專利名稱：一種彎月透鏡及其加工方法
技術領域：
本發明屬于光學冷加工技術，特別是一種光學常用元件一彎月透鏡及其加工方法。
背景技術：
光學儀器中常用的彎月透鏡制造方法均系選用符合要求的光學玻璃材料，通過下料、粗磨、精磨、拋光等常規光學玻璃冷加工工藝來完成，最后僅經過一次定心磨邊。但是對于近同心圓或近同半徑(或類似規格)的彎月透鏡來說，由于其對中心偏差的要求相比于其它彎月透鏡來說很高，不宜按上述一般方法進行定心磨邊。一般方法加工出的彎月透鏡， 其邊厚差難以滿足設計要求。并且，在對帶有臺面的近同心圓或近同半徑(或類似規格)的彎月透鏡加工平臺面時，傳統方法例如附圖8(a) (d)所示，是先做出兩球面(此處表示了先形成凸面再形成凹面的情況，但該順序并不是限定的)，再定中心磨外圓，最后在同一軸上切出平臺面。當平臺面寬度較大時，傳統方法很難保證凹面幾何中心與零件外圓幾何中心重合，而且平臺面與外圓的垂直度也很難保證。這樣加工出的彎月透鏡，邊厚差和平臺面與外圓的垂直度難以滿足設計的要求。在專利文獻CN 101791774A中，公開了一種負月牙光學透鏡的加工方法，以所采用的加工模具為不設沉孔的假剛盤，被加工件周邊與模具的球形凹/凸面呈剛性線接觸為主要特征，但并沒有解決現有技術存在的上述問題。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種高精度的彎月透鏡及其加工方法。本發明能夠加工對于邊厚差要求精度度高的彎月透鏡，例如要求邊厚差At < 0.05mm 的彎月透鏡，特別是近同心圓或近同半徑(或類似規格)的彎月透鏡。本發明采用進行兩次定心磨邊的方法來達到上述目的，加工方法包括如下步驟 a)準備圓柱形光學玻璃毛坯的步驟；b)將所述毛坯的一面加工成平面的步驟；c)以所述平面為基準，將所述毛坯的與所述平面相對的另一面加工成第一規定面，并以所述第一規定面或所述平面為基準進行第一次定心磨邊的步驟；d)以所述第一規定面為基準，將所述平面加工成第二規定面的步驟；和e)以所述第一規定面或所述第二規定面為基準進行第二次定心磨邊的步驟。如上所述，本發明通過在形成第二規定面之前和之后各進行一次定心磨邊，共進行了兩次定心磨邊，因此能夠將邊厚差控制在At < 0.05的范圍，能夠減小彎月透鏡的中心偏差，以滿足設計的要求。并且，本發明以平面為基準加工第一規定面，更容易保證第一規定面的加工精度。本發明的彎月透鏡的加工方法中，加工所述平面的步驟，包括粗磨、精磨和拋光的步驟；加工所述第一規定面和所述第二規定面的步驟，包括銑磨、粗磨、精磨和拋光的步驟。
本發明的彎月透鏡的加工方法中，加工所述第一規定面的步驟，是將所述毛坯的與所述平面相對的另一面加工成由凹面和與所述平面平行的平臺面構成的第一規定面的步驟，或者，是將所述毛坯的與所述平面相對的另一面加工成由凹面構成的第一規定面的步驟。由此，本發明能夠同時適用于具有平臺面和不具有平臺面的彎月透鏡的加工。其中，本發明的彎月透鏡的加工方法，在將所述毛坯的與所述平面相對的另一面加工成由凹面和與所述平面平行的平臺面構成的第一規定面的情況下，在由所述平臺面和凹面構成的所述第一規定面加工完成之后，進行所述第一次定心磨邊。或者，在所述凹面加工完成之后、所述平臺面加工之前，進行所述第一次定心磨邊。并且，此時加工所述第二規定面的步驟，是以所述平臺面為基準加工所述第二規定面的步驟。由于平臺面是平行于平面的，所以既能夠提高第二規定面加工精度，又能夠避免對凹面的光潔度造成破壞。另外，本發明的彎月透鏡的加工方法，在將所述毛坯的與所述平面相對的另一面加工成由凹面構成的第一規定面的情況下，在所述凹面加工完成之后，進行所述第一次定心磨邊。另外，本發明的彎月透鏡的加工方法中，加工所述第二規定面的步驟，是以所述第一規定面為基準，將所述平面加工成由凸面構成的第二規定面的步驟。由于第一規定面是凹面或由凹面和平臺面構成的，所以通過本方法能夠加工出帶臺面或不帶臺面的彎月透
