CN115302358A - 一种光学透镜铣磨的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光学透镜铣磨技术领域，且公开了一种光学透镜铣磨的方法，第一步：判断加工镜片表面的加工状态，如果是凸面，用凹球模磨，如果是磨凹面零件，则用凸球磨；第二步：确定好加工镜片状态后将其水平放置在机床主轴上，通过夹具对其进行夹紧固定，而后将球模与镜片对准；第三步：第一粗磨，磨料粒度的选择要根据加工工件弧高大小而定。该一种光学透镜铣磨的方法，本发明的光学透镜铣磨的方法通过第一步到第五步的粗磨，粗磨后经过第六步的检验，再通过第七步到第八步的精铣削加工，最后再通过第九步和第十步的切削颗粒对镜片进行磨削，最终获得镜片，本发明大幅度提高镜片铣磨后的生产品质。
Description
技术领域
本发明涉及光学透镜铣磨技术领域，尤其涉及一种光学透镜铣磨的方法。
背景技术
最初用于制造镜头的玻璃，就是普通窗户玻璃或酒瓶上的疙瘩，形状类似“冠”，皇冠玻璃或冕牌玻璃的名称由此而来。那时候的玻璃极不均匀，多泡沫。除了冕牌玻璃外还有另一种含铅量较多的燧石玻璃。1790年左右法国人皮而·路易·均纳德发现搅拌玻璃酱可以制造质地均匀的玻璃。1884年蔡司公司的恩斯特·阿贝和奥托·肖特在德国耶拿市创建肖特玻璃厂，在几年内研制了几十种光学玻璃，其中以高折射率的钡质冕牌玻璃的发明为肖特玻璃厂的重要成就之一。
现有的光学镜片大多采用的传统的铣磨加工法来进行加工操作，但铣磨加工只适用于与大弧度的打磨加工，在镜片接触成品镜片时，铣磨加工便无法达到预想的精度要求，在加工过程中容易出现偏差。
为此，我们提出一种光学透镜铣磨的方法。
发明内容
本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种光学透镜铣磨的方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种光学透镜铣磨的方法，包括以下工作步骤：
第一步：判断加工镜片表面的加工状态，如果是凸面，用凹球模磨，如果是磨凹面零件，则用凸球磨；
第二步：确定好加工镜片状态后将其水平放置在机床主轴上，通过夹具对其进行夹紧固定，而后将球模与镜片对准；
第三步：第一粗磨，磨料粒度的选择要根据加工工件弧高大小而定；
第四步：第二粗磨；
第五步：第三粗磨；
第六步：检验；
第七步：精铣削加工；
磨轮刃口对准镜片的一侧，磨轮刃口通过工件顶点，磨轮轴线和工件轴线相交于O点，两轴夹角为α，磨轮绕自身轴高速旋转，工件绕自身轴低速转动；
第八步：再调整零件的磨削量，以保证零件加工后的中心厚度及精度要求，一般为±0.01mm；
第九步：经过上述八个步骤的加工后便可以得到相对完整的半成品镜片，随后将该半成品镜片放入到流体箱中，随后往相中加入流体液，流体液是由水基溶液和切削颗粒组成，其中切削颗粒的直径在70～80μm；
第十步：在镜片放入到流体箱内部后，流体液就会不断地从镜片表面快速流过，同时液体的性质可以使流体液与镜片表面的形状弧度相贴合，通过液体中的切削颗粒对镜片周边以及凹凸面进行磨削操作；
第十一步：在完成磨削操作后，取出镜片进行检测，符合标准后便可以进行后序加工，不符合标准则调整角度重复步骤八中的加工操作。
作为优选，所述第三步中还包括单件弧高大于1mm时，第一道磨料粒度粗于180#，单件弧高在0.4～1mm时，选用180#磨料，单件弧高小于0.4mm时，选用240#或280#磨料。
作为优选，所述第五步中还包括第二粗磨、第三粗磨的磨料力度选择比第一道粗磨磨料粒度要依次减小1、2个粒度号，三道粗磨完后表面粗糙度要求达1.6μm，相当于W40或W28磨料加工的表面；三道磨料不同，三道球模曲率半径也不一样；粗磨用球模的材料多为铸铁；在粗磨过程中应随时检查偏心量和厚度公差。
作为优选，所述第六步中还包括对于凸面镜片，采用检验点进行检验；
第一道粗磨完后，中心留2-4mm圆台；
