一种屋脊棱镜加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种屋脊棱镜加工工艺，涉及光学镜片加工技术领域。步骤包括：先制备出斜方棱镜毛坯；再依次对所述斜方棱镜的两个竖直侧面、底面、上斜侧面和下斜侧面进行研磨和抛光，加工至产品要求的表面精度；然后分别对所述斜方棱镜的顶面与两个竖直侧面相交的棱边进行研磨并抛光，依次加工出第一屋脊面和第二屋脊面；加工各面过程中，分别借助托盘、方砖靠体、三棱镜靠体Ⅰ和三棱镜靠体Ⅱ定位预加工的面。本发明专利技术专用于加工一种异形屋脊棱镜，加工过程中利用在先加工面为在后加工的面的加工提供定位基础，从而提高了产品加工精度；并且，由于工件的各表面均是一步加工到位，生产效率大幅度提高。

【技术实现步骤摘要】
一种屋脊棱镜加工工艺
本专利技术涉及光学镜片加工
，具体是一种屋脊棱镜加工工艺。
技术介绍
棱镜是由透明材料(如玻璃、水晶等)制成的多面体，其作用是分光或使光束发生色散，在高精密光学仪器等设备中应用十分广泛。棱镜不仅对工作面本身的精度要求极高，而且对工作面之间的角度精度要求也非常高，这两个方面直接决定了棱镜产品的质量好坏。对于普通的屋脊棱镜，只对屋脊角的角精度要求较高，一般在90°±3″，其它角度都需要在2′以内即可，精度要求低，加工工艺简单，生产效率和合格率都较高。而如图1所示的一种异形屋脊棱镜，其具有夹角为120°的两个屋脊面、与屋脊面相对的矩形底面、与底面垂直且相互平行的两个不规则四边形竖直侧面和倾斜且相互平行的两个五边形斜侧面，两个屋脊面与上斜侧面的夹角为120°，上斜侧面与底面的夹角为45°；生产时，要求屋脊角以及两个屋脊面与上斜侧面的夹角误差为±2″，上斜侧面与底面的夹角误差为±3″，其余相邻面的夹角误差为±10″。这种屋脊棱镜不仅形状不规则，并且精度要求明显高于普通屋脊棱镜，因此加工难度极大。目前，生产这种异形屋脊棱镜的方法为：先将坯料按屋脊棱镜的形状进行磨削，加工出目标产品的形状；然后依次研磨和抛光各个表面；最后再对相应表面进行镀膜，从而得到屋脊棱镜成品。这种生产方法中，前道磨削工序和后道研磨、抛光工序需要重复劳动，生产效率低；并且由于现有的工装治具无法为其各面的加工提供精确、可靠的定位，导致产品精度难以保证，产品合格率很低。因此，亟待设计出一套满足这种异形屋脊棱镜生产的生产工艺和工装治具。
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题针对现有的生产工艺加工上述异形屋脊棱镜难度极大，生产效率和合格率都很低的问题，本专利技术提供了一种屋脊棱镜加工工艺，专用于加工所述异形屋脊棱镜，利用在先加工面为在后加工的面的加工提供定位基础，从而提高了产品加工精度；并且，由于工件的各表面均是一步加工到位，生产效率大幅度提高。技术方案为解决上述问题，本专利技术提供的技术方案为：一种屋脊棱镜加工工艺，步骤为：先制备出斜方棱镜毛坯；再依次对所述斜方棱镜的两个竖直侧面、底面、上斜侧面和下斜侧面进行研磨和抛光，加工至产品要求的表面精度；然后分别对所述斜方棱镜的顶面与两个竖直侧面相交的棱边进行研磨并抛光，依次加工出第一屋脊面和第二屋脊面。进一步地，所述斜方棱镜规格为a×b×c＝2n×2n×n，其中，a为斜方棱镜的宽度，b为斜方棱镜的斜高，c为斜方棱镜的厚度，n为常数；加工余量不小于0.4mm；底角α＝45°±5″。进一步地，加工所述两个竖直侧面的步骤为：(一)先将所述斜方棱镜一个竖直侧面擦拭干净后用胶水粘接在上、下表面的平行度≤2″的托盘上，对朝上的竖直侧面依次进行研磨和抛光，加工出第一个竖直侧面；(二)然后将所述斜方棱镜翻面光胶在所述托盘上依次进行研磨和抛光，加工出第二个竖直侧面。进一步地，加工所述底面的步骤为：(一)定位底面：取上、下端面与四个侧面的垂直度≤1″的方砖靠体，将所述斜方棱镜的一个竖直侧面和方砖靠体的一个侧面擦拭干净并光胶在一起，保证斜方棱镜的底面与方砖靠体的下端面平齐；所述方砖靠体的每个侧面光胶均固定一件所述斜方棱镜，并在斜方棱镜四周涂上保护胶；(二)待保护胶干后对所述斜方棱镜的底面和方砖靠体的下端面整体进行研磨和抛光。