專利名稱：一種光學(xué)鏡片的研磨方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)光學(xué)鏡片、特別是非球面鏡片進(jìn)行研磨加工的方法及裝置。
背景技術(shù)：
光學(xué)儀器的功能在于拓展人眼的視覺能力，改變光線的自然走向。光學(xué)系統(tǒng)是光學(xué)儀器中的核心部分，由曲面透鏡及平面鏡片構(gòu)成，這些透鏡和鏡片作為精密的光學(xué)零件須經(jīng)研磨加工而成形。現(xiàn)有的用于加工曲面透鏡的研磨方法為“對(duì)研”法，它是由一個(gè)(圓)球面的磨盤高速旋轉(zhuǎn)與鏡片的繞心擺轉(zhuǎn)而形成，由于球面有無數(shù)根對(duì)稱軸，所以采用“對(duì)研”，能較好地完成球面透鏡加工的任務(wù)，這種良好的加工性能正是球面透鏡長(zhǎng)期被廣泛應(yīng)用的重要原因。但是，“對(duì)研”法對(duì)加工非球面鏡片則是無能為力的。就光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量而言，球面透鏡(鏡片)在會(huì)聚和發(fā)散特性上并非是十分理想的，尚存在著一些不良的影響和因素，“球差”便是其中之一。相對(duì)球面透鏡而言，非球面透鏡的優(yōu)點(diǎn)在于它置于光學(xué)系統(tǒng)的不同位置可以分別校正系統(tǒng)的球差，崎變、像散等像差，提高成像的清晰度；它能減少整個(gè)系統(tǒng)的零件數(shù)量，減少光能損耗；它還能縮小系統(tǒng)的尺寸，從而節(jié)省大量的材料和人工，在提高成像質(zhì)量的同時(shí)降低成本。然而，非球面透鏡的表面是一個(gè)高次曲面，通常只有一根對(duì)稱軸，曲面各部分的曲率半徑不等，因而無法象球面透鏡那樣用“對(duì)研”的方法加工。目前，雖已存在有一些非球面透鏡的加工方法，如樣板研磨法、仿形磨削法、模壓法等，但這些加工方法不是加工效率太低，就是加工的設(shè)備過于昂貴，不能形成對(duì)非球面透鏡的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和加工，使得高精度非球面光學(xué)鏡片至今仍未被廣泛地運(yùn)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種可適于各種對(duì)稱曲面、尤其是適于非球面光學(xué)鏡片進(jìn)行研磨加工的方法及裝置。
本發(fā)明研磨方法的技術(shù)方案為被加工鏡片緊固在夾具上，使它們對(duì)中，且被加工鏡片和夾具能繞自身的軸線自轉(zhuǎn)；對(duì)應(yīng)于夾具設(shè)置磨盤，磨盤上開設(shè)有直槽形或圓弧槽形或圓周槽形的成形槽，成形槽的截面輪廓與被加工鏡片的曲面輪廓相對(duì)應(yīng)；成形槽中注入研磨劑，鏡片進(jìn)入磨盤的成形槽，使夾具的軸線與成形槽的對(duì)稱軸線相一致；對(duì)應(yīng)于成形槽，磨盤與鏡片相對(duì)的作直線往復(fù)運(yùn)行，或圓弧往復(fù)運(yùn)行，或圓周運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)鏡片繞自身軸線自轉(zhuǎn)并軸向進(jìn)給，由此來進(jìn)行鏡片與磨盤的對(duì)研，直至鏡片表面輪廓與成形槽輪廓貼合，即完成鏡片的研磨加工。
按上述方案，所述的成形槽的截面輪廓與被加工鏡面的曲面輪廓可相同，或?yàn)槌肭孑喞凰鰥A具的軸線與成形槽的對(duì)稱軸線重合；采用不同材質(zhì)制成的成形槽和研磨劑，可以分別適于鏡片的研磨和拋光。
本發(fā)明研磨裝置的技術(shù)方案為包括有磨盤和夾具，其不同之處在于磨盤上開設(shè)有與被加工鏡片的曲面輪廓相對(duì)應(yīng)的成形槽，夾具的軸線與成形槽的對(duì)稱軸線相一致，磨盤與一旋轉(zhuǎn)或往復(fù)驅(qū)動(dòng)裝置相連，夾具與進(jìn)給裝置相連接。
按上述方案，對(duì)應(yīng)于磨盤的成形槽設(shè)置有修磨刀架，修磨刀架上安設(shè)有修磨刀具；所述的成形槽為直槽形或圓弧槽形或圓周槽形；所述的進(jìn)給裝置為旋轉(zhuǎn)進(jìn)給裝置。
本發(fā)明的有益效果在于1、提供了一種可靠、有效研磨加工非球面光學(xué)鏡片的方法和裝置2、本發(fā)明的加工方法及裝置簡(jiǎn)便，制作成本低，完全可用于批量化、工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，解決了光學(xué)儀器領(lǐng)域長(zhǎng)期存在的一個(gè)難以加工非球面鏡片的技術(shù)難題；3、本發(fā)明也可用于制作球面鏡片。


圖1為本發(fā)明裝置的一個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本發(fā)明裝置的第二個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