第二道粗磨完后，检验点被磨去自身直径的1/2～2/3；
第三道粗磨完后，检验点消失，查看擦贴度是否达1/2～2/3。
作为优选，所述第六步中还包括对于凹球镜片，采用检验环进行检验；
第一道粗磨完后，检验环宽度大于1mm；
第二道粗磨完后，检验环宽度大于0.3mm；
第三道粗磨完后，检验环消失，查看擦贴度是否达1/2～2/3。
作为优选，所述磨轮刃的材质可选为金刚石、刚玉和金刚砂，还可选为人造金刚石、人造刚玉、碳化硼、人造碳化硅的一种。
作为优选，所述第七步中：磨轮边缘线速度又称磨削速度，速度控制在12～35m/s，工件线速度实际上是进给速度，速度控制在150～250mm/min。
有益效果
本发明提供了一种光学透镜铣磨的方法。具备以下有益效果：
(1)、该一种光学透镜铣磨的方法，本发明的光学透镜铣磨的方法通过第一步到第五步的粗磨，粗磨后经过第六步的检验，再通过第七步到第八步的精铣削加工，最后再通过第九步和第十步的切削颗粒对镜片进行磨削，最终获得镜片，本发明大幅度提高镜片铣磨后的生产品质。
(2)、该一种光学透镜铣磨的方法，本发明第五步中还包括第二粗磨、第三粗磨的磨料力度选择比第一道粗磨磨料粒度要依次减小1、2个粒度号，三道粗磨完后表面粗糙度要求达1.6μm，相当于W40或W28磨料加工的表面，从而提高了本发明镜片的粗磨效率，为后续精铣削加工也起到了辅助的效果。
(3)、该一种光学透镜铣磨的方法，第六步中包括对于凸面镜片，采用检验点进行检验；第一道粗磨完后，中心留2-4mm圆台；第二道粗磨完后，检验点被磨去自身直径的1/2～2/3；第三道粗磨完后，检验点消失，查看擦贴度是否达1/2～2/3；第六步中还包括对于凹球镜片，采用检验环进行检验；第一道粗磨完后，检验环宽度大于1mm；第二道粗磨完后，检验环宽度大于0.3mm；第三道粗磨完后，检验环消失，查看擦贴度是否达1/2～2/3，从而保证不同镜片在铣磨加工过程中的完成效率，通过不同的检验标准对粗磨后的镜片进行效验，可保证镜片的整体铣磨效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见的，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其他的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明光学透镜铣磨方法流程图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：一种光学透镜铣磨的方法，如图1所示，包括以下工作步骤：
第一步：判断加工镜片表面的加工状态，如果是凸面，用凹球模磨，如果是磨凹面零件，则用凸球磨；
第二步：确定好加工镜片状态后将其水平放置在机床主轴上，通过夹具对其进行夹紧固定，而后将球模与镜片对准；
第三步：第一粗磨，磨料粒度的选择要根据加工工件弧高大小而定；
第三步中还包括单件弧高大于1mm时，第一道磨料粒度粗于180#，单件弧高在0.4～1mm时，选用180#磨料，单件弧高小于0.4mm时，选用240#或280#磨料。
第四步：第二粗磨；
第五步：第三粗磨；
第五步中还包括第二粗磨、第三粗磨的磨料力度选择比第一道粗磨磨料粒度要依次减小1、2个粒度号，三道粗磨完后表面粗糙度要求达1.6μm，相当于W40或W28磨料加工的表面；三道磨料不同，三道球模曲率半径也不一样；粗磨用球模的材料多为铸铁；在粗磨过程中应随时检查偏心量和厚度公差。
第六步：检验；
第七步：精铣削加工；
磨轮刃口对准镜片的一侧，磨轮刃口通过工件顶点，磨轮轴线和工件轴线相交于O点，两轴夹角为α，磨轮绕自身轴高速旋转，工件绕自身轴低速转动；
第七步中：磨轮边缘线速度又称磨削速度，速度控制在12～35m/s，工件线速度实际上是进给速度，速度控制在150～250mm/min。
第八步：再调整零件的磨削量，以保证零件加工后的中心厚度及精度要求，一般为±0.01mm；
