[发明专利]一种带平台非球凸面硅透镜的加工方法

说明书

本发明提供了一种带平台非球凸面硅透镜加工方法，用以解决现有技术中中非球凸面装配平台不易加工的问题。所述加工方法包括：S1，将硅透镜毛坯料的非加工面及外圆固定，将加工面粗磨形成球面，在中心厚度方向预留第一加工余量；S3，利用点接触的方式，将加工面的球面加工成所需要的非球面形状，并加工出平台，在中心厚度方向预留第三加工余量；S5，利用单点金刚石车削或超精密点接触磨削的方式，逐层去掉第三加工余量，将加工面加工成带平台的非球凸面，达到加工尺寸，达到光学指标要求。本发明将面(线)接触和点接触超精加工相结合，制备出精密的带平台非球凸面硅透镜，实现了非球凸面硅透镜的制备，使其顺利完成非球凸面硅透镜在应用中的装配。

技术领域

本发明属于光学超精密加工领域，具体涉及一种带平台非凸球面硅透镜的加工方法。

背景技术

光学系统中应用非球面可以起到优化成像质量、简化系统结构的作用，并且随着光学设计和光学零件制造技术的不断进步，非球面在光学系统中的应用越来越广泛。

现有技术中，考虑到加工工艺性，多将非球面透镜的凹面设计成平台形式，而凸面很少设计成平台形式，带平台凸非球面透镜的加工也鲜见报道。现有非球面的加工，首先应用铣磨或者研磨的方式加工出最佳拟合球面，再加工非球面。但是，按照一般非球面先加工最佳拟合球面再加工非球面的工艺路线，应用现有范成法线接触铣磨或利用磨盘面接触形式粗磨成形最佳拟合球面加工带平台凸非球面最佳拟合球面过程中，砂轮或者磨盘将与平台发生干涉；在进行光学表面加工时，硅材料非球面采用面接触加工时，在平台与凸面连接处也将发生干涉，很难完成带平台的双凸非球面透镜的加工。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本发明旨在提供一种带平台非球凸面硅透镜的加工方法，将面接触和点接触相结合，经过球面加工、带平台的凸面加工和超精细加工，制备出精密的带平台非球凸面硅透镜，实现了非球凸面硅透镜的制备，也可顺利完成非球凸面硅透镜在应用中的装配。

为了实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

一种带平台非球凸面硅透镜加工方法，所述加工方法包括如下步骤：

步骤S1，将硅透镜毛坯料的非加工面及外圆固定，将加工面粗磨形成球面，在中心厚度方向预留第一加工余量；

步骤S3，利用点接触的方式，将加工面的球面加工成所需要的非球面形状，并加工出平台，在中心厚度方向预留第三加工余量；

步骤S5，利用单点金刚石车削或超精密点接触磨削的方式，逐层去掉第三加工余量，将加工面加工成带平台的非球凸面，达到加工尺寸，所述非球凸面、平台及相接处达到预设光学指标要求。

上述方案中，所述带平台非球凸面硅透镜为单面或双面；当所述硅透镜为双凸非球面时，加工过程中，步骤S1后将硅透镜翻面，重复步骤S1；步骤S3后将硅透镜翻面，重复步骤S3；步骤S5后将硅透镜翻面，重复步骤S5。

上述方案中，球面半径为第一面平台两个边缘点以及非球凸面中心顶点三点确定的圆弧的半径。

上述方案中，所述粗磨形成球面，采用杯形砂轮线接触范成法铣磨或者磨盘面接触粗磨的方式进行加工。

上述方案中，所述步骤S3中，点接触加工方式采用直角杯形轮铣磨成形或者单点金刚石车削粗车成形方式。

上述方案中，第一加工余量取值为0.5mm-0.8mm；第三加工余量取值为0.1mm-0.3mm。

上述方案中，所述步骤S5中，采用单点金刚石刀具，直接车削出加工面所需要形状及精度，中心厚度直接打到指标要求尺寸；或采用超精密机床利用超精密磨削出加工面带平台的非球凸面。

上述方案中，所述加工方法，还包括：

步骤S7，清洗，完成后转下道工序。