[发明专利]利用球面铣磨机加工光学透镜中心孔的方法

说明书

技术领域

本发明属于光学零件制造技术领域，涉及一种利用球面铣磨机加工光学透镜中心孔的方法。

背景技术

根据透镜中心孔的尺寸大小，并考虑所用金刚砂的粒度尺寸，制作出空心套筒，在普通钻床上完成内孔加工。内孔的尺寸由空心套筒的外径和所用金刚砂的粒度决定。由于加工过程中空心套筒的磨损及变形，加工的孔成喇叭状，锥度大。随着光学透镜中心孔精度要求的提高，普通钻床制作的中心孔无法满足技术指标的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用球面铣磨机加工光学透镜中心孔的方法，以解决普通钻床制作的中心孔无法满足高精度指标的要求。

为实现上述目的，本发明的利用球面铣磨机加工光学透镜中心孔的方法步骤如下：

（1）选择直径小于加工透镜中心孔直径的磨轮，并测量磨轮外径D和壁厚d，计算磨轮中径D_M=D-d，磨轮小半径r=d/2；

（2）在球面铣磨机的中心孔加工模块中分别输入磨轮中径D_M、磨轮小半径r和完工厚度尺寸的数值；

（3）球面铣磨机根据步骤（2）中的中心孔加工模块中输入的数值对加工透镜进行中心孔加工，在距离完工厚度尺寸0.5mm时手动停止球面铣磨机，使球面铣磨机归零位；

（4）测量已加工的实际孔尺寸φ_实，根据实际孔尺寸φ_实及要求完工孔的尺寸φ_孔，计算虚拟磨轮中径尺寸D_M′=D_M+（φ_孔-φ_实）；

（5）将球面铣磨机的中心孔加工模块中的磨轮中径D_M的值修改为虚拟磨轮中径D_M′；

（6）根据中心孔加工模块中修改后的数值重新进行加工，在距离完工厚度尺寸0.5mm时手动停止球面铣磨机，使球面铣磨机归零位；

（7）测量孔的完工尺寸φ_实′，看其是否在要求完工孔的尺寸范围之内；若是不在，则重复步骤（4）、（5）、（6），直到在要求完工孔的尺寸范围之内；

（8）在加工透镜的内孔锐边保护性倒角0.3mm×45°，完成加工透镜中心孔的加工。

进一步的，所述步骤（2）中完工厚度尺寸是被加工透镜的毛坯尺寸与孔处的最大实体尺寸差值再减去1mm。

进一步的，所述步骤（3）中对加工透镜进行加工之前，先加工一个与加工透镜外径一致的辅助透镜，且该辅助透镜凸面与加工透镜凹面的曲率半径数值相同，另一面为平面；再将加工透镜与辅助透镜曲率半径相同、符号相反的两个面粘接构成一个粘接体；并且在加工透镜的内孔锐边之前将加工透镜与辅助透镜分离。

进一步的，所述加工透镜与辅助透镜曲率半径相反的两个面粘接具体方式为：将加工透镜、辅助透镜放在电热板上，缓慢加热至胶条蜡刚能融化的温度70℃～80℃，在辅助透镜、加工透镜的粘结面上涂一层薄而均匀的胶条蜡，再缓慢将加工透镜放在辅助透镜上，两透镜的外径对正，自然冷却至室温。

进一步的，所述将加工透镜与辅助透镜分离的具体方式是：将打好孔的加工透镜、辅助透镜的粘接体放在电热板上，缓慢加热至胶条蜡完全融化的温度90℃～100℃，缓慢将加工透镜从辅助透镜上取下，自然冷却至室温。

本发明的利用球面铣磨机加工光学透镜中心孔的方法，利用现有的光学数控设备球面铣磨机的功能及铣磨球面的原理，先将孔看作为平面零件来铣磨，再将平面看作是曲率半径无穷大的球面，虚拟被加工透镜为等同于其最大实体厚度的平面零件，由于零件的外径尺寸的一半应为磨轮的直径的2/3,在程序中根据磨轮的实际尺寸虚拟零件的外径尺寸保证机床程序的正常运行，先在光学透镜上加工出一个中心孔，称为中心预孔。测量实际中心预孔的尺寸，计算出虚拟磨轮的中径尺寸。更改中心孔加工模块中的磨轮中径为虚拟磨轮的中径尺寸，利用同一个磨轮制作出满足尺寸公差要求的透镜中心孔。

对加工透镜的夹具设计采用真空吸附型，为避免透镜中心孔打好时改变真空吸附状态造成透镜走动，设计了辅助透镜。辅助透镜的外圆与透镜外圆一致，具有一定的厚度，保证透镜中心孔打透时辅助透镜未透，保证透镜仍处于被吸附的状态。加工过程中还采用手动停机技巧，在孔打透后且加工程序还在运行的过程中及时停机，然后归零位，则改变了机床加工程序运行完毕后的归零路线，磨轮按照先垂直上升后水平移动的方式安全回至零位，避免程序运行完毕自动停止后磨轮直接沿斜线回零位而撞坏零件。

附图说明

图1是铣磨球面原理示意图；