第九步：经过上述八个步骤的加工后便可以得到相对完整的半成品镜片，随后将该半成品镜片放入到流体箱中，随后往相中加入流体液，流体液是由水基溶液和切削颗粒组成，其中切削颗粒的直径在70～80μm；
第十步：在镜片放入到流体箱内部后，流体液就会不断地从镜片表面快速流过，同时液体的性质可以使流体液与镜片表面的形状弧度相贴合，通过液体中的切削颗粒对镜片周边以及凹凸面进行磨削操作；
第十一步：在完成磨削操作后，取出镜片进行检测，符合标准后便可以进行后序加工，不符合标准则调整角度重复步骤八中的加工操作。
磨轮刃的材质可选为金刚石、刚玉和金刚砂，还可选为人造金刚石、人造刚玉、碳化硼、人造碳化硅的一种。
实施例二：一种光学透镜铣磨的方法，如图1所示，包括以下工作步骤：
第一步：判断加工镜片表面的加工状态，如果是凸面，用凹球模磨，如果是磨凹面零件，则用凸球磨；
第二步：确定好加工镜片状态后将其水平放置在机床主轴上，通过夹具对其进行夹紧固定，而后将球模与镜片对准；
第三步：第一粗磨，磨料粒度的选择要根据加工工件弧高大小而定；
第三步中还包括单件弧高大于1mm时，第一道磨料粒度粗于180#，单件弧高在0.4～1mm时，选用180#磨料，单件弧高小于0.4mm时，选用240#或280#磨料。
第四步：第二粗磨；
第五步：第三粗磨；
第五步中还包括第二粗磨、第三粗磨的磨料力度选择比第一道粗磨磨料粒度要依次减小1、2个粒度号，三道粗磨完后表面粗糙度要求达1.6μm，相当于W40或W28磨料加工的表面；三道磨料不同，三道球模曲率半径也不一样；粗磨用球模的材料多为铸铁；在粗磨过程中应随时检查偏心量和厚度公差。
第六步：检验；
第六步中还包括对于凸面镜片，采用检验点进行检验；
第一道粗磨完后，中心留2-4mm圆台；
第二道粗磨完后，检验点被磨去自身直径的1/2～2/3；
第三道粗磨完后，检验点消失，查看擦贴度是否达1/2～2/3。
第六步中还包括对于凹球镜片，采用检验环进行检验；
第七步：精铣削加工；
磨轮刃口对准镜片的一侧，磨轮刃口通过工件顶点，磨轮轴线和工件轴线相交于O点，两轴夹角为α，磨轮绕自身轴高速旋转，工件绕自身轴低速转动；
第七步中：磨轮边缘线速度又称磨削速度，速度控制在12～35m/s，工件线速度实际上是进给速度，速度控制在150～250mm/min。
第八步：再调整零件的磨削量，以保证零件加工后的中心厚度及精度要求，一般为±0.01mm；
第九步：经过上述八个步骤的加工后便可以得到相对完整的半成品镜片，随后将该半成品镜片放入到流体箱中，随后往相中加入流体液，流体液是由水基溶液和切削颗粒组成，其中切削颗粒的直径在70～80μm；
第十步：在镜片放入到流体箱内部后，流体液就会不断地从镜片表面快速流过，同时液体的性质可以使流体液与镜片表面的形状弧度相贴合，通过液体中的切削颗粒对镜片周边以及凹凸面进行磨削操作；
第十一步：在完成磨削操作后，取出镜片进行检测，符合标准后便可以进行后序加工，不符合标准则调整角度重复步骤八中的加工操作。
磨轮刃的材质可选为金刚石、刚玉和金刚砂，还可选为人造金刚石、人造刚玉、碳化硼、人造碳化硅的一种。
实施例三：一种光学透镜铣磨的方法，如图1所示，包括以下工作步骤：
第一步：判断加工镜片表面的加工状态，如果是凸面，用凹球模磨，如果是磨凹面零件，则用凸球磨；
第二步：确定好加工镜片状态后将其水平放置在机床主轴上，通过夹具对其进行夹紧固定，而后将球模与镜片对准；
第三步：第一粗磨，磨料粒度的选择要根据加工工件弧高大小而定；
第三步中还包括单件弧高大于1mm时，第一道磨料粒度粗于180#，单件弧高在0.4～1mm时，选用180#磨料，单件弧高小于0.4mm时，选用240#或280#磨料。
第四步：第二粗磨；
第五步：第三粗磨；
