專利名稱：非球面光學(xué)元件夾具及非球面光學(xué)元件加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)元件加工技術(shù)，尤其涉及一種非球面光學(xué)元件夾具及非球面光學(xué)元件加工方法。
背景技術(shù)：
隨著光學(xué)行業(yè)的飛速發(fā)展，越來(lái)越多的高精密光學(xué)儀器采用非球面光學(xué)元件設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)。非球面光學(xué)元件可以相對(duì)容易的矯正多種像差，從而比單純使用球面光學(xué)元件得到更好的成像效果；一個(gè)非球面光學(xué)元件能代替多個(gè)球面光學(xué)元件，從而簡(jiǎn)化儀器結(jié)構(gòu)、降低儀器成本、并有效減輕儀器體積和重量?，F(xiàn)有技術(shù)中，非球面光學(xué)元件加工采用計(jì)算機(jī)控制的銑磨機(jī)、拋光機(jī)對(duì)非球面光學(xué)元件毛坯進(jìn)行銑磨、精磨和拋光，進(jìn)而獲得高精度面形和表面粗糙度。在銑磨機(jī)對(duì)非球面 光學(xué)元件拋光前，需要將非球面光學(xué)元件毛坯粘接到夾具上，然后將夾具螺紋固定或頂絲配合固定在銑磨機(jī)的主軸上。非球面光學(xué)元件不能像球面光學(xué)元件那樣采用定心磨邊保證偏心量，只能靠粘結(jié)的夾具精度來(lái)保證偏心的容差?，F(xiàn)有夾具在加工非球面光學(xué)元件時(shí)，只能靠夾具的精度來(lái)定心(定心是指光軸與機(jī)械軸盡可能重合，完工后要滿足公差的要求)。由于非球面光學(xué)元件毛坯僅靠粘接固定在夾具上，在銑磨過(guò)程中非球面光學(xué)元件毛坯與夾具間易發(fā)生微小的位移，無(wú)法保持加工過(guò)程的穩(wěn)定，致使加工的非球面光學(xué)元件容易偏心，而且很難矯正。當(dāng)加工大曲率(小半徑)光學(xué)元件時(shí)，這種位移量很小，是因?yàn)橹行目詹蹖?duì)大曲率的表面有夾持的作用，而在加工小曲率(大半徑)的光學(xué)兀件時(shí)，非球面光學(xué)兀件毛還的位移量大，中心空槽夾持不住大半徑的元件，導(dǎo)致小曲率的光學(xué)元件發(fā)生較大偏心，致使其無(wú)法滿足使用要求。設(shè)計(jì)和研發(fā)更加合理的非球面光學(xué)元件夾具，以實(shí)現(xiàn)有效夾持非球面光學(xué)元件，尤其是提高小曲率非球面光學(xué)元件加工過(guò)程中的穩(wěn)定性，成為一亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述非球面光學(xué)元件與夾具間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的問題，提出一種非球面光學(xué)元件夾具，以實(shí)現(xiàn)有效夾持非球面光學(xué)元件毛坯，增強(qiáng)非球面光學(xué)元件加工過(guò)程中穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種非球面光學(xué)元件夾具，包括下端能與銑磨機(jī)主軸配合固定的夾具座，所述夾具座頂端嵌設(shè)有大小與非球面光學(xué)元件毛坯相匹配的定位槽，所述定位槽的上沿低于非球面光學(xué)元件毛坯的加工面。進(jìn)一步地，所述夾具座為柱狀?yuàn)A具座。進(jìn)一步地，所述定位槽底端設(shè)置有通孔。進(jìn)一步地，所述通孔與柱狀?yuàn)A具座軸線平行。進(jìn)一步地，所述定位槽的橫截面為圓形。進(jìn)一步地，所述非球面光學(xué)元件夾具為陶瓷夾具、不銹鋼夾具或鋁合金夾具。
本發(fā)明的另一個(gè)目的還提供了一種非球面光學(xué)元件加工方法，可制備高精度非球面光學(xué)元件。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種非球面光學(xué)元件加工方法，包括以下步驟a、采用粘結(jié)劑將非球面光學(xué)元件毛坯的非加工面固定在定位槽中；b、然后將非球面光學(xué)元件夾具螺紋固定或頂絲配合固定在銑磨機(jī)的主軸上；C、開啟銑磨機(jī)，對(duì)非球面光學(xué)元件毛坯進(jìn)行銑磨加工，得到非球面光學(xué)元件。進(jìn)一步地，所述定位槽底端設(shè)置有通孔，以使過(guò)量的粘結(jié)劑流入通孔中。進(jìn)一步地，所述粘結(jié)劑為浙青。 本發(fā)明非球面光學(xué)元件夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，通過(guò)夾具座頂端定位槽的設(shè)置，使非球面光學(xué)元件毛坯在加工過(guò)程中與非球面光學(xué)元件夾具不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可有效解決現(xiàn)有技術(shù)中非球面光學(xué)元件易偏心的問題，提高了非球面光學(xué)元件的拋光精度。采用本發(fā)明非球面光學(xué)元件夾具夾持非球面光學(xué)元件毛坯加工得到的非球面光學(xué)元件的光軸與機(jī)械軸允差在一個(gè)微米以內(nèi)。本發(fā)明非球面光學(xué)元件夾具適用于非球面光學(xué)元件的加工，尤其適合夾持小曲率(大半徑)非球面光學(xué)元件。所述非球面光學(xué)元件夾具可以根據(jù)非球面光學(xué)元件的需要設(shè)置形狀和大小相匹配的定位槽。


