[发明专利]一种光学透镜双面抛光方法

说明书

一种光学透镜双面抛光方法，属于超精密加工领域。该双面抛光方法通过在透镜上下位置设置磨具，在抛光过程中磨具贴合透镜上下表面往复摆动，产生相对运动去除表面材料，实现透镜上下表面同时抛光。抛光过程中磨具的运动包括上下磨具的自身转动和上下磨具整体往复摆动，其中上下磨具的自身转动由电机带动完成，摆杆通过万向节带动上下磨具完成其相对于待抛光透镜的圆轨迹摆动。且抛光过程中的采用通过磨具中心供液方式或外部滴液方式进行抛光液供给。本发明为了消除去除不均匀的问题，抛光过程中采用磨具摆动加工和工件翻面抛光的方法，能实现高效率的非平面透镜的双面高精度加工，且该方法可以应用于不同类型透镜的双面抛光。

技术领域

本发明属于超精密加工领域，涉及一种曲面透镜的双面抛光装置，具体涉及一种针对球面/非球面透镜的高效加工方法。

背景技术

近年来，随着激光聚变国家重大科学工程、高分辨对地观测重大科技专项及各种光机电产品需求日益增长的推动下，光学元件的超精密加工正向着高精度、高效率、低成本方向发展。尤其是智能手机及数码电子设备行业的飞速发展，其性能需求提升导致的光学镜头的精度需求也越来越高，作为光学镜头的核心零部件球面/非球面光学元件，其精度也往往要求达到纳米/亚纳米量级。

光学元件的抛光方法有很多，如化学机械抛光、游离磨料抛光、等离子体抛光及离子束抛光等。游离磨料抛光起步较早由于其具有的参数易控制，性能稳定的优点在工程领域有着广泛的应用。通常，传统方法中对于几十到几百口径的光学元件会制作与其面形相匹配的抛光磨具结合游离磨料进行抛光。但传统方法对于单个光学元件来说，要实现对其的完全加工必须在抛光过程中进行翻面。由于抛光步骤较繁琐需要不停的翻面，通常花费较多的人力且效率不高。

为提升光学元件的抛光效率，一些研究也进行了相关探索，比如：专利CN201822194991.8公开了一种透镜双面抛光装置，提出了一种实现透镜双面抛光的系统可以对透镜部分区域进行双面抛光。专利CN201710958602.1公开了一种简易双面适用于不规则透镜的双面抛光机使用特定的结构并结合小磨头实现了对不规则透镜的双面抛光。专利CN201610991703.4公开了一种磁流变双面抛光装置，结合磁流变方法，通过改变磁场作用和区域尺寸和形状、磁流变输送带尺寸等以适应不同口径平面或曲面元件的双面抛光，但此方法需要根据透镜面形制作不同形状的磁盒及工作磁铁，实现条件苛刻且成本较高。综上，上述装置或方法大多偏向于实现双面抛光的装置或系统，均未体现磨具和透镜之间的关系且对光学元件抛光效率的提升效果有限。

发明内容

针对上述方法存在的抛光方法复杂、抛光过程繁琐及抛光效率低的问题。本发明提出一种可高效抛光光学透镜的双面抛光方法。本发明提出的方法简单，在透镜双面分别布置相应的抛光磨具，通过控制磨具面形及磨头运动轨迹既即可实现光学透镜的高效超精密抛光。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种光学透镜双面抛光方法，该双面抛光方法通过在透镜上下位置设置磨具，在抛光过程中磨具贴合透镜上下表面往复摆动，产生相对运动去除表面材料，实现透镜上下表面同时抛光。所述的光学透镜双面抛光方法，其中光学透镜包括双凸型、双凹型和凹凸型透镜，具体包括以下步骤：

第一步：选取曲率半径大于514.92mm的待抛光透镜，将待抛光透镜放置于上下磨具中间位置。上下磨具远离透镜的端部分别与万向节连接，万向节与摆杆连接。

第二步：调整位置保证透镜上下表面与上下磨具内表面相贴合或接触，调节透镜上下磨具上的加载压力，压紧透镜，进行摆动加工。