[发明专利]适用于薄壁环形非球面光学零件的抛光方法及系统

说明书

本发明提供了一种适用于薄壁环形非球面光学零件的抛光方法及系统，上盘工装粘接步骤：将铣磨完毕的零件粘接在上盘工装上；零件最接近球面计算步骤：获取零件最接近球曲率半径信息；抛光垫选择步骤：设置抛光垫厚度为预定厚度，设置抛光垫形状为设定形状，获取抛光垫厚度信息；磨具加工步骤：根据抛光垫厚度信息、零件最接近球曲率半径信息，计算模具曲率半径，加工设定曲率半径的磨具；光顺加工步骤：使用设定曲率半径的磨具，对零件进行光顺加工，获取预定表面粗糙度、预定面形精度的零件。本发明可高效率的加工非球面光学零件，大大降低非球面光学零件的加工时间，节约成本。

技术领域

本发明涉及光学零件抛光领域，具体地，涉及一种适用于薄壁环形非球面光学零件的抛光方法及系统，尤其涉及一种薄壁环形非球面光学零件的高效抛光方法。

背景技术

非球面光学零件是表面形状偏离球面的光学元件，比传统平面、球面光学元件具有更大的自由度和灵活性，且形状多样。因而能有效地校正各种像差，改善像质，并减少系统所需光学元件的数量，减小系统外形尺寸，减轻系统重量等。非球面光学零件的加工一般经过铣磨、研磨、抛光加工，其加工流程依次包括：(1)加工准备；(2)铣磨；(3)研磨；(4)抛光；(5)清洗；(6)检查。

准备工序是为准备非球面光学零件加工中所需的毛坯料、砂轮、工装、辅料等；铣磨工序是为将毛坯铣磨成所需的非球面，在此工序中将产生较大的亚表面损伤层，零件表面粗糙度较大；研磨工序是为将铣磨工序中产生的损伤层去除，并进一步提高零件面形精度和表面质量，该工序一般采用数控机床采用循轨法加工，所采用的辅料可选择为金刚石微粉、碳化硅、氧化铝等；抛光工序是在研磨工序的基础上进一步降低零件损伤层，以及进一步提高零件面形精度和表面质量，该工序主要是采用多轴数控加工设备完成，采用的抛光微粉可选择为金刚石、碳化硅、氧化铝、氧化铈、氧化锆、氧化铁等；清洗工序是为去除抛光加工过程中零件附着的污染物等；检验工序是为检验零件面形精度和表面质量是否达到设计要求。在非球面常规加工方法中，零件的研磨加工需采用精度较高的多轴联动的数控加工设备加工，造成加工成本升高。为降低设备成本，一般是将研磨工序与抛光工序合并为一道工序，铣磨成型后直接进行抛光加工，该种加工模式将大大增加加工时间，降低非球面光学零件的加工效率。为此探索出一种操作方便、可实现非球面尤其是薄壁环形光学非球面零件加工效率的方法是必要的。

专利文献CN108927713A公开了一种一种光学零件的抛光方法，本发明光学零件的抛光方法采用PET胶带代替现有技术中的保护漆，PET胶带简单易得，不仅保护了保护面，使得光学零件与胶模固定连接，抛光结束后，PET胶带又易撕离而不留残胶，可以避免涂抹保护漆带来的诸多技术问题。该专利在改善非球面光学零件的加工效率仍有提升的空间。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于薄壁环形非球面光学零件的抛光方法及系统。

根据本发明提供的一种适用于薄壁环形非球面光学零件的抛光方法，包括：上盘工装粘接步骤：将铣磨完毕的零件粘接在上盘工装上；零件最接近球面计算步骤：计算出零件最接近球曲率半径，获取零件最接近球曲率半径信息；抛光垫选择步骤：设置抛光垫厚度为预定厚度，设置抛光垫形状为设定形状，获取抛光垫厚度信息；磨具加工步骤：根据抛光垫厚度信息、零件最接近球曲率半径信息，计算模具曲率半径，加工设定曲率半径的磨具；光顺加工步骤：使用设定曲率半径的磨具，通过抛光垫对零件进行光顺加工，获取预定表面粗糙度、预定面形精度的零件。

优选地，抛光垫选择步骤包括：具体厚度选择步骤：选择厚度为0.2mm-3mm的聚氨酯作为抛光垫；具体形状选择步骤：设置抛光垫形状为以下任一种形状：-五角星形状；-玫瑰花形状。

优选地，还包括：抛光液配置步骤：抛光液采用以下任一种原料配制：-氧化铈；-氧化铝；-氧化锆；-金刚石；-氧化铁；配制抛光液浓度为2％-10％。