^Mi ο進一步，以所述第一規定面或所述第二規定面為基準進行第二次定心磨邊的步驟，即可獲得高精度的彎月透鏡。此外，本發明還包括由本發明的彎月透鏡的加工方法所得到的產品。綜上所述，根據本發明的彎月透鏡的加工方法，通過在形成第二規定面之前和之后各進行一次定心磨邊，共進行了兩次定心磨邊，能夠將邊厚差控制在At < 0. 05的范圍， 盡可能地減小中心偏差。此外，本發明能夠以平面為基準加工第一規定面，更容易保證第一規定面的加工精度。此外，本發明的彎月透鏡的加工方法中，在加工平面、加工第一規定面和加工第二規定面時，均可視情況采用成盤加工的方式，因此能夠提高加工效率。
圖1為本發明實施例1的彎月透鏡的加工方法的示意流程圖。圖2為本發明實施例1的零件毛坯圖。圖3為本發明實施例1的第一次定心磨邊后的半成品結構示意圖。圖4為本發明實施例1的第二次定心磨邊后的成品結構示意圖。圖5為本發明實施例2的彎月透鏡的加工方法的示意流程圖。圖6為本發明實施例2的第一次定心磨邊后的半成品結構示意圖。圖7為本發明實施例2的第二次定心磨邊后的成品結構示意圖。圖8為現有技術中加工帶平臺面的彎月透鏡的方法的示意圖。
具體實施例方式以下結合具體實施例對本發明進行詳細說明，本發明使用兩次進行定心磨邊的方法來加工近同心圓彎月透鏡。不過，近同心圓彎月透鏡只是具體的一個實施例，本發明也可以適用于近同半徑或類似規格的對中心偏差的要求很高的彎月透鏡的加工。
〔實施例1〕
圖1表示了本發明實施例1的彎月透鏡的加工方法的示意流程圖，圖2 圖4示意性地表示了本發明實施例1的帶平臺面的彎月透鏡的加工方法的過程。
以下參照圖1的流程進行說明。
步驟11.加工圖2所示的毛坯的一面為平面，經過粗磨、精磨和拋光，直至其表面光潔度達到光膠水平，例如Rz = 0. 025及以下，光圈N = -0. 5，并涂上薄薄的防水膠。
步驟12.以加工好的平面為基準銑磨另一面為凹面，再經過粗磨、精磨和拋光，直至其表面達到設計要求，并涂保護膠。
步驟13.將平面光膠在鏡盤上，再磨平平臺面使之與平面平行，直至整盤的邊緣厚度差小于0. 01mm，這時形成的半成品為圖3所示。
步驟14.將加工好的凹面用粘接膠粘在定心磨邊機的銅管上，移動零件直至目鏡中的像點幾乎不動，然后定心磨邊。
步驟15.以平臺面為基準面將平面銑磨成凸面，再粗磨、精磨凸面，并以平臺面為基準，控制邊緣厚度差小于0. 01mm，最后按設計要求拋光凸面。
步驟16.將凸面或平臺面或凹面用粘接膠粘在定心磨邊機的銅管上，移動零件直至目鏡中的像點幾乎不動，然后定心磨邊，最后做保護性倒角，形成圖4所示的帶平臺面的彎月透鏡。
在本實施例中，表示了先加工凹面，再加工平臺面，然后進行第一次定心磨邊的情況。但本發明不限于此，即步驟12、13、14的順序可以變化，只要第一次定心磨邊在凹面加工完成之后進行即可。例如可以先加工平臺面再加工凹面，然后進行第一次定心磨邊，這時，平臺面的加工方法其實是將整個面加工為平面。此外，在如圖1所示先加工凹面的情況下，也可以在進行第一次定心磨邊之后再加工平臺面。另外，本實施例在步驟14中進行第一次定心磨邊時，是將凹面粘在定心磨邊機上進行定心磨邊的，這樣能夠起到防止透鏡破片的作用，但本發明并不限定于此，也可以將平面粘在定心磨邊機上進行定心磨邊。
〔實施例2〕
圖5表示了本發明實施例2的彎月透鏡的加工方法的示意流程圖，圖6 圖7示意性地表示了本發明實施例2的不帶平臺的彎月透鏡的加工方法的過程。以下參照圖5的流程進行說明，但對其中與圖1的流程中相同的步驟省略具體說明。不過，在加工不帶平臺的彎月透鏡時，彎月透鏡的邊緣厚度TE應當在5mm以上，否則可能會無法獲得足夠高的精度。
步驟51.使用圖2所示的毛坯，進行與步驟11相同的處理。
步驟52.以加工好的平面為基準銑磨另一面為凹面，此處，在毛坯上不會留出臺面，再經過粗磨、精磨和拋光，直至其表面達到設計要求，并涂保護膠，這時形成的半成品為圖6所示。