圖3為本發(fā)明裝置的第三個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
圖4為本發(fā)明裝置的第四個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
圖5為本發(fā)明裝置中成形槽的結(jié)構(gòu)圖。
圖6為本發(fā)明裝置中成形槽的另一個(gè)結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。
實(shí)施例1如圖1所示，為一種立式的研磨裝置，包括有一圓盤形的磨盤2，機(jī)座架9，磨盤上端面開設(shè)有圓周形的成形槽1，成形槽的截面輪廓線可為拋物線形或其它具對(duì)稱軸的高次曲線，成形槽可采用鑄鐵或鑄銅制成，適于研磨，也可用瀝青制成以用于鏡片的拋光(超精研磨)，槽中布有條狀或網(wǎng)狀紋路，以增強(qiáng)研磨能力，磨盤的下端與一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置3相連，在磨盤的上方一側(cè)安設(shè)有夾具4，夾具的前端固定有被加工鏡片10，夾具的后端與一旋轉(zhuǎn)進(jìn)給裝置5相連且該旋轉(zhuǎn)進(jìn)給裝置的旋轉(zhuǎn)軸線與成形槽輪廓的中心線(對(duì)稱軸線)相重合，旋轉(zhuǎn)夾具可設(shè)置2～4個(gè)并安裝在一個(gè)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，以便于加工時(shí)的輪換研磨，在磨盤上方另一側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)有修磨刀架7，修磨刀架前端安有修磨刀具6，修磨刀具的切削刃為成形切削刃，與成形槽的輪廓相吻合，修磨刀架的后端與一自動(dòng)進(jìn)給裝置8相接，以便自動(dòng)對(duì)成形槽進(jìn)行修磨。由于磨盤立式安裝，研磨加工時(shí)，可在成形槽中注滿研磨液，來加工磨研鏡片，可提高加工精度。本實(shí)施例可制成小型磨盤，如圖5所示，其主要特點(diǎn)是成形槽1為內(nèi)環(huán)孔式超半曲面輪廓，磨盤2高速旋轉(zhuǎn)，研磨鏡片10成形。也可制成成形槽1為外環(huán)式超半曲面輪廓，如圖6所示，磨盤一側(cè)安設(shè)修磨刀具6。
實(shí)施例2如圖2所示，為一種臥式的研磨裝置，磨盤2的軸線水平安設(shè)，在磨盤的外周開設(shè)有圓周形的成形槽1，成形槽截面輪廓為超半曲面輪廓，磨盤的一側(cè)與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置3相連，帶動(dòng)磨盤旋轉(zhuǎn)，在磨盤外周一側(cè)的機(jī)座架9上安設(shè)有夾具4，夾具的后端與一旋轉(zhuǎn)裝置5相連且夾具的旋轉(zhuǎn)軸線與成形槽輪廓的中心線(對(duì)稱軸線)相重合，在磨盤外周的另一側(cè)安有修磨刀架7，修磨刀架的后端與一自動(dòng)進(jìn)給裝置8相接，修磨刀架上安有修磨刀具6，修磨刀具為尖刀狀，修磨時(shí)按固定的輪廓軌跡移動(dòng)，本實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)與上一實(shí)施例相同。
實(shí)施例3如圖3所示，包括有條形的磨盤2，磨盤上開設(shè)直槽形的成形槽1，成形槽的截面輪廓可為整個(gè)鏡片曲面輪廓，或?yàn)槌肭孑喞ケP的下方與一直線往復(fù)驅(qū)動(dòng)裝置3a相連，在磨盤的上方對(duì)應(yīng)于成形槽安設(shè)夾具4，夾具與旋轉(zhuǎn)進(jìn)給裝置5相接，以帶動(dòng)夾具自轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)夾具可設(shè)置2個(gè)，并與一翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)聯(lián)接，整個(gè)裝置都安設(shè)在機(jī)座架9上。
實(shí)施例4如圖4所示，它與第三個(gè)實(shí)施例的主要不同之處在于夾具4與平移進(jìn)給機(jī)構(gòu)5a相聯(lián)，夾具本身不自轉(zhuǎn)，其它部分結(jié)構(gòu)與上一個(gè)實(shí)施例基本相同，它用于非回轉(zhuǎn)面的鏡片，如棱鏡、柱面鏡的研磨加工。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)鏡片的研磨方法，其特征在于被加工鏡片緊固在夾具上，使它們對(duì)中，且被加工鏡片和夾具能繞自身的軸線自轉(zhuǎn)；對(duì)應(yīng)于夾具設(shè)置磨盤，磨盤上開設(shè)有直槽形或圓弧槽形或圓周槽形的成形槽，成形槽的截面輪廓與被加工鏡片的曲面輪廓相對(duì)應(yīng)；成形槽中注入研磨劑，鏡片進(jìn)入磨盤的成形槽，使夾具的軸線與成形槽的對(duì)稱軸線相一致；對(duì)應(yīng)于成形槽，磨盤與鏡片相對(duì)的作直線往復(fù)運(yùn)行，或圓弧往復(fù)運(yùn)行，或圓周運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)鏡片繞自身軸線自轉(zhuǎn)并軸向進(jìn)給，由此來進(jìn)行鏡片與磨盤的對(duì)研，直至鏡片表面輪廓與成形槽輪廓貼合，即完成鏡片的研磨加工。