第五步中还包括第二粗磨、第三粗磨的磨料力度选择比第一道粗磨磨料粒度要依次减小1、2个粒度号，三道粗磨完后表面粗糙度要求达1.6μm，相当于W40或W28磨料加工的表面；三道磨料不同，三道球模曲率半径也不一样；粗磨用球模的材料多为铸铁；在粗磨过程中应随时检查偏心量和厚度公差。
第六步：检验；
第六步中还包括对于凸面镜片，采用检验点进行检验；
第一道粗磨完后，中心留2-4mm圆台；
第二道粗磨完后，检验点被磨去自身直径的1/2～2/3；
第三道粗磨完后，检验点消失，查看擦贴度是否达1/2～2/3。
第六步中还包括对于凹球镜片，采用检验环进行检验；
第一道粗磨完后，检验环宽度大于1mm；
第二道粗磨完后，检验环宽度大于0.3mm；
第三道粗磨完后，检验环消失，查看擦贴度是否达1/2～2/3。
第七步：精铣削加工；
磨轮刃口对准镜片的一侧，磨轮刃口通过工件顶点，磨轮轴线和工件轴线相交于O点，两轴夹角为α，磨轮绕自身轴高速旋转，工件绕自身轴低速转动；
第七步中：磨轮边缘线速度又称磨削速度，速度控制在12～35m/s，工件线速度实际上是进给速度，速度控制在150～250mm/min。
第八步：再调整零件的磨削量，以保证零件加工后的中心厚度及精度要求，一般为±0.01mm；
第九步：经过上述八个步骤的加工后便可以得到相对完整的半成品镜片，随后将该半成品镜片放入到流体箱中，随后往相中加入流体液，流体液是由水基溶液和切削颗粒组成，其中切削颗粒的直径在70～80μm；
第十步：在镜片放入到流体箱内部后，流体液就会不断地从镜片表面快速流过，同时液体的性质可以使流体液与镜片表面的形状弧度相贴合，通过液体中的切削颗粒对镜片周边以及凹凸面进行磨削操作；
第十一步：在完成磨削操作后，取出镜片进行检测，符合标准后便可以进行后序加工，不符合标准则调整角度重复步骤八中的加工操作。
磨轮刃的材质可选为金刚石、刚玉和金刚砂，还可选为人造金刚石、人造刚玉、碳化硼、人造碳化硅的一种。
影响球面曲率半径精度的误差主要包括以下几种情况：
第一：角度调整误差和磨轮刃口尺寸误差
(1)dα＞0(即α比理论值大)，则曲率半径R减小；反之则反。
(2)dα一定时，α愈小(即R愈大)，dR愈大。
(3)磨轮r误差dr对曲率半径的影响是：对凸球面，r增大(刃口变钝)，R减小；对凹球面，r增大，|R|增大；
(4)磨轮中径Dm的误差dDm对曲率半径误差的影响是dDm＞0，则|R|增大。
(5)当dα、dr和dDm为一定时，α越大，dR越小。
第二：中心调整误差的影响
中心调整误差是指经过角度调整之后，磨轮端面刃口并未正好处于工件表面
中心，而存在一定的偏离差。
第三：磨轮轴与工件轴共面调整误差
铣磨机使用时，一般不作磨轮轴与工件轴共面误差的调整，而由机床装校保证。如果存在磨轮轴与工件轴的共面误差h，球面方程将变为高次曲线的回转面。
第四：磨轮轴和工件轴径向跳动的影响
径向跳动的影响，将使工件表面产生非球面误差。磨轮轴与工件轴径向跳动允差在0.005～0.01mm范围内，对球面半径精度影响不大。
影响透镜中心厚度误差的因素：
第一、磨轮轴和工件轴轴向跳动的影响一般铣磨机两轴的轴向跳动量均为0.005mm。因此，轴向跳动影响的最大误差是0.01mm。
第二、夹具精度对透镜中心厚度的影响，主要是由于夹具制造误差和对夹具使用不当造成的。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上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。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种光学透镜铣磨的方法，其特征在于：包括以下工作步骤：
第一步：判断加工镜片表面的加工状态，如果是凸面，用凹球模磨，如果是磨凹面零件，则用凸球磨；
第二步：确定好加工镜片状态后将其水平放置在机床主轴上，通过夹具对其进行夹紧固定，而后将球模与镜片对准；
第三步：第一粗磨，磨料粒度的选择要根据加工工件弧高大小而定；
第四步：第二粗磨；
