[发明专利]一种光学透镜取棱角加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及光学技术领域，具体涉及光学透镜取棱角的方法。

背景技术

棱镜，在光学中是一种透明的光学元件，抛光与平坦的表面能折射光线。其原理是：光从一个介质移动到另一个介质时(例如，从空气到玻璃的棱镜)，速度会改变。结果是，光的路径被弯曲，并且部分光被反射。光柱在接口所做的角度改变和反射的比率由两个介质相互的折射率来决定。多数介质的折射率与光的波长或光的颜色有关，当由棱镜表面折射时，由于色散作用导致不同程度的颜色分离。棱镜在光学仪器中应用很广，按其性质和用途可分为若干种，例如，在光谱仪器中把复合光分解为光谱的“色散棱镜”，较常用的是等边三棱镜；在潜望镜、双目望远镜等仪器中改变光的进行方向，从而调整其成像位置的称“全反射棱镜”，一般都采用直角棱镜。

传统的光学透镜取棱角方法有：(一)等温加压成型法，该方法是在无氧化气氛的环境中，将玻璃和模具一起加热升温至玻璃的软化点附近，在玻璃和模具大致处于相同温度条件下，利用模具对玻璃施压。接下来，在保持所施压力的状态下，一边冷却模具，使其温度降至透镜的转化点以下(玻璃的软化点时的玻璃粘度约为107.6泊，玻璃的转化点时的玻璃粘度约为1013.4泊)。这种将透镜与模具一起实施等温加压的办法叫等温加压法，是一种比较容易获得高精度，即容易精密地将模具形状表面复制下来的方法。这种玻璃光学零件的制造方法缺点是：加热升温、冷却降温都需要很长的时间，因此生产速度很慢。(二)低温模压成型法，是将熔融状态的光学玻璃毛坯倒入高于玻璃转化点50℃以上的低温模具中加压出棱角。这种方法不仅容易发生玻璃粘连在模具的模面上，而且产品还容易产生气孔和冷模痕迹，不易获得理想的棱角和面形精度。

针对目前技术缺陷发明设计采用非等温加压法，解决了光学透镜所取棱角精密度不高的问题，提高了生产效率，节省了材料，减少了工作量，从而降低了成本，促成产业链的形成和壮大，对我国的经济发展和产业结构调整具有重要意义。

发明内容

本发明针对于光学透镜取棱角时精密度不高的问题，提出了采用非等温加压法，解决了光学透镜高效取棱角的问题，提高了生产效率，节省了材料，减少了工作量，从而降低了成本。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

(1)成图：将要加工的光学透镜棱角画成矢量线条图形，并气动打标机，储存为相应的PLT文件；

(2)造模：根据矢量线条图形，在自动切割机上切成6个铝镁铁合金模；

(3)压模：把光学玻璃加热升温，使至成熔融状态，倒入上述铝镁铁合金模中，同时通入氮气，增加压力，压模；

(4)成型：在负压为0.3～0.5MPa条件下常温降温，30～45分钟后松开模具，即可。

所述的铝镁铁合金模中按质量比计，铝含量为12～27％，镁含量为10～18％，铁含量为55～78％。

本发明针对光学透镜取棱角时精密度问题，提出了采用非等温加压法，使光学透镜取棱角的精密度提高了100倍以上，从而提高了生产效率，节省了材料，减少了工作量，降低了成本。

发明工艺与其它方法相比，具有的明显特征有：

(1)不需要传统的粗磨、精磨、抛光、磨边定中心等工序，就能使光学玻璃具有较高的尺寸精度、面形精度和表面粗糙度；

(2)使用非等温加压法可很容易经济地实现精密非球面光学玻璃零件的批量生产。能够节省大量的生产设备、工装辅料、厂房面积和熟练的技术工人，使一个小型车间就可具备很高的生产力；

(3)使用非等温加压法可以模压小型非球面透镜阵列，光学玻璃零件和安装基准件可以制成一个整体；

(4)只要精确地控制光学玻璃模压成型过程中的温度和压力等工艺参数，就能保证模压成型光学零件的尺寸精度和重复精度。

具体实施方式

1.一种光学透镜取棱角加工工艺，其特征在于具体步骤为：

(1)成图：将要加工的光学透镜棱角画成矢量线条图形，并气动打标机，储存为相应的PLT文件；

(2)造模：根据矢量线条图形，在自动切割机上切成6个铝镁铁合金模；

(3)压模：把光学玻璃加热升温，使至成熔融状态，倒入上述铝镁铁合金模中，同时通入氮气，增加压力，压模；

(4)成型：在负压为0.3～0.5MPa条件下常温降温，30～45分钟后松开模具，即可。

所述的铝镁铁合金模中按质量比计，铝含量为12～27％，镁含量为10～18％，铁含量为55～78％。

下面通过三个具体事例来加以说明