一种球面离轴镜加工方法技术

本申请提供一种球面离轴镜加工方法，包括：步骤S1、准备毛坯件，毛坯件具有相互平行的第一表面和第二表面；步骤S2、将毛坯件安装在第一工装内，第一表面暴露在第一工装外；毛坯件的轴线与第一工装的轴线之间形成第一夹角；步骤S3、采用轴对称的加工方法将第一表面加工成第一离轴面，得到半成品件；步骤S4、将半成品件安装在第二工装内，第二表面暴露在第二工装外；第二工装与半成品件共同形成第一轴对称形状；步骤S5、采用轴对称的加工方法将第二表面加工成第二离轴面，得到成品件；成品件与第二工装共同形成第二轴对称形状。本申请采用工装辅助的方式，使得离轴镜的加工转换为轴对称球面镜的加工，该加工方法简单、合理、操作方便。操作方便。操作方便。

【技术实现步骤摘要】
一种球面离轴镜加工方法


[0001]本申请涉及精密光学零件制造
，尤其涉及一种球面离轴镜加工方法。

技术介绍

[0002]离轴镜元件具有增大视场范围、无中心遮拦，以及提高光学系统成像质量、减小尺寸和重量等优点，其在空间光学、军事国防、高科技民用等领域的应用越来越广泛。
[0003]由于离轴镜几何轴与光轴不重合，在几何尺寸内不存在旋转对称轴，所以离轴镜加工难度大。目前，对于球面离轴镜的光学加工，主要采用两种方法：一是，先进行轴对称主镜的研磨抛光，再按离轴镜外形尺寸进行切割，此方法在切割时容易划伤已抛光表面且切割边缘容易破边；二是，子母镜拼接，先将离轴镜与钻孔后的母镜拼接，再进行轴对称子母镜研磨抛光，此方法在拼接边缘处抛光过程中容易产生边缘效应，两种方法均需母镜的研磨抛光，加工难度增加，且对于贵重的原材料会大大增加生产成本。
[0004]因此，若要将离轴球面的众多优越性广泛应用起来，设计一种球面离轴镜快捷低成本加工方法具有极其重要的意义。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是针对以上问题，提供一种球面离轴镜的快捷低成本加工方法，用于球面离轴镜的加工，并确保球面离轴镜的位置精度及表面面形质量。
[0006]本申请提供一种球面离轴镜加工方法，所述球面离轴镜具有第一离轴面和第二离轴面；所述第一离轴面的轴线与所述第二离轴面的轴线之间形成第一离轴角，所述加工方法包括如下步骤：
[0007]步骤S1、准备毛坯件，所述毛坯件具有相互平行的第一表面和第二表面；
[0008]步骤S2、将所述毛坯件安装在第一工装内，所述第一表面暴露在所述第一工装的外部；所述毛坯件的轴线与所述第一工装的轴线之间形成第一夹角，且所述毛坯件的轴线与所述第一工装的轴线的交点位于所述第一工装的上方；
[0009]步骤S3、采用轴对称的加工方法将所述第一表面加工成所述第一离轴面，得到半成品件；
[0010]步骤S4、将所述半成品件安装在第二工装内，所述第二表面暴露在所述第二工装的外部；所述第二工装与所述半成品件共同形成第一轴对称形状；
[0011]步骤S5、采用轴对称的加工方法将所述第二表面加工成所述第二离轴面，得到成品件；所述成品件与所述第二工装共同形成第二轴对称形状。
[0012]根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述第一夹角的大小为第二弦线角与第一弦线角的差值大小；其中，所述第一弦线角为所述第一离轴面的弦线与所述第一离轴面的对称轴所形成的夹角；所述第二弦线角为所述第二离轴面的弦线与所述第一离轴面的对称轴所形成的夹角。
[0013]根据本申请某些实施例提供的技术方案，步骤S2中，将所述毛坯件安装在所述第
一工装内时，所述毛坯件轴线和所述第一工装轴线的交点、与所述第一表面的最低点二者所在的直线垂直于所述第一工装的轴线方向。
[0014]根据本申请某些实施例提供的技术方案，步骤S1中准备好的毛坯件为圆柱状结构，准备毛坯件具体包括：用磨边机将毛坯磨至完工尺寸；用单轴机使用散粒磨料手工精磨，直至所述第一表面和所述第二表面的平行度小于第一预设值，且所述第一平面和所述第二平面与所述毛坯件的侧面的垂直度分别小于第二预设值。
[0015]根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述第一预设值为0.01mm；所述第二预设值为0.01mm。
[0016]根据本申请某些实施例提供的技术方案，步骤S3中，将所述第一表面加工成所述第一离轴面包括：首先对第一表面粗磨，然后对粗磨后的第一表面精磨，再对精磨后的第一表面进行抛光。
[0017]根据本申请某些实施例提供的技术方案，步骤S3中，将所述第一表面加工成所述第一离轴面后，还需要检测其面形精度和表面光洁度，判断所述第一离轴面的面形精度和表面光洁度分别合格时，继续进行步骤S4。