2.一種光學(xué)鏡片的研磨裝置，包括有磨盤和夾具，其特征在于磨盤上開設(shè)有與被加工鏡片的曲面輪廓相對(duì)應(yīng)的成形槽，夾具的軸線與成形槽的對(duì)稱軸線相一致，磨盤與一旋轉(zhuǎn)或往復(fù)驅(qū)動(dòng)裝置相連，夾具與進(jìn)給裝置相連接。
3.按權(quán)利要求2所述的光學(xué)鏡片的研磨裝置，其特征在于對(duì)應(yīng)于磨盤的成形槽設(shè)置有修磨刀架，修磨刀架上安設(shè)有修磨刀具。
4.按權(quán)利要求2或3所述的光學(xué)鏡片的研磨裝置，其特征在于所述的成形槽為直槽形或圓弧槽形或圓周槽形。
5.按權(quán)利要求2或3所述的光學(xué)鏡片的研磨裝置，其特征在于所述的進(jìn)給裝置為旋轉(zhuǎn)進(jìn)給裝置。
6.按權(quán)利要求5所述的光學(xué)鏡片的研磨裝置，其特征在于夾具的后端與一旋轉(zhuǎn)進(jìn)給裝置相連且該旋轉(zhuǎn)進(jìn)給裝置的旋轉(zhuǎn)軸線與成形槽輪廓的中心線相重合，旋轉(zhuǎn)夾具設(shè)置2～4個(gè)并安裝在一個(gè)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上。
7.按權(quán)利要求3所述的光學(xué)鏡片的研磨裝置，其特征在于修磨刀架的后端與一自動(dòng)進(jìn)給裝置(8)相接。
8.按權(quán)利要求2或3所述的光學(xué)鏡片的研磨裝置，其特征在于具有一圓盤形的磨盤(2)，磨盤上端面開設(shè)有圓周形的成形槽(1)，成形槽可采用鑄鐵或鑄銅或?yàn)r青制成，槽中布有條狀或網(wǎng)狀紋路，磨盤的下端與一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(3)相連。
9.按權(quán)利要求2或3所述的光學(xué)鏡片的研磨裝置，其特征在于在磨盤(2)的外周開設(shè)有圓周形的成形槽(1)。
10.按權(quán)利要求2或3所述的光學(xué)鏡片的研磨裝置，其特征在于包括有條形的磨盤(1)，磨盤上開設(shè)直槽形的成形槽(2)，成形槽的截面輪廓可為整個(gè)鏡片曲面輪廓，或?yàn)槌肭孑喞ケP的下方與一直線往復(fù)驅(qū)動(dòng)裝置(3)相連，在磨盤的上方對(duì)應(yīng)于成形槽安設(shè)夾具(4)，夾具與旋轉(zhuǎn)裝置(5)相接，以帶動(dòng)夾具自轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)夾具可設(shè)置2個(gè)，并與一翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)聯(lián)接，整個(gè)裝置都安設(shè)在機(jī)座(9)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對(duì)光學(xué)鏡片、特別是非球面鏡片進(jìn)行研磨加工的方法及裝置。它將被加工鏡片緊固在夾具上，對(duì)應(yīng)于夾具設(shè)置磨盤，磨盤上開設(shè)有直槽形或圓弧槽形或圓周槽形的成形槽，成形槽的截面輪廓與被加工鏡片的曲面輪廓相對(duì)應(yīng)；成形槽中注入研磨劑，鏡片進(jìn)入磨盤的成形槽，使夾具的軸線與成形槽的對(duì)稱軸線相一致；對(duì)應(yīng)于成形槽，磨盤與鏡片相對(duì)的作直線往復(fù)運(yùn)行，或圓弧往復(fù)運(yùn)行，或圓周運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)鏡片繞自身軸線自轉(zhuǎn)并軸向進(jìn)給，直至鏡片表面輪廓與成形槽輪廓貼合，即完成鏡片的研磨加工。本發(fā)明的加工方法及裝置簡(jiǎn)便，制作成本低，完全可用于批量化、工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，解決了光學(xué)儀器領(lǐng)域長(zhǎng)期存在的一個(gè)難以加工非球面鏡片的技術(shù)難題。
文檔編號(hào)B24B13/00GK1473687SQ0213889
公開日2004年2月11日 申請(qǐng)日期2002年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月7日
發(fā)明者劉康, 劉 康 申請(qǐng)人:劉康, 劉 康