[发明专利]非球面镜片加工的真空吸附定位工装及镜片加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学镜片加工设备领域，尤其涉及适用于非球面镜片加工的真空吸附定位工装及镜片加工方法。

背景技术

主反射镜主要用于经典的卡塞格林系统中。主反射镜为非球面反射镜。主反射镜的技术指标主要包括非球面精度、离轴角和非球面的顶角角度。现有的真空吸附盘中，吸附孔开设在吸附盘的中间，通过抽取工件底面与吸附盘之间的空气实现吸附。主反射镜的镜片中心需要开设通孔，因此现有的真空吸附盘不适合在主反射镜加工过程中使用。现有的加工过程中，开孔完成后在进行铣磨离轴角和顶角角度时，将工件通过机械夹具定位后进行离轴角铣磨；然后，将工件再次定位，用微分表进行了精密测量确认后，然后进行顶角铣磨。这两个工序传统的加工方式都是通过手工操作来完成的。由于主反射面的一面是平面，另一面是非球面，因此手工操作的质量差。此外，工件需要重复装夹定位，导致精度也下降。

发明内容

为解决上述现有技术中的问题，本发明提供的技术方案如下：

适用于非球面镜片加工的真空吸附定位工装，包括吸附工装盘，所述吸附工装盘的顶部开设装配凹台，在所述装配凹台的底部开设多个边缘吸附孔，所述装配凹台的内部设置辅助支撑环，使所述边缘吸附孔位于所述辅助支撑环的外壁与所述装配凹台的内壁之间内。

工件放置在吸附工装盘上，根据加工的离轴角角度，调整工件与装配凹台之间的角度。工件的底面、装配凹台的内侧壁以及辅助支撑环的外侧壁之间形成密闭空间。通过边缘吸附孔抽真空，即可将工件的边缘固定在吸附工装盘上。在完成工件装夹之后，通过工具依次对工件进行精密打孔、铣磨离轴角和顶角三个工序。由于工件打孔的位置位于工件的中心，即辅助支撑环的内部。开设通孔的工件依然能够通过工件的边缘与装配凹台、辅助支撑环形成密闭空间，使工件仍能够稳定地固定在吸附工装盘上。一次工装即可完成三道工序，避免了重复装夹定位，既提高了生产效率，实现了批量化生产同，时也保证了加工的良品率。

在一种优选的实施方式中，所述辅助支撑环的高度低于所述装配凹台的深度。

在一种优选的实施方式中，所述辅助支撑环的顶部边缘套置密封圈，所述装配凹台的顶部边缘套置密封圈。

在一种优选的实施方式中，在所述装配凹台的底部还开设中心吸附孔，所述中心吸附孔位于所述辅助支撑环内。

在一种优选的实施方式中，所述吸附工装盘的外侧壁下方设置固定底座，所述固定底座上开设装配孔。

本发明还提供一种非球面镜片加工方法，使用上述的真空吸附定位工装，在工件进行抛光后，还包括以下的步骤：

S501，将抛光后的工件放置在吸附工装盘上，启动真空装置，使工件的边缘部被吸附在辅助支撑环与装配凹台之间。

S502，采用超声波方式对工件的中心打孔。现有的加工顺序为铣磨、打孔、抛光。但是，先打孔再抛光将无法测量零件的非球面面形，从而导致抛光的精度低。本发明中，将工件的打孔工序设置在抛光工序之后完成，一方面保证抛光的加工精度，另一方面还能使打孔、离轴角和顶角三道工序能够一并完成，减少重复夹装。

S503，采用超声波方式对工件的离轴角进行铣磨。

S504，采用超声波方式对工件的顶角进行铣磨。

在一种优选的实施方式中，在步骤S501之前还包括以下的步骤：

S101，对工件进行球面铣磨；

S201，对工件的球面进行非球面铣磨，使工件的非球面的表面面形至少达到Rt<1.5μm，表面粗糙度达到Ra<0.3μm；

S301，对工件进行抛光，使工件的非球面的表面面形至少达到Rt<0.5μm,表面粗糙度达到Ra<0.1μm；

S401，对工件进行定心磨边。

在一种优选的实施方式中，在步骤S201中，工件的转速为15-20r/min，工具轴的转速为6000r/min。

在一种优选的实施方式中，在步骤S301中，工件的转速为25-30r/min，工具轴的转速为8000r/min。

本发明的有益效果为：