[0018]根据本申请某些实施例提供的技术方案，步骤S4中，将所述半成品件安装在第二工装内之前，还包括：将所述半成品件的所述第一离轴面进行清洗，在清洗后的所述第一离轴面上包覆保护层。
[0019]根据本申请某些实施例提供的技术方案，步骤S5中还包括：检测所述第二离轴面的面形精度和表面光洁度，判断所述第二离轴面的面形精度和表面光洁度分别合格时，停止加工。
[0020]根据本申请某些实施例提供的技术方案，面形精度的合格标准为：PV<λ/4，RMS<λ/25。
[0021]与现有技术相比，本申请的有益效果：本申请提供的球面离轴镜加工方法采用工装辅助的方式，使得离轴镜的加工转换为轴对称球面镜的加工，该加工方法简单、合理、操作方便；具体地，通过采用装夹工装(包括第一工装和第二工装)进行离轴镜的位置转换，将离轴球面镜的加工转换为轴对称球面的加工，即将装夹后的离轴镜与工装看作一个整体的轴对称球面，使加工简化，有效解决了离轴镜加工难的问题，该方法无需进行离轴镜子母镜的拼接，解决了现有技术中离轴镜研磨抛光后切割难等问题，亦可大大降低制造成本，一套工装可用于批量生产，重复使用，本申请提供的加工方法是一种快捷低成本的离轴球面镜的加工方法。
附图说明
[0022]图1为本申请实施例要加工的球面离轴镜的结构示意图；
[0023]图2为本申请实施例要加工的球面离轴镜的离轴角的结构示意图；
[0024]图3为毛坯放置在第一工装内的结构示意图；
[0025]图4为半成品件与第一工装的结构示意图；
[0026]图5为半成品件放置在第二工装内的结构示意图；
[0027]图6为球面离轴镜成品件与第二工装的结构示意图。
[0028]图中所述文字标注表示为：
[0029]1、球面离轴镜；101、第一离轴面；102、第二离轴面；2、第一工装；3、毛坯件；4、半成品件；5、第二工装。
具体实施方式
[0030]为了使本领域技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本申请的保护范围有任何的限制作用。
[0031]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0032]本实施例提供一种球面离轴镜加工方法，该方法所要加工的球面离轴镜如图1所示，该球面离轴镜1的设计技术指标如下：
[0033]外圆直径130mm，凸面球面半径R1＝603.6mm，凹面球面半径R2＝
‑
412.3mm，中心厚度15.2
±
0.1mm，离轴角11.67
°
，面形精度PV<λ/4，RMS<λ/25，其中面形精度采用波面的简单数字指标峰谷值(PV)和均方根值(RMS)来表示，用激光干涉仪测试面形时，λ＝0.6328μm。
[0034]所述球面离轴镜1具有第一离轴面101和第二离轴面102；在本实施例中，所述第一离轴面101是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种球面离轴镜加工方法，所述球面离轴镜具有第一离轴面和第二离轴面；其特征在于，所述加工方法包括如下步骤：步骤S1、准备毛坯件，所述毛坯件具有相互平行的第一表面和第二表面；步骤S2、将所述毛坯件安装在第一工装内，所述第一表面暴露在所述第一工装的外部；所述毛坯件的轴线与所述第一工装的轴线之间形成第一夹角，且所述毛坯件的轴线与所述第一工装的轴线的交点位于所述第一工装的上方；步骤S3、采用轴对称的加工方法将所述第一表面加工成所述第一离轴面，得到半成品件；步骤S4、将所述半成品件安装在第二工装内，所述第二表面暴露在所述第二工装的外部；所述第二工装与所述半成品件共同形成第一轴对称形状；步骤S5、采用轴对称的加工方法将所述第二表面加工成所述第二离轴面，得到成品件；所述成品件与所述第二工装共同形成第二轴对称形状。2.根据权利要求1所述的球面离轴镜加工方法，其特征在于，所述第一夹角的大小为第二弦线角与第一弦线角的差值大小；其中，所述第一弦线角为所述第一离轴面的弦线与所述第一离轴面的对称轴所形成的夹角；所述第二弦线角为所述第二离轴面的弦线与所述第一离轴面的对称轴所形成的夹角。3.根据权利要求1所述的球面离轴镜加工方法，其特征在于，步骤S2中，将所述毛坯件安装在所述第一工装内时，所述毛坯件轴线和所述第一工装轴线的交点、与所述第一表面的最低点二者所在的直线垂直于所述第一工装的轴线方向。4.根据权利要求1所述的球面离轴镜加工方法，其特征在于，步骤S1中准备好...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，王朋，王东江，魏国梁，姚长江，
申请(专利权)人：天津津航技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：