[发明专利]一种棱镜屋脊棱的定位工装及其定位和加工方法

说明书

本发明公开了一种棱镜屋脊棱的定位工装及其定位和加工方法，属于光学棱镜技术领域。该定位工装包括基板、定位三棱镜和屋脊面定位块；所述定位三棱镜具有两个，相对设置在基板上，并形成V型定位槽；所述屋脊面定位块设置于定位三棱镜上方，其具有屋脊定位面，屋脊定位面垂直于定位三棱镜的端面，屋脊定位面垂直于基板的上表面。该棱镜屋脊棱的加工方法为：先准备五棱镜毛坯，再通过定位工装定位五棱镜，接着分别磨削两个屋脊面，形成屋脊棱。本发明定位工装专为五棱镜磨削屋脊面时定位所设计，可使得两屋脊面形成的屋脊棱与其相对矩形侧面之间角度精度难以达到30″以内，定位简单快速。

技术领域

本发明属于光学棱镜加工技术领域，更具体地说，涉及一种棱镜屋脊棱的定位工装及其定位和加工方法。

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所示的五棱镜，其侧面五个矩形面，以及前后两个五边形大面都已经加工到位，需要在其一侧面加工出屋脊面，一般屋脊面与五边形的大面成45°，两个屋脊面交接形成屋脊棱，如图2所示，如何保证屋脊棱与其相对矩形侧面之间夹角的精度是生产的关键，以往精度要求不高时，一般在3′左右，但现在要求这两个斜面同时满足30″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)加工角度控制的创新。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，但并不是屋脊面的加工，也不涉及屋脊棱的角度控制。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

本发明提供了一种棱镜屋脊棱的定位工装，其目的在于解决现有五棱镜加工加工屋脊面后，屋脊棱与其相对矩形侧面之间角度精度难以达到30″以内的问题。该定位工装专为棱镜磨削屋脊面时定位所设计，可满足后续加工两屋脊面形成的屋脊棱与其相对矩形侧面之间角度精度达到30″以内，定位简单快速。