第一预留层13，在预成型凹弧面22与目标凹弧面23预留第二预留层24。当去除第一预留层13和第二预留层24后，成型光学弧面12与目标凹弧面23接驳。由于目标凹弧面23对成型光学弧面12具有保护作用，变相增加了成型光学弧面12的边缘壁厚。当对成型光学弧面12进行抛光形成目标光学弧面14时，目标光学弧面14的边缘不易形成圆口，配模时不易碰伤光学配件，进而提高光学配件的质量。

在一个实施例中，请参阅图2、图4和图7，作为本申请实施例提供的光学镶件的制备方法的一种具体实施方式，于步骤S1中，在镶件本体1上加工第一安装孔10；治具本体2上对应于第一安装孔10的位置开设有第二安装孔20，第二安装孔20与容置槽21连通。具体地，通过铣床在镶件本体1上开孔并攻牙形成螺纹，孔的深度沿镶件本体1的厚度方向设置，即第一安装孔10为螺丝孔。第一安装孔10与预成型光学弧面11呈相对设置，即预成型光学弧面11可设于镶件本体1的顶部，第一安装孔10可设于镶件本体1的底部。同理，通过铣床在治具本体2上开孔并攻牙形成内螺纹，即第二安装孔20为螺丝孔。此结构，通过第一安装孔10与第二安装孔20的对位配合，可通过第一锁紧件将镶件本体1与治具本体2连接固定。其中，第一锁紧件可为螺丝或螺栓等，第一锁紧件可穿过第二安装孔20并锁紧于第一安装孔10中。

在一个实施例中，请参阅图2和图7，第一安装孔10和第二安装孔20的数量可均为多个，通过多个第一安装孔10与多个第二安装孔20的配合，可进一步提高镶件本体1与治具本体2连接的紧密性。当然，第一安装孔10和第二安装孔20的数量都可以根据实际需要进行调节，在此都不作唯一限定。

在一个实施例中，请参阅图4和图7，作为本申请实施例提供的光学镶件的制备方法的一种具体实施方式，治具本体2包括支撑镶件本体1的底座25和与底座25连接以夹持镶件本体1的顶座26；第二安装孔20开设于底座25上，容置槽21开设于顶座26上。此结构，通过底座25与顶座26的夹持配合，可提高镶件本体1的安装稳固性，避免镶件本体1发生位置偏移而影响加工精度。

在一个实施例中，请参阅图7和图8，作为本申请实施例提供的光学镶件的制备方法的一种具体实施方式，底座25上开设有第三安装孔250，第三安装孔250与第二安装孔20间隔设置，顶座26上对应于第三安装孔250的位置开设有第四安装孔260。具体地，通过铣床在底座25和顶座26上分别开孔并攻牙形成螺纹，即第三安装孔250和第四安装孔260可均为螺丝孔，且第四安装孔260可为盲孔。此结构，通过第三安装孔250与第四安装孔260的对位配合，可通过第二紧固件将底座25与顶座26连接固定，进而实现底座25与顶座26的可拆卸连接，便于对镶件本体1的拆装。其中，第二紧固件可为螺丝或螺栓等，第二紧固件可穿过第三安装孔250并锁紧于第四安装孔260中。

在一个实施例中，请参阅图7和图8，第三安装孔250和第四安装孔260的数量可均为多个，通过多个第三安装孔250与多个第四安装孔260的配合，可进一步提高底座25与顶座26连接的紧密性。当然，第三安装孔250和第四安装孔260的数量都可以根据实际需要进行调节，在此都不作唯一限定。

在一些实施例中，底座25面向顶座26的侧面上开设有供镶件本体1的一端伸入的第一定位槽，第三安装孔250可开设于第一定位槽的底面。通过第一定位槽可实现对镶件本体1的快速定位安装，以提高对镶件本体1的定位固定效果。

在一些实施例中，底座25面向顶座26的侧面上开设有供顶座26的一端伸入的第二定位槽，第一定位槽可开设于第二定位槽的底面。通过第二定位槽可实现对顶座26的快速定位安装，以提高对顶座26的定位固定效果，以及治具本体2对镶件本体1的夹持固定效果。

在一个实施例中，请参阅图4，作为本申请实施例提供的光学镶件的制备方法的一种具体实施方式，第一预留层13的厚度等于第二预留层24的厚度。具体地，第一预留层13的厚度保持均匀一致，第二预留层24的厚度也保持均匀一致。此结构，当镶件本体1安装于容置槽21中时，第一预留层13的顶面和第二预留层24的顶面可实现接驳，即第一预留层13的顶面和第二预留层24的顶面可拼接为大致呈半球体的凹弧面，以确保后续去除第一预留层13和第二预留层24时的同步一致性，进而实现对目标光学弧面14的保护。

在一个实施例中，作为本申请实施例提供的光学镶件的制备方法的一种具体实施方式，第一预留层13的厚度范围为0.2mm-0.5mm。具体地，第一预留层13的厚度可为0.2mm、0.3mm、0.4mm和0.5mm，在此不作唯一限定。当第一预留层13的厚度等于第二预留层24的厚度时，第二预留层24的厚度范围也可为0.2mm-0.5mm，并具体可为0.2mm、0.3mm、0.4mm和0.5mm，在此不作唯一限定。此结构，第一预留层13的厚度不易过薄，太薄的第一预留层13对目标光学弧面14的保护效果差；第二预留层24的厚度也不易过厚，太厚的第一预留层13不易加工去除，降低效率。将第一预留层13的厚度设置为0.2mm-0.5mm，在不影响加工效率的同时，还能起到对目标光学弧面14的有效保护。

