[发明专利]一种光学棱镜侧垂控制的定位、校验工装和加工方法

说明书

本发明公开了一种光学棱镜侧垂控制的定位、校验工装和加工方法，属于光学棱镜加工技术领域。该定位工装包括基板、定位三棱镜、端面定位块和侧面定位块；定位三棱镜具有两个，相对设置在基板，形成V形定位槽；端面定位块设置于定位三棱镜一侧的基板上，其具有端定位面，端定位面垂直基板上表面，端定位面垂直于V形定位槽槽面在基板上的投影面；侧面定位块设置于V形定位槽上方，其具有侧定位面，侧定位面垂直于V形定位槽槽面和端面定位块的端定位面。该加工方法步骤为：先通过校验工装组装定位工装；再用定位工装对四方棱镜侧垂定位；最后磨削四方棱镜两端的斜面。本发明可方便快捷地对四方棱镜定位，并保证两端斜面侧垂精度在20″以内。

技术领域

本发明属于光学棱镜加工技术领域，更具体地说，涉及一种光学棱镜侧垂控制的定位、校验工装和加工方法。

背景技术

棱镜是由光学材料组成的棱柱体，所有棱镜的折射面和反射面统称工作面，两工作面的交线称为棱，垂直棱的截面称为主截面。棱镜在光学中起着许多各不相同的作用，棱镜的组合可以用作分束器、起偏器等，但在大多数应用中，只是用了棱镜的色散功能，或使像的方向、光束传播方向发生改变的功能。色散功能使棱镜作为色散元件，如在分光计、摄谱仪、单色仪中的棱镜就是起着色散作用。

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，此两方面直接决定棱镜好坏。目前，棱镜一般采用一次批量生产，保证棱镜各工作面参数(光洁度、平面度、角度等)达到设计精度要求，是每个工艺技术方案必须要解决的一个核心问题，因为在制造过程中的每道工序都可能影响最终成品精度，所以对加工精度的控制始终贯穿于整个制造过程，同时还要求对每道工序的影响因素都应有解决的方法。现有棱镜的生产过程中，时常会生产出产品精度达不到要求的瑕疵品，究其原因，往往是加工过程中棱镜的上盘侧垂控制不好，而侧垂控制最普遍，也是最易实现的做法是通过工装夹具实现。所以，工装夹具设计的合理性和制造的精密性是保证整个制造过程高效率生产和使产品保持高合格率的重要条件。

随着科技经济的快速发展，已然跨入高效、高精度时代，对棱镜的精度提出了更高的要求，而如何通过现有设备达到更高的生产精力，是企业一直致力钻研的方向。例如图1所示的四方棱镜，其侧面四个大面已经加工到位，需要在其两端加工出两个斜面，一般斜面与底面成45°，如图2所示，如何保证这两个斜面与侧面垂直角度精度是生产的关键，以往垂直精度要求不高时，一般垂直精度在30″到50″，但现在要求这两个斜面同时满足20″以内，这就极大地提高了加工难度。

本申请人先前申请并已授权的名称为：一种小棱镜上盘控制侧垂的工装，专利号为：ZL201410852971.9的发明专利，就是关于小棱镜(一般指规格30*30mm以下的产品)上盘的侧垂控制。该小棱镜上盘控制侧垂的工装包括基座、水平定位块、挡块、水平靠体和V型限位块，V型限位块是开口角度为90°V型槽状结构，其中：基座是方形平板状结构；水平定位块长方体块状结构，设置有方形凹槽，呈凹槽的凹口朝上竖倒设置在基座的上表面并靠近基座边线的位置；挡块也是长方体块状结构，一端配合嵌入水平定位块的凹槽内，另一端竖倒设置在V型限位块的V型槽口上；水平靠体为90℃直角三角体结构，配合设置在V型限位块的90°的V型槽中。此方案通过水平定位块、挡块和V型限位块的组合将小棱镜定位到水平靠体上，满足加工时侧垂要求，但是其只能保证侧垂精度不超过30″，且是一个加工面。另外，该工装本身精度不高，V型限位块靠肉眼对准定位标记线定位，精度较差，且定位标记线本身也难以精准；水平定位块、限位块和挡块三者组合安装难度较高，很难保证它们与水平靠体上表面间的垂直精度，必然影响小棱镜的定位。同时，该工装只用于小棱镜的上盘定位，并没有具体给出后续加工中精度控制。

发明内容

1、要解决的问题

本发明提供了一种光学棱镜侧垂控制的定位工装，其目的在于解决现有棱镜加工中侧垂定位精度难以达到20″以内的问题。该定位工装专为附图所示四方棱镜磨削两端斜面，使得两端斜面与侧面的垂直精度在20″以内所设计，定位简单快速。