本發明屬于光學冷加工，具體涉及一種高精度球心的條形球面光學元件加工裝置及方法。

背景技術：

1、傳統光學球面零件的球心是采用定心磨邊的工藝方法獲得，該方法首先將球面加工完成，再通過偏心儀檢測確定球面的球心位置，最后利用磨邊機床裝夾找到零件球心位置，通過磨邊使得零件外圓與球心同心。該方法的缺點為1）機床徑向跳動對球心加工精度影響較大；2）零件裝夾定心過程必須與零件球面接觸，接觸過程會破壞零件表面的疵病和粗糙度質量，無法加工表面疵病和粗糙度等級要求高的零件；3）定心磨邊的工藝方法只能對圓形零件進行磨邊修正球心，不能對長條矩形或其他異形件的球心進行磨邊修正；4）定心磨邊的工藝方法只能對球心在幾何中心的零件進行加工，對要求球心偏離幾何中心要求的零件無法加工。

技術實現思路

1、本發明的目的在于，提供一種高精度球心的條形球面光學元件加工裝置及方法，以解決現有技術只能對圓形零件進行磨邊修正球心，不能對長條矩形或其他異形件的球心進行磨邊修正的技術問題。

2、為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

3、第一方面，本申請公開了一種高精度球心的條形球面光學元件加工裝置，包括傾斜調整機構，傾斜調整機構固定在拋光機上，傾斜調整機構上設置有平移調整機構，平移調整機構上設置有上盤板，上盤板上固定有條形零件，上盤板上條形零件周圍均布有配磨塊，條形零件和配磨塊與拋光機接觸進行加工。

4、優選地，所述傾斜調整機構包括固定件和調節件，所述固定件下方固設有拋光機主軸連接螺紋套，用于連接拋光機，固定件上螺栓連接有調節件，調節件上設置有平移調整機構。

5、優選地，所述平移調整機構包括x軸調整單元和y軸調整單元，y軸調整單元設置在傾斜調整機構上，x軸調整單元設置在y軸調整單元上，上盤板設置在x軸調整單元上。

6、優選地，所述上盤板上開設有固定條形零件的凹槽，且上盤板表面面形精度小于0.8um。

7、優選地，所述條形零件和配磨塊采用黃蠟粘接在上盤板上。

8、優選地，所述條形零件和配磨塊，與上盤板固定的接觸面面形均小于0.3?um。

9、第二方面，本申請還公開了一種高精度球心的條形球面光學元件加工方法，采用上述任意一項所述的高精度球心的條形球面光學元件加工裝置實現，該方法包括：

10、s1：將安裝有條形零件的加工裝置固定在研磨拋光機上研磨；將條形零件與配磨塊從平面加工成球面，得到球面零件；

11、s2：將安裝有球面零件的加工裝置在偏心儀器上，測量出球面零件的偏心值，根據偏心值調整平移調整機構和傾斜調整機構，使得球面零件的球心處于預設狀態后；采用拋光機對球面零件進行拋光，至預設精度要求，得到條形球面零件。

12、優選地，所述s1中，采用曲率與被條形零件曲率要求值相同的銅制研磨盤研磨條形零件，具體包括：

13、s101：采用研磨液與研磨盤對條形零件進行加工，將條形零件與配磨塊從平面加工成球面，且邊緣等高誤差小于0.08mm；

14、s102：采用研磨液與研磨盤配合，對條形零件與配磨塊的球面加工，去除量為0.25mm，且邊緣等高誤差小于0.07mm；

15、s103：采用研磨液與研磨盤配合，對條形零件與配磨塊的球面加工，去除量為0.18mm，且邊緣等高誤差小于0.04mm；

16、s103：采用研磨液與研磨盤配合，對條形零件與配磨塊的球面加工，去除量大于0.12mm，且邊緣等高誤差小于0.02mm，得到球面零件。

17、優選地，所述s2中，使用純水與粒徑1～1.5um氧化鈰拋光粉，按照10~20∶1的體積比混合配置拋光液，配合瀝青拋光盤對零件球面進行加工，要求零件加工去除量不小于0.02mm，面形n＜1；球心精度加工至小于30″的指標要求得到條形球面零件。

18、優選地，所述s101中的研磨液為w60規格金剛砂研磨粉與純水混合配置而成；所述s102中的研磨液為w40規格金剛砂研磨粉與純水混合配置而成；所述s103中的研磨液為w28規格金剛砂研磨粉與純水混合配置而成；所述s104中的研磨液為w10規格金剛砂研磨粉與純水混合配置而成；所述金剛砂研磨粉與純水按照1∶3~5的體積比混合配置。