在一个实施例中，作为本申请实施例提供的光学镶件的制备方法的一种具体实施方式，于步骤S3中：第一预留层13和第二预留层24由同一刀具同步去除。具体地，通过CNC刀具对第一预留层13和第二预留层24进行同时去除作业。此结构，可保证对第一预留层13和第二预留层24去除的同步性，确保成型光学弧面12和目标凹弧面23接驳的精确性。

在一个实施例中，作为本申请实施例提供的光学镶件的制备方法的一种具体实施方式，步骤S3包括：

S31、通过第一刀头同时去除一部分的第一预留层13和一部分的第二预留层24；

S32、通过第二刀头同时去除剩余的第一预留层13和剩余的第二预留层24。

具体地，通过精密CNC机台上的第一刀头去除一部分的第一预留层13和一部分的第二预留层24。此处，一部分的第一预留层13和一部分的第二预留层24的厚度相同，去除一部分的第一预留层13或第二预留层24的厚度可为1/3、2/3、1/2等。在本申请实施例中，当第一预留层13和第二预留层24的厚度均为0.5mm时，去除的第一预留层13和第二预留层24的厚度可为0.4mm。

在步骤S32中，通过超精密CNC机台上的第二刀头去除剩余的第一预留层13和第二预留层24，即去除经步骤S31剩余的0.1mm厚度的第一预留层13和第二预留层24。此结构，通过将去除第一预留层13和第二预留层24的步骤分为两步，通过第一刀头可实现粗加工去除，通过第二刀头可实现精加工去除，从而可提高形成的成型光学弧面12和目标凹弧面23的成型质量，进而提高光学配件的成型质量。

在一个实施例中，请参阅图1和图2，作为本申请实施例提供的光学镶件的制备方法的一种具体实施方式，于步骤S1中：在镶件本体1的外周面上加工环形排气槽15。具体地，通过T形刀头在镶件本体1的外周面上一次成型该环形排气槽15。此结构，当镶件本体1安装于模具中时，通过环形排气槽15便于排气。

在一个实施例中，作为本申请实施例提供的光学镶件的制备方法的一种具体实施方式，于步骤S4中：通过钻石膏对成型光学弧面12进行抛光。此结构，钻石膏作为抛光剂，对成型光学弧面12的抛光效果好，形成的目标光学弧面14的质量好，有助于提高光学配件的成型质量。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。比如，步骤S1和步骤S2可实现对调，即可先进行步骤S2，再进行步骤S1。

以上所述仅为本申请的可选实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光学镶件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在镶件本体上加工预成型光学弧面，所述预成型光学弧面与成型光学弧面之间预留第一预留层；

S2、在治具本体上加工容置所述镶件本体的容置槽，所述容置槽的内周面形成有预成型凹弧面，所述预成型凹弧面与目标凹弧面之间预留第二预留层；

S3、去除所述第一预留层和所述第二预留层，以使所述成型光学弧面与所述目标凹弧面接驳；

S4、对所述成型光学弧面抛光以形成目标光学弧面。

2.如权利要求1所述的光学镶件的制备方法，其特征在于，于步骤S1中，在所述镶件本体上加工第一安装孔；所述治具本体上对应于所述第一安装孔的位置开设有第二安装孔，所述第二安装孔与所述容置槽连通。

3.如权利要求2所述的光学镶件的制备方法，其特征在于：所述治具本体包括支撑所述镶件本体的底座和与所述底座连接以夹持所述镶件本体的顶座；所述第二安装孔开设于所述底座上，所述容置槽开设于所述顶座上。

4.如权利要求3所述的光学镶件的制备方法，其特征在于：所述底座上开设有第三安装孔，所述第三安装孔与所述第二安装孔间隔设置，所述顶座上对应于所述第三安装孔的位置开设有第四安装孔。

5.如权利要求1-4任一项所述的光学镶件的制备方法，其特征在于：所述第一预留层的厚度等于所述第二预留层的厚度。

6.如权利要求1-4任一项所述的光学镶件的制备方法，其特征在于：所述第一预留层的厚度范围为0.2mm-0.5mm。

7.如权利要求1-4任一项所述的光学镶件的制备方法，其特征在于，于步骤S3中：所述第一预留层和所述第二预留层由同一刀具同步去除。

8.如权利要求7所述的光学镶件的制备方法，其特征在于，步骤S3包括：

S31、通过第一刀头同时去除一部分的所述第一预留层和一部分的所述第二预留层；

S32、通过第二刀头同时去除剩余的所述第一预留层和剩余的所述第二预留层。

9.如权利要求1-4任一项所述的光学镶件的制备方法，其特征在于，于步骤S1中：在所述镶件本体的外周面上加工环形排气槽。

10.如权利要求1-4任一项所述的光学镶件的制备方法，其特征在于，于步骤S4中：通过钻石膏对所述成型光学弧面进行抛光。

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