进一步地，加工所述上斜侧面的步骤为：(一)定位上斜侧面：①取横截面为等腰直角三角形的三棱镜靠体Ⅰ，将斜方棱镜的底面擦拭干净后光胶到三棱镜靠体Ⅰ的大面上，并保证斜方棱镜的上斜侧面与三棱镜靠体Ⅰ的一个直角面平行；②将三棱镜靠体Ⅰ光胶在所述托盘上，并保证斜方棱镜的上斜侧面水平朝上，然后在斜方棱镜四周涂上保护胶；(二)待保护胶干后整盘依次进行研磨和抛光加工。进一步地，借助定位工装Ⅰ将所述斜方棱镜光胶在所述三棱镜靠体Ⅰ上，步骤为：①将三棱镜靠体Ⅰ和定位工装Ⅰ上的所述工作面分别擦拭干净，然后将三棱镜靠体Ⅰ放置在定位工装Ⅰ上的直角V型槽Ⅰ内，观察到接触面上产生平行干涉条纹即可；②将所述斜方棱镜的表面清理干净，然后将斜方棱镜的底面光胶到三棱镜靠体Ⅰ朝上的侧面上，并保证斜方棱镜的上斜侧面和一个竖直侧面分别紧贴在所述定位工装Ⅰ上的定位面Ⅰ和竖直靠面Ⅰ上，观察到接触面上均产生平行干涉条纹即可。进一步地，加工所述下斜侧面时，将所述斜方棱镜的上斜侧面擦拭干净后光胶到所述托盘上，并在斜方棱镜四周涂上保护胶，待保护胶干燥后整盘依次进行研磨和抛光加工。进一步地，加工两个屋脊面的步骤为：(一)定位预加工的屋脊面：①取相邻侧面夹角分别为90°、60°和30°的三棱镜靠体Ⅱ，将斜方棱镜的一个竖直侧面擦拭干净后光胶到三棱镜靠体Ⅱ的大面上，并保证预加工的屋脊面与三棱镜靠体Ⅱ上和30°夹角相对的直角面平行；②将三棱镜靠体Ⅱ光胶在所述托盘上，并保证预加工的屋脊面水平朝上，然后在斜方棱镜四周涂上保护胶；(二)研磨和抛光加工出第一屋脊面；(三)用同样的方法定位预加工的屋脊面，加工出第二屋脊面。进一步地，加工所述第一屋脊面时，借助定位工装Ⅱ将所述斜方棱镜光胶在所述三棱镜靠体Ⅱ上，步骤为：①将三棱镜靠体Ⅱ和定位工装Ⅱ上的所述工作面分别擦拭干净，然后将三棱镜靠体Ⅱ放置在定位工装Ⅱ上的直角V型槽Ⅱ内，观察到接触面产生平行干涉条纹即可；②将所述斜方棱镜的表面清理干净，然后将斜方棱镜的一个竖直侧面光胶到三棱镜靠体Ⅱ朝上的侧面上，保证斜方棱镜的上斜侧面紧贴在所述定位工装Ⅱ上的竖直靠面Ⅱ上，并保证斜方棱镜底角α所在的棱边抵住所述定位工装Ⅱ上的定位面Ⅱ，观察到接触面上均产生平行干涉条纹即可。进一步地，加工所述第二屋脊面时，借助定位工装Ⅲ将所述斜方棱镜光胶在所述三棱镜靠体Ⅱ上，方法与借助定位工装Ⅱ光胶所述斜方棱镜的方法相同。有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：(1)本专利技术提供的一种屋脊棱镜加工工艺，先制备出斜方棱镜毛坯，然后对斜方棱镜的相应表面进行研磨和抛光，是这些表面达到目标屋脊棱镜相应表面的精度，最后再依次加工出两个屋脊面，利用在先加工面为在后加工的面的加工提供定位基础，从而提高了产品加工精度；并且，由于工件的各表面均是一步加工到位，生产效率大幅度提高；(2)本专利技术提供的一种屋脊棱镜加工工艺，分别借助托盘、方砖靠体、三棱镜靠体Ⅰ和三棱镜靠体Ⅱ定位预加工的面，大幅度提高了各个面的加工精度；(3)本专利技术提供的一种屋脊棱镜加工工艺，借助定位工装Ⅰ将待加工工件固定在所述三棱镜靠体Ⅰ上，从而定位出预加工的屋脊棱镜的上斜侧面，大幅度提高了定位精度，使得产出产品的上斜侧面与底面所夹底角α的误差能够到达±3″以内，且一致性较高；(4)本专利技术提供的一种屋脊棱镜加工工艺，借助定位工装Ⅱ和定位工装Ⅲ将待加工的工件固定在所述三棱镜靠体Ⅱ，从而分别定位出预加工的屋脊棱镜的两个屋脊面，大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种屋脊棱镜加工工艺，其特征在于，工艺步骤为：/n先制备出斜方棱镜毛坯；/n再依次对所述斜方棱镜的两个竖直侧面(11)、底面(12)、上斜侧面(13)和下斜侧面(14)进行研磨和抛光，加工至产品要求的表面精度；/n然后分别对所述斜方棱镜的顶面与两个竖直侧面(11)相交的棱边进行研磨并抛光，依次加工出第一屋脊面(15)和第二屋脊面(16)。/n

