大型口径离轴非球面透镜的铣磨加工方法技术

一种大型口径离轴非球面透镜的铣磨加工方法，通过设计带角度的夹具装置，将待加工离轴非球面透镜沿其子午方向倾斜一定角度摆放在机床转台中心，降低待加工离轴非球面透镜的矢高变化率，在铣磨待加工离轴非球面透镜毛坯成最接近拟合球面的基础上，继续按照设计的离轴非球面透镜参数铣磨、修磨成形。该方法减少后续研磨阶段加工量，提高加工的稳定性及精度，缩短铣磨加工周期，提高了加工效率。

Milling and grinding method for large aperture off-axis aspheric lens

A large aperture off-axis aspheric lens grinding and milling processing method, the fixture design with angles, to be processed off-axis aspheric lens along the meridian direction angle placed on the rotary table of the machine tool center, reduce the rise of changes to be processed off-axis aspheric lens rate, milling machining based on off-axis aspheric lens blank into the most close fitting sphere, continue to follow the design of the off-axis aspheric lens parameters of milling, grinding forming. The method can reduce the processing quantity of the subsequent grinding stage, improve the stability and the precision of the processing, shorten the milling and milling cycle, and improve the processing efficiency.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及大型高功率激光装置中光学加工
，特别是一种大型口径离轴非球面透镜的铣磨加工方法。
技术介绍
大型口径离轴非球面透镜主要应用于大型高功率激光装置、大型天文望远镜、干涉仪等中，有很高的面形精度要求及表面粗糙度要求。离轴非球面作为全口径非球面的一部分，是一种偏轴非旋转对称光学元件，由于其曲面复杂且精度要求高，加工难度大。而大口径大矢高离轴非球的加工则更加困难。目前离轴非球面透镜的加工主要包括四个阶段：毛坯制造，铣磨，研磨及抛光。在铣磨加工阶段，早期的做法是计算出待加工离轴非球面的最接近球面半径，然后在待加工离轴非球面毛胚上铣磨出最接近球面，后续则依靠下一阶段的研磨成形。由于待加工离轴非球面的最接近球面与待加工离轴非球面的理论设计面形偏差依然很大，PV值能达到几百个微米甚至毫米量级，这样会给后续研磨带来很大的工作量，效率低。本专利技术提出在铣磨成待加工离轴非球面最接近球面的基础上继续按照设计的离轴非球面透镜面形铣磨成形，减少下一阶段研磨阶段的加工量，提高效率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型口径离轴非球面透镜的铣磨加工方法，其特征在于该方法包括如下步骤：1)计算待加工离轴非球面透镜的最接近的拟合球面半径R'，按公式θ＝arcsin(D/R')求出待加工离轴非球面透镜摆放在机床转台中心所需倾斜的角度θ，式中D为待加工离轴非球面透镜的离轴量；2)设计并加工离轴非球面透镜夹具：该夹具由上面板(1)、下底板(2)、左侧板、右侧板(3)、前侧板(11)和后侧板构成，所述的上面板(1)和下底板(2)之间的夹角为θ，通孔(8)位于上面板(1)中心位置并贯通下底板(2)，是机床进行真空吸附的通道，沿所述的上面板(1)的边缘开设有正方形凹槽(4)，该正方形凹槽(4)内放置橡皮圈，保证机床进...

【技术特征摘要】
1.一种大型口径离轴非球面透镜的铣磨加工方法，其特征在于该方法包括如
下步骤：
1)计算待加工离轴非球面透镜的最接近的拟合球面半径R'，按公式
θ＝arcsin(D/R')求出待加工离轴非球面透镜摆放在机床转台中心所需倾斜的角度θ，
式中D为待加工离轴非球面透镜的离轴量；
2)设计并加工离轴非球面透镜夹具：该夹具由上面板(1)、下底板(2)、左侧
板、右侧板(3)、前侧板(11)和后侧板构成，所述的上面板(1)和下底板(2)
之间的夹角为θ，通孔(8)位于上面板(1)中心位置并贯通下底板(2)，是机床
进行真空吸附的通道，沿所述的上面板(1)的边缘开设有正方形凹槽(4)，该正方
形凹槽(4)内放置橡皮圈，保证机床进行真空吸附时的密封，在所述的正方形凹槽
(4)内以所述的通孔(8)为中心设有圆形凹槽(5)，用于机床对待加工的大型口
径离轴非球面透镜进行真空吸附，在所述的圆形凹槽(5)内，设有与机床转台底座
相对应的多个螺纹孔(7)，用于将透镜夹具与下面的机床转台固定，带有夹角θ的
右侧板(3)垂直于下底板(2)，所述的右侧板(3)的中心位置伸出第一凸台(10)，
第一固定杆(9)定位于所述的第一凸台(10)上，所述的第一固定杆(9)到所述
的通孔(8)的距离为透镜边长的一半，前侧板(11)垂直于右侧板(3)和下底板
(2)侧板(11)伸出两个关于中心对称的第二凸台(12)、第三凸台(13)，第二凸
台(12)、第三凸台(13)上分别固定有第二固定杆(14)、第三固定杆(15)，第二
固定杆(14)、第三固定杆(15)到所述的通孔(8)的距离也为透镜边长的一半，
所述的第一固定杆(9)、第二固定杆(14)、第三固定杆(15)用于待加工离轴非球
面倚靠，保证透镜固定在夹具上时透镜的几何中心与机床转台的几何中心重合；
3)将所述的离轴非球面透镜的夹具置于机床转台底座上，利用螺栓旋入...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏朝阳，赵璇，邵建达，张彦超，胡晨，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31