[發明專利]一種用于光學反射網紋鏡沖模工藝的整體式沖模

有效

• 申請號: 201410796107.1
• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN105772573B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 董玥然;趙云峰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱新光光電科技有限公司
• 主分類號: B21D37/10
• 分類號: B21D37/10;B21D37/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于擴束用光學反射網紋鏡加工領域。

背景技術

光學反射網紋鏡在反射式光學系統中起到擴束的作用。現有的光學反射網紋鏡沖模加工方案是在整塊坯料上，使用金剛石銑床銑削加工所需要的凸模陣列，根據銑削加工的成型原理，在加工曲面時很難獲得較低的表面粗糙度，而且在加工過程中，刀具會出現磨損，致使凸模陣列中的各單元球面半徑出現差異。而且在大面積陣列加工過程中，出現中途更換刀具的過程，還會引進對刀找正的誤差。所以現有方案中存在加工費用高、加工周期長、凸模球面半徑一致性差、凸模表面粗糙度相對較高及加工出現壞點時難以修復的缺陷。

發明內容

本發明克服現有加工方案的不足，提供一種新的制造方案在光學反射網紋鏡整體式沖模加工過程中能夠降低對高成本設備的依賴，使用常規批量加工方法獲得高質量的沖模單元。

本發明采用的技術方案是：一種用于光學反射網紋鏡沖模工藝的整體式沖模，包括沖模基板和凸模單元，其特征在于沖模基板與凸模單元是分別獨立加工的，加工完成后再將凸模單元陣列連接在沖模基板上，形成用于加工光學反射網紋鏡的整體式沖模。所述的沖模基板，保證沖模整體面型，其面型根據所要加工的光學反射網紋鏡的面型而定，是平面或球面，使用普通模具鋼，采用通用的車床設備對其加工成型。所述的凸模單元，是采用金屬球為坯料，經過加工而形成的兩端為標準高質量球面的四棱柱，其加工過程為將一定數量的金屬球密排放置于一個四周帶擋邊的、盤底平面度極好的平盤內，采用夾具低溫金屬將金屬球固定于平盤之中，用切割設備，在金屬球上按設計好的尺寸加工出第一個平面；完成后，將金屬球從平盤上取下，翻轉180°后再次裝卡于平盤之上，進行與第一個平面相對的平面的加工；將加工成“餅形”的金屬球從平盤上取下，更換一個較小尺寸的平盤，將金屬球以球面做支撐，裝卡于平盤上，進行第三面的加工；再次將金屬球從平盤上取下，翻轉180°后裝卡于平盤之上，進行第四面的加工；至此，凸模單元加工完成，凸模單元在基板上緊密排列，形成沖壓工作面。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：由沖模基板決定沖模整體面型，凸模單元在基板上緊密排列形成沖壓工作面，具有一次沖壓成型，重復性好，加工速度快的優點，解決了凸模單元的批量化加工問題，同時也解決了凸模球面半徑一致性差、凸模表面粗糙度不足、加工出現壞點時難以修復的問題。

附圖說明

圖1是表示本發明的凸模單元加工的去除過程；

圖2是表示加工凸模單元的平盤的結構；

圖3是表示金屬球在大平盤上第一次裝卡固定后的狀態；

圖4是表示金屬球在經歷第一個面的加工后的狀態；

圖5是表示第一次將金屬球調轉180°后裝卡準備加工第二個面時的狀態；

圖6是表示金屬球在經歷第二個面的加工后的狀態；

圖7是表示金屬球在小平盤上第一次裝卡固定后的狀態；

圖8是表示金屬球在經歷第三個面的加工后的狀態；

圖9是表示第二次將金屬球調轉180°后裝卡準備加工第四個面時的狀態；

圖10是表示金屬球第四個面加工完后的狀態；

圖11是表示沖模排列固連完成后的狀態。

具體實施方式

由于整個沖模的工作部分是由凸模單元密排而成，所以首先要解決的就是凸模單元的加工成型。如圖1所示，是表示本發明的凸模單元加工的去除過程，即使金屬球成為四棱柱，加工過程主要需要解決的是對金屬球的可靠裝夾和批量加工。本發明采用夾具低溫金屬實現對金屬球的固定。夾具低溫金屬是一種可重復使用的低溫熔化合金（熔點為70°C），常用于支撐薄壁件加工及零件夾持。該合金在凝固時不會收縮，反而有輕微的“膨脹”，從而緊密地夾持在零件上。加工完畢后用熱水將之熔化即可，不會有任何殘留。

設計采用了兩種型號的磨盤工裝，使用夾具低溫金屬將金屬球緊密排列后裝夾在磨盤的支撐平面上。然后使用電火花加工設備，實現對金屬球的加工。磨盤工裝的具體結構如圖2所示，工裝由邊框1和底板2構成。工裝采用分體式結構的目的有兩個，第一可使邊框1的內輪廓四角加工成直角，第二可使底板托平面采用磨削方式加工，保證平面度和平行度。

如圖3所示，將篩選好的金屬球緊密排列在型號1的磨盤工裝內，使用夾具低溫金屬將它們夾緊。使用電火花線切割設備對金屬球進行第一個面的加工，加工過程中注意控制切削區域溫度，防止溫度過高導致夾具低溫金屬融化。