第五步：第三粗磨；
第六步：检验；
第七步：精铣削加工；
磨轮刃口对准镜片的一侧，磨轮刃口通过工件顶点，磨轮轴线和工件轴线相交于O点，两轴夹角为α，磨轮绕自身轴高速旋转，工件绕自身轴低速转动；
第八步：再调整零件的磨削量，以保证零件加工后的中心厚度及精度要求，一般为±0.01mm；
第九步：经过上述八个步骤的加工后便可以得到相对完整的半成品镜片，随后将该半成品镜片放入到流体箱中，随后往相中加入流体液，流体液是由水基溶液和切削颗粒组成，其中切削颗粒的直径在70～80μm；
第十步：在镜片放入到流体箱内部后，流体液就会不断地从镜片表面快速流过，同时液体的性质可以使流体液与镜片表面的形状弧度相贴合，通过液体中的切削颗粒对镜片周边以及凹凸面进行磨削操作；
第十一步：在完成磨削操作后，取出镜片进行检测，符合标准后便可以进行后序加工，不符合标准则调整角度重复步骤八中的加工操作。
2.根据权利要求1所述的一种光学透镜铣磨的方法，其特征在于：所述第三步中还包括单件弧高大于1mm时，第一道磨料粒度粗于180#，单件弧高在0.4～1mm时，选用180#磨料，单件弧高小于0.4mm时，选用240#或280#磨料。
3.根据权利要求1所述的一种光学透镜铣磨的方法，其特征在于：所述第五步中还包括第二粗磨、第三粗磨的磨料力度选择比第一道粗磨磨料粒度要依次减小1、2个粒度号，三道粗磨完后表面粗糙度要求达1.6μm，相当于W40或W28磨料加工的表面；三道磨料不同，三道球模曲率半径也不一样；粗磨用球模的材料多为铸铁；在粗磨过程中应随时检查偏心量和厚度公差。
4.根据权利要求1所述的一种光学透镜铣磨的方法，其特征在于：所述第六步中还包括对于凸面镜片，采用检验点进行检验；
第一道粗磨完后，中心留2-4mm圆台；
第二道粗磨完后，检验点被磨去自身直径的1/2～2/3；
第三道粗磨完后，检验点消失，查看擦贴度是否达1/2～2/3。
5.根据权利要求4所述的一种光学透镜铣磨的方法，其特征在于：所述第六步中还包括对于凹球镜片，采用检验环进行检验；
第一道粗磨完后，检验环宽度大于1mm；
第二道粗磨完后，检验环宽度大于0.3mm；
第三道粗磨完后，检验环消失，查看擦贴度是否达1/2～2/3。
6.根据权利要求1所述的一种光学透镜铣磨的方法，其特征在于：所述磨轮刃的材质可选为金刚石、刚玉和金刚砂，还可选为人造金刚石、人造刚玉、碳化硼、人造碳化硅的一种。
7.根据权利要求1所述的一种光学透镜铣磨的方法，其特征在于：所述第七步中：磨轮边缘线速度又称磨削速度，速度控制在12～35m/s，工件线速度实际上是进给速度，速度控制在150～250mm/min。
Priority Applications (1)
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| CN202211010545.1A CN115302358A (zh) | 2022-08-23 | 2022-08-23 | 一种光学透镜铣磨的方法 |
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Publications (1)
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ID=83864732
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| CN202211010545.1A Withdrawn CN115302358A (zh) | 2022-08-23 | 2022-08-23 | 一种光学透镜铣磨的方法 |
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2022
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20221108 |