【技术特征摘要】
1.一种屋脊棱镜加工工艺，其特征在于，工艺步骤为：
先制备出斜方棱镜毛坯；
再依次对所述斜方棱镜的两个竖直侧面(11)、底面(12)、上斜侧面(13)和下斜侧面(14)进行研磨和抛光，加工至产品要求的表面精度；
然后分别对所述斜方棱镜的顶面与两个竖直侧面(11)相交的棱边进行研磨并抛光，依次加工出第一屋脊面(15)和第二屋脊面(16)。


2.根据权利要求1所述的屋脊棱镜加工工艺，其特征在于：所述斜方棱镜规格为a×b×c＝2n×2n×n，其中，a为斜方棱镜的宽度，b为斜方棱镜的斜高，c为斜方棱镜的厚度，n为常数；加工余量不小于0.4mm；底角α＝45°±5″。


3.根据权利要求2所述的屋脊棱镜加工工艺，其特征在于，加工所述两个竖直侧面(11)的步骤为：
(一)先将所述斜方棱镜一个竖直侧面(11)擦拭干净后用胶水粘接在上、下表面的平行度≤2″的托盘(2)上，对朝上的竖直侧面(11)依次进行研磨和抛光，加工出第一个竖直侧面(11)；
(二)然后将所述斜方棱镜翻面光胶在所述托盘(2)上依次进行研磨和抛光，加工出第二个竖直侧面(11)。


4.根据权利要求3所述的屋脊棱镜加工工艺，其特征在于，加工所述底面(12)的步骤为：
(一)定位底面：取上、下端面与四个侧面的垂直度≤1″的方砖靠体(3)，将所述斜方棱镜的一个竖直侧面(11)和方砖靠体(3)的一个侧面擦拭干净并光胶在一起，保证斜方棱镜的底面(12)与方砖靠体(3)的下端面平齐；所述方砖靠体(3)的每个侧面光胶均固定一件所述斜方棱镜，并在斜方棱镜四周涂上保护胶；
(二)待保护胶干后对所述斜方棱镜的底面(12)和方砖靠体(3)的下端面整体进行研磨和抛光。


5.根据权利要求4所述的所述的屋脊棱镜加工工艺，其特征在于，加工所述上斜侧面(13)的步骤为：
(一)定位上斜侧面：
①取横截面为等腰直角三角形的三棱镜靠体Ⅰ(5)，将斜方棱镜的底面(12)擦拭干净后光胶到三棱镜靠体Ⅰ(5)的大面上，并保证斜方棱镜的上斜侧面(13)与三棱镜靠体Ⅰ(5)的一个直角面平行；
②将三棱镜靠体Ⅰ(5)光胶在所述托盘(2)上，并保证斜方棱镜的上斜侧面(13)水平朝上，然后在斜方棱镜四周涂上保护胶；
(二)待保护胶干后整盘依次进行研磨和抛光加工。


6.根据权利要求5所述的屋脊棱镜加工工艺，其特征在于，借助定位工装Ⅰ(4)将所述斜方棱镜光胶在所述三棱镜靠体Ⅰ(5)上，步骤为...

【专利技术属性】
技术研发人员：金正彬，马成，王永伟，
申请(专利权)人：马鞍山市江南光学有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34