[發明專利]非球面光學元件的立式雙磨頭磨削加工方法及其所采用的加工裝置

在審

• 申請號: 202110519627.8
• 申請日: 2021-05-13
• 公開（公告）號: CN113084649A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 劉海濤;王銀河;宋光輝;李文龍;畢高峰
• 申請（專利權）人: 沈陽儀表科學研究院有限公司
• 主分類號: B24B13/00
• 分類號: B24B13/00;B24B27/00;B24B47/20;B24B13/005;B24B41/00
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 郭元藝

本發明屬光學加工技術領域，尤其涉及一種非球面光學元件的立式雙磨頭磨削加工方法及其所采用的加工裝置，采用四軸系二軸可聯動方式，由水平往復軸X₁（3）及固定其上的上下往復磨架Z₁軸（2）依次分別完成左磨頭（4）的磨削進給與光學元件的粗磨削；由水平往復軸X₂（10）及固定其上的上下往復磨架Z₂軸（11）依次分別完成右磨頭（9）的磨削進給與光學元件的精磨削。本發明加工區穩定，立式雙磨頭加工一體成型，面形精度好，實現對大尺寸深曲率非球面磨削加工。

技術領域

本發明屬光學加工技術領域，尤其涉及一種非球面光學元件的立式雙磨頭磨削加工方法及其所采用的加工裝置。

背景技術

在光學系統中，非球面的應用越來越廣泛，它可以提高成像質量，簡化儀器結構，降低成本，提高穩定性。然而，由于非球面的非一致曲率的特點，其精密加工及加工效率一直制約非球面的廣泛發展及應用。因此，如何高精度高效率地進行非球面元件的加工成為一項亟待解決的關鍵問題。

數控機床磨削表面成型技術是根據工件圖紙要求選定加工機床、刀具及相關工藝等，編制數控程序以一定的路線、轉速和進給速度進行加工，在需要加工的區域內去除多余材料，通過在線檢測技術，修正相關參數，重復上述加工過程，直到完成合格工件，提高加工效率的同時保證了加工質量。

然而，現有研究及實驗的著眼點是在單磨頭磨削小口徑，并且為加工外曲面或較淺的內曲面光學元件，因此，有必要研究一種加工方法可以對大尺寸深曲率的非球面光學元件的加工。

發明內容

本發明旨在克服現有技術的不足之處而提供一種加工區穩定，立式雙磨頭加工一體成型，面形精度好，實現對大尺寸深曲率非球面磨削加工。

為解決上述技術問題，本發明是這樣實現的：

非球面光學元件的立式雙磨頭磨削加工方法，采用四軸系二軸可聯動方式，由水平往復軸X₁及固定其上的上下往復磨架Z₁軸依次分別完成左磨頭的磨削進給與光學元件的粗磨削；由水平往復軸X₂及固定其上的上下往復磨架Z₂軸依次分別完成右磨頭的磨削進給與光學元件的精磨削。

作為一種優選方案，本發明由水平往復軸X₁及固定其上的上下往復磨架Z₁軸依次分別完成左磨頭的磨削進給與光學元件的端面、外圓及內拋物線面的粗磨削；由水平往復軸X₂及固定其上的上下往復磨架Z₂軸依次分別完成右磨頭的磨削進給與光學元件內拋物線面的精磨削。

進一步地，本發明所述上下往復磨架Z₁軸與上下往復磨架Z₂軸可采用通斷電自鎖結構。

上述非球面光學元件的立式雙磨頭磨削加工方法所采用的加工裝置，包括：上下往復磨架Z₁軸、水平往復軸X₁、左磨頭、工作臺、主軸、驅動電機、夾具、右磨頭、水平往復軸X₂及上下往復磨架Z₂軸；

所述上下往復磨架Z₁軸垂直固定設于水平往復軸X₁之上；所述上下往復磨架Z₂軸垂直固定設于水平往復軸X₂之上；

所述左磨頭固定設于上下往復磨架Z₁軸之上；所述右磨頭固定設于上下往復磨架Z₂軸之上；

所述主軸垂直固定置于床身上；所述工作臺水平固定設于主軸的頂部；所述夾具固定設于工作臺之上；所述驅動電機將動力傳輸至主軸；所述主軸通過工作臺帶動夾具作回轉運動。

進一步地，本發明所述左磨頭可采用粗磨金剛石砂輪；所述右磨頭可采用精磨金剛石砂輪。

進一步地，本發明在所述床身上固定設有封閉罩殼。