圖I為本發(fā)明光學(xué)元件夾具的剖視圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I圖I為本發(fā)明光學(xué)元件夾具的剖視圖。本實(shí)施例公開的一種非球面光學(xué)元件夾具，如圖I所示，該非球面光學(xué)元件夾具包括夾具座，該夾具座為柱狀?yuàn)A具座。夾具座下端能與銑磨機(jī)主軸配合固定，所述夾具座頂端嵌設(shè)有大小與非球面光學(xué)元件毛坯相匹配的定位槽1，該定位槽I的橫截面為圓形，所述定位槽I的上沿低于非球面光學(xué)元件毛坯的加工面。定位槽I底端還設(shè)置有與柱狀?yuàn)A具座軸線平行的通孔2。本實(shí)施例中公開的非球面光學(xué)元件夾具為不銹鋼夾具。定位槽I的上沿低于非球面光學(xué)元件毛坯的加工面，使定位槽I的設(shè)置不影響非球面光學(xué)元件毛坯的銑磨。定位槽I底端還設(shè)置有與柱狀?yuàn)A具座軸線平行的通孔2用于排放過(guò)量的粘結(jié)劑?？梢岳斫馑龇乔蛎婀鈱W(xué)元件夾具還可以是陶瓷夾具或鋁合金夾具。該非球面光學(xué)元件夾具使用時(shí)，將非球面光學(xué)元件毛坯粘結(jié)固定在夾具座頂端定位槽內(nèi)，銑磨加工過(guò)程中非球面光學(xué)元件毛坯與非球面光學(xué)元件夾具不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可有效解決現(xiàn)有技術(shù)中非球面光學(xué)元件易偏心的問題，提高了非球面光學(xué)元件的拋光精度。實(shí)施例2本實(shí)施例采用實(shí)施例I所述光學(xué)元件夾具加工非球面光學(xué)元件的方法，包括以下步驟
a、采用粘結(jié)劑將非球面光學(xué)元件毛坯的非加工面固定在定位槽中；b、然后將非球面光學(xué)元件夾具螺紋固定在銑磨機(jī)的主軸上；C、開啟銑磨機(jī)，對(duì)非球面光學(xué)元件毛坯進(jìn)行銑磨加工，得到非球面光學(xué)元件。本實(shí)施例采用的粘結(jié)劑為浙青，在粘結(jié)過(guò)程中過(guò)量的浙青會(huì)流入通孔中，以保證光學(xué)兀件毛還粘貼平整；采用本發(fā)明非球面光學(xué)元件夾具夾持非球面光學(xué)元件毛坯加工得到的非球面光學(xué)元件的光軸與機(jī)械軸允差在一個(gè)微米以內(nèi)。本發(fā)明非球面光學(xué)元件夾具適用于非球面光學(xué)元件的加工，尤其適合夾持小曲率非球面光學(xué)元件。所述非球面光學(xué)元件夾具可以根據(jù)非球面光學(xué)元件的需要設(shè)置形狀和大小相匹配的定位槽。本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例所描述的非球面光學(xué)元件夾具，其中定位槽的形狀、 大小的改變、夾具座底端形狀的改變均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。最后應(yīng)說(shuō)明的是以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求
1.一種非球面光學(xué)元件夾具，包括下端能與銑磨機(jī)主軸配合固定的夾具座，其特征在于，所述夾具座頂端嵌設(shè)有大小與非球面光學(xué)元件毛坯相匹配的定位槽，所述定位槽的上沿低于非球面光學(xué)元件毛坯的加工面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述非球面光學(xué)元件夾具，其特征在于，所述夾具座為柱狀?yuàn)A具座。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述非球面光學(xué)元件夾具，其特征在于，所述定位槽底端設(shè)置有通孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述非球面光學(xué)元件夾具，其特征在于，所述通孔與柱狀?yuàn)A具座軸線平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述非球面光學(xué)元件夾具，其特征在于，所述定位槽的橫截面為圓形。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述非球面光學(xué)元件夾具，其特征在于，所述非球面光學(xué)元件夾具為陶瓷夾具、不銹鋼夾具或鋁合金夾具。
7.—種非球面光學(xué)兀件加工方法,其特征在于,米用權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述非球面光學(xué)元件夾具，包括以下步驟 a、采用粘結(jié)劑將非球面光學(xué)元件毛坯的非加工面固定在定位槽中； b、然后將非球面光學(xué)元件夾具螺紋固定或頂絲配合固定在銑磨機(jī)的主軸上； C、開啟銑磨機(jī)，對(duì)非球面光學(xué)元件毛坯進(jìn)行銑磨加工，得到非球面光學(xué)元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述非球面光學(xué)元件加工方法，其特征在于，所述定位槽底端設(shè)置有通孔，以使過(guò)量的粘結(jié)劑流入通孔中。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述非球面光學(xué)元件加工方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑為浙青。
全文摘要
本發(fā)明提供一種非球面光學(xué)元件夾具及非球面光學(xué)元件加工方法。非球面光學(xué)元件夾具包括下端能與銑磨機(jī)主軸配合固定的夾具座，所述夾具座頂端嵌設(shè)有大小與非球面光學(xué)元件毛坯相匹配的定位槽，所述定位槽的上沿低于非球面光學(xué)元件毛坯的加工面。本發(fā)明還公開了一種采用上述非球面光學(xué)元件夾具加工非球面光學(xué)元件的方法。本發(fā)明非球面光學(xué)元件夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，能有效夾持非球面光學(xué)元件毛坯，增強(qiáng)其加工過(guò)程中的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)B24B13/00GK102909630SQ201210375588
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者付秀華, 賈宗合, 潘永剛 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春理工大學(xué)