[发明专利]一种自由曲面棱镜的定位设计及加工方法

权利要求书

1.一种自由曲面棱镜的定位设计及加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：根据光学设计要求的自由曲面棱镜外形加工棱镜毛坯；在棱镜毛坯的两侧非光学面对称设计加工有辅助基准工艺台；所述辅助基准工艺台上具有若干定位基准面；所述定位基准面的个数与棱镜毛坯中需要分别加工的自由曲面个数一致，定位基准面与需要分别加工的自由曲面一一对应；定位基准面的角度根据其对应的自由曲面确定：对于某一待加工的自由曲面，其对应的定位基准面平行于该自由曲面中矢高最低点的切线；

步骤2：设计并加工铣磨、抛光和检测一体化工装：每个一体化工装对应一个待加工的自由曲面；

所述一体化工装主体为圆柱结构，其外圆为回转中心定位基准；一体化工装主体一端设计加工有与机床连接的接口，另一端设计加工有用于找正基准方向的定位基准以及用于放置棱镜毛坯的沉台；沉台内部两侧设置有与定位基准面对应的定位基准台；所述定位基准面为当前一体化工装对应的待加工自由曲面在辅助基准工艺台中对应的定位基准面；

步骤3：将棱镜毛坯放入一体化工装的沉台中，定位基准面放置在定位基准台上并胶粘固定，待加工自由曲面露出一体化工装表面；

步骤4：在后续的整个磨削、抛光、检测过程中棱镜毛坯与一体化工装不分离，直至检验合格为止，取出自由曲面棱镜；

步骤5：针对不同的待加工自由曲面，重复步骤2~步骤4完成各个自由曲面的加工，其中每个待加工自由曲面对应各自的一体化工装。

2.根据权利要求1所述一种自由曲面棱镜的定位设计及加工方法，其特征在于：一体化工装的沉台面积根据加工对应自由曲面时的棱镜毛坯投影面积确定；沉台深度以及定位基准台的深度根据加工对应自由曲面时的待加工自由曲面高度确定，保证加工工具与待加工自由曲面不存在干涉。

3.根据权利要求1所述一种自由曲面棱镜的定位设计及加工方法，其特征在于：一体化工装的沉台四角设计加工有容胶槽。

4.根据权利要求1所述一种自由曲面棱镜的定位设计及加工方法，其特征在于：辅助基准工艺台的面积占自由曲面棱镜侧面面积的1/3~1/5。