步驟53.將加工好的凹面用粘接膠粘在定心磨邊機的銅管上，移動零件直至目鏡中的像點幾乎不動，然后定心磨邊。
步驟以凹面為基準面將平面銑磨成凸面，再粗磨、精磨凸面，并以凹面為基準，控制邊緣厚度差小于0. 02mm，最后按設計要求拋光凸面。
步驟55.將凸面或凹面用粘接膠粘在定心磨邊機的銅管上，移動零件直至目鏡中的像點幾乎不動，然后定心磨邊，最后做保護性倒角，形成圖7所示的不帶平臺面的彎月透^Mi ο
其中，與實施例1相同地，本實施例在步驟53的第一次定心磨邊時，是將凹面粘在定心磨邊機上進行定心磨邊的，這樣能夠起到防止透鏡破片的作用，但本發明并不限定于此，也可以將平面粘在定心磨邊機上進行定心磨邊。
根據本發明的上述實施例，通過進行兩次定心磨邊，能夠保證所獲得的彎月透鏡的球面面傾角達到0. 5’ 2’以內(邊緣厚度差0. 005 0. 02，零件直徑不相同，這個數值會有變化)，而傳統方法則只能達到5’ 10’(邊緣厚度差0. 05 0. 1，零件直徑不相同， 這個數值會有變化)。
因此，本發明能夠適用于對中心偏差要求高的彎月透鏡的制造。
權利要求
1.一種彎月透鏡的加工方法，其特征在于所述方法包括以下步驟a)準備圓柱形光學玻璃毛坯的步驟；b)將所述毛坯的一面加工成平面的步驟；c)以所述平面為基準，將所述毛坯的與所述平面相對的另一面加工成第一規定面，并以所述第一規定面或所述平面為基準進行第一次定心磨邊的步驟；d)以所述第一規定面為基準，將所述平面加工成第二規定面的步驟；和e)以所述第一規定面或所述第二規定面為基準進行第二次定心磨邊的步驟。
2.如權利要求1所述的彎月透鏡的加工方法，其特征在于加工所述平面的步驟，包括粗磨、精磨和拋光的步驟；加工所述第一規定面和所述第二規定面的步驟，包括銑磨、粗磨、 精磨和拋光的步驟。
3.如權利要求1所述的彎月透鏡的加工方法，其特征在于加工所述第一規定面的步驟，是將所述毛坯的與所述平面相對的另一面加工成由凹面和與所述平面平行的平臺面構成的第一規定面的步驟。
4.如權利要求3所述的彎月透鏡的加工方法，其特征在于在由所述平臺面和凹面構成的所述第一規定面加工完成之后，進行所述第一次定心磨邊。
5.如權利要求3所述的彎月透鏡的加工方法，其特征在于在所述凹面加工完成之后、 所述平臺面加工之前，進行所述第一次定心磨邊。
6.如權利要求3所述的彎月透鏡的加工方法，其特征在于加工所述第二規定面的步驟，是以所述平臺面為基準加工所述第二規定面的步驟。
7.如權利要求1所述的彎月透鏡的加工方法，其特征在于加工所述第一規定面的步驟，是將所述毛坯的與所述平面相對的另一面加工成由凹面構成的第一規定面的步驟。
8.如權利要求7所述的彎月透鏡的加工方法，其特征在于在所述凹面加工完成之后， 進行所述第一次定心磨邊。
9.如權利要求1 8中任一項所述的彎月透鏡的加工方法，其特征在于加工所述第二規定面的步驟，是以所述第一規定面為基準，將所述平面加工成由凸面構成的第二規定面的步驟。
10.一種彎月透鏡，其特征在于是由權利要求1 9中任一項所述的彎月透鏡的加工方法所得到的產品。
全文摘要
本發明提供一種彎月透鏡及其加工方法，所述方法包括以下步驟a)準備圓柱形光學玻璃毛坯的步驟；b)將所述毛坯的一面加工成平面的步驟；c)以所述平面為基準，將所述毛坯的與所述平面相對的另一面加工成第一規定面，并以所述第一規定面或所述平面為基準進行第一次定心磨邊的步驟；d)以所述第一規定面為基準，將所述平面加工成第二規定面的步驟；和e)以所述第一規定面或所述第二規定面為基準進行第二次定心磨邊的步驟。根據本發明的彎月透鏡的加工方法，能夠減小彎月透鏡的中心偏差，將邊厚差控制在Δt＜0.05的范圍。
文檔編號G02B3/00GK102490103SQ20111042485
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月16日 優先權日2011年12月16日
發明者李燕, 柳周鎬 申請人:北京創思工貿有限公司