[发明专利]一种带中心孔的锗玻璃透镜的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及透镜冷加工技术领域，具体涉及一种带中心孔的锗玻璃透镜的加工方法。

背景技术

目前，对于锗玻璃透镜的光学加工，一般仅限于规则外形的透镜。对于锗玻璃材料的使用，一般也是尽量地采用简单的外形结构，减少透镜的加工环节。主要原因是锗玻璃材料热胀系数大，导致工作表面面形变化大，且加工过程极容易炸裂；材料硬度小，质地疏松，很小的机械冲击力就能够导致毛坯破裂。外形规则的一般透镜其主要手段还是研磨抛光。对于带中心孔的锗玻璃透镜，除了要保证良好的工作表面面形，还要进行中心孔的加工，其工艺过程更为复杂，加工风险更高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何设计一种能够保证锗玻璃透镜面形精度和中心孔形位公差要求的锗玻璃透镜的加工方法。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种带中心孔的锗玻璃透镜的加工方法，包括以下步骤：

S1、对锗玻璃材料切割下料，得到锗玻璃透镜毛坯；

S2、对步骤S1得到的所述锗玻璃透镜毛坯进行粗磨，得到锗玻璃透镜粗磨毛坯；

S3、对步骤S2得到的所述锗玻璃透镜粗磨毛坯进行精磨，得到锗玻璃透镜精磨毛坯；

S4、对步骤S3得到的所述锗玻璃透镜精磨毛坯进行抛光，得到锗玻璃透镜抛光毛坯；

S5、对步骤S4得到的锗玻璃透镜抛光毛坯进行定中心加工，然后进行磨外圆加工；

S6、对步骤S5得到的锗玻璃透镜的抛光表面进行涂漆处理，然后将制作好的保护工装与锗玻璃透镜的两面分别粘合，得到锗玻璃透镜组件；

S7、对步骤S6得到的锗玻璃透镜组件进行钻中心孔加工，然后进行拆分，得到钻孔后的锗玻璃透镜；

S8、对步骤S7得到的钻孔后的锗玻璃透镜进行扩孔加工，得到带中心孔的锗玻璃透镜。

优选地，步骤S1得到的所述锗玻璃透镜毛坯留有2～3mm的余量。

优选地，步骤S2，依据预设的凹凸球面半径R值铣磨或手开球面，得到的所述锗玻璃透镜粗磨毛坯的边缘厚度差Δt小于0.02～0.05mm。

优选地，步骤S3中精磨时去除所述锗玻璃透镜粗磨毛坯0.4mm的余量。

优选地，步骤S4中，所述抛光分为粗抛光和精抛光，粗抛光采用W1氧化铝微粉悬浮液，抛光时间为30～60min，粗抛光去除量为0.03～0.04mm；精抛光采用W0.1金刚石微粉悬浮液，抛光时间为4h～12h，抛光时间为60～80min，抛光去除量为0.01～0.02mm。

优选地，步骤S5中进行磨外圆时的去除量为2mm～3mm，且使得磨外圆后外圆的跳动量不大于0.005mm。

优选地，步骤S6中使用的所述保护工装为玻璃材料，且所述保护工装包括两个工装零件A和B，A零件外形同平凹透镜或平凸透镜，A零件的球面半径与涂漆处理后的锗玻璃透镜的第一面的半径值接近，符号相反，口径与涂漆处理后的锗玻璃的口径相等，使A零件的球面与涂漆处理后的锗玻璃透镜的第一面贴合，两表面之间保留0.3mm的胶层空间，A零件与锗玻璃透镜的贴合面通过粘接胶结合，并使两者外圆对正，A零件的中心厚度大于涂漆处理后的锗玻璃透镜第一面的球面矢高值。同理制作B零件(B零件外形同平凸透镜或平凹透镜，B零件的球面半径与涂漆处理后的锗玻璃透镜的第二面的半径值接近，符号相反，口径与涂漆处理后的锗玻璃的口径相等，使B零件的球面与涂漆处理后的锗玻璃透镜的第二面贴合，两表面之间保留0.3mm的胶层空间，B零件与锗玻璃透镜的贴合面通过粘接胶结合，并使两者外圆对正，B零件的中心厚度大于涂漆处理后的锗玻璃透镜第二面的球面矢高值)，A零件和B零件的组合形成了对锗玻璃透镜抛光表面的防护作用，A、B零件和粘接后的锗玻璃透镜的整体组件将作为后道工序的加工对象。

优选地，步骤S8中进行扩孔加工时，外圆的跳动量不大于0.01mm。

(三)有益效果

本发明设计了一种高精度的带中心孔的锗玻璃透镜的加工工艺流程，采用特殊设计的保护工装进行透镜保护后再进行精密钻孔，对锗玻璃透镜起到了很好的防护作用，使透镜在钻孔过程中免于炸裂，且不破坏透镜的表面光洁度；本发明采用了精密扩孔方法，有效地保障了锗玻璃透镜中心孔的形状精度和位置精度，中心孔相对零件轴线同轴度达到0.01mm，中心孔内径的尺寸公差小于0.04mm。本发明的加工方法便捷有效，加工精度高风险低，最后加工得到的带中心孔的锗玻璃透镜的合格率可以达到100％，尤其在批量生产中质量稳定并提高成品率。