19、與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

20、本發明公開了一種高精度球心的條形球面光學元件加工裝置，通過設置傾斜調整機構，實現待加工件z軸方向上的傾斜角度可調節，通過設置平移調整機構，實現待加工件在x軸和y軸上的位移可調節，且x軸、y軸和z軸三個方向的調節相互獨立，不會彼此影響，上盤板上設置條形零件，及周圍均布的配磨塊；條形零件和配磨塊相互配合，組合成整體，實現了非圓形零件的加工，解決了現有技術中的技術問題，且該裝置結構簡單，拆裝方便，便于批量生產，大大提高了生產效率。

技術特征：

1.一種高精度球心的條形球面光學元件加工裝置，其特征在于，包括傾斜調整機構（5），傾斜調整機構（5）固定在拋光機上，傾斜調整機構（5）上設置有平移調整機構（4），平移調整機構（4）上設置有上盤板（3），上盤板（3）上固定有條形零件（1），上盤板（3）上條形零件（1）周圍均布有配磨塊（2），條形零件（1）和配磨塊（2）與拋光機接觸進行加工。

2.根據權利要求1所述的一種高精度球心的條形球面光學元件加工裝置，其特征在于，所述傾斜調整機構（5）包括固定件和調節件，所述固定件下方固設有拋光機主軸連接螺紋套（6），用于連接拋光機，固定件上螺栓連接有調節件，調節件上設置有平移調整機構（4）。

3.根據權利要求1所述的一種高精度球心的條形球面光學元件加工裝置，其特征在于，所述平移調整機構（4）包括x軸調整單元和y軸調整單元，y軸調整單元設置在傾斜調整機構（5）上，x軸調整單元設置在y軸調整單元上，上盤板（3）設置在x軸調整單元上。

4.根據權利要求1所述的一種高精度球心的條形球面光學元件加工裝置，其特征在于，所述上盤板（3）上開設有固定條形零件（1）的凹槽，且上盤板（3）表面面形精度小于0.8um。

5.根據權利要求4所述的一種高精度球心的條形球面光學元件加工裝置，其特征在于，所述條形零件（1）和配磨塊（2）采用黃蠟粘接在上盤板（3）上。

6.?根據權利要求4所述的一種高精度球心的條形球面光學元件加工裝置，其特征在于，所述條形零件（1）和配磨塊（2），與上盤板（3）固定的接觸面面形均小于0.3?um。

7.一種高精度球心的條形球面光學元件加工方法，其特征在于，采用權利要求1~6任意一項所述的高精度球心的條形球面光學元件加工裝置實現，該方法包括：

8.根據權利要求7所述的一種高精度球心的條形球面光學元件加工方法，其特征在于，所述s1中，采用曲率與被條形零件（1）曲率要求值相同的銅制研磨盤研磨條形零件（1），具體包括：

9.根據權利要求7所述的一種高精度球心的條形球面光學元件加工方法，其特征在于，所述s2中，使用純水與粒徑1～1.5um氧化鈰拋光粉，按照10~20∶1的體積比混合配置拋光液，配合瀝青拋光盤對零件球面進行加工，要求零件加工去除量不小于0.02mm，面形n＜1；球心精度加工至小于30″的指標要求得到條形球面零件。

10.根據權利要求8所述的一種高精度球心的條形球面光學元件加工方法，其特征在于，所述s101中的研磨液為w60規格金剛砂研磨粉與純水混合配置而成；所述s102中的研磨液為w40規格金剛砂研磨粉與純水混合配置而成；所述s103中的研磨液為w28規格金剛砂研磨粉與純水混合配置而成；所述s104中的研磨液為w10規格金剛砂研磨粉與純水混合配置而成；所述金剛砂研磨粉與純水按照1∶3~5的體積比混合配置。

技術總結
本發明屬于光學冷加工技術領域，具體涉及一種高精度球心的條形球面光學元件加工裝置及方法，該裝置包括傾斜調整機構，傾斜調整機構固定在拋光機上，傾斜調整機構上設置有平移調整機構，平移調整機構上設置有上盤板，上盤板上固定有條形零件，上盤板上條形零件周圍均布有配磨塊，條形零件和配磨塊與拋光機接觸進行加工。通過設置傾斜調整機構，實現待加工件Z軸方向上的傾斜角度可調節，通過設置平移調整機構，實現待加工件在X軸和Y軸上的位移可調節，上盤板上條形零件和配磨塊相互配合，組合成整體，實現了非圓形零件的加工，且該裝置結構簡單，拆裝方便，便于批量生產，大大提高了生產效率。

技術研發人員：崔杰,黃靜,屈波,張亞楠
受保護的技術使用者：西安超納精密光學有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/6