[發明專利]一種角錐反射鏡的加工裝置及方法

在審

• 申請號: 202111384792.3
• 申請日: 2021-11-22
• 公開（公告）號: CN114055712A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 藍景恒;句愛松
• 申請（專利權）人: 常州工學院
• 主分類號: B29C45/14
• 分類號: B29C45/14;B29C45/17;B29C45/26;B29C33/76;B29C33/38;B29C45/27
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 毛姍

本發明公開了一種角錐反射鏡的加工裝置及方法，其技術方案要點是：角錐反射鏡的加工裝置，包括模架、模仁、胚體、模芯和填充材料，所述模仁分別連接與胚體和模芯，所述胚體與模芯留有間隙，所述填充材料填充于間隙內，所述胚體與模芯在工作面地方的形狀相反，所述填充材料完全貼合模芯的工作面并形成角錐反射鏡的工作面，所述胚體的工作面上開有三個以便填充材料注入的澆口。利用本裝置和方法提高了成品的成型精度，提高成品的表面精度與粗糙度，生產效率高，成本降低。

技術領域

本發明涉及光學及光學加工領域，特別涉及一種角錐反射鏡的加工裝置及方法。

背景技術

角錐反射鏡的原理與角錐棱鏡相同，角錐棱鏡是一個由三個相互垂直的反射平面和一個入射平面構成的四面體。角錐棱鏡由于具有使入射光線沿原方向返回的光學特性，因而在激光測距、激光通訊、精密儀器等領域有著廣泛的運用。早在第二次世界大戰期間就應用這種棱鏡尋找秘密的飛機場。飛行員只要靠近他的前額裝上一只閃光燈而不需要從地面上射出光線，位于飛機場上的棱鏡按原光路返回，因而發現飛機場。在阿波羅宇宙航行中，角錐棱鏡有著重要的應用。月球表面上放置50只以上的角錐棱鏡的陣列，然后在地球上的科學家用高功率的激光束射向棱鏡陣列，再用望遠鏡接收反射回來的光束，通過光束往返的時間，可以精確地計算出地球到月球的距離。另外可以與各種全站儀配合進行高精密測量工作，廣泛應用于高鐵及其他行業領域高精密測繪工作。

傳統的角錐反射鏡需要使用單點金剛石車床單個車削加工，加工成本高、效率低。隨著注塑成型工藝的提高，在一些要求較低的場合，也可以采用注射成型工藝，直接使用注塑機生產。然而直接注射成型時收縮率太高，使得最終成型精度較差，無法應用在精密測量及科研領域。針對于這種情況，中國專利文獻CN202010018932.4提供了“一體式金屬角錐反射鏡的精密加工工藝”，其主要步驟為步驟：選擇鋁合金材料作為胚體材料，對鋁合金胚體進行直角端銑削處理；選擇石英材料作為模具本體材料，進行超精密磨削處理；對模具本體材料進行超精密拋光處理,得到石英模具；控制石英模具向下進給對鋁合金胚體施加壓力進行模壓，對金屬模壓處理過程進行加熱，然后脫模，形成角錐面，得到一體式金屬角錐反射鏡。然而這種方法有三個缺點，1、對鋁合金的胚體提出較高的加工精度，否則很難將兩種固體材料完成貼合在一起；2、模壓時對壓力與溫度需要非常精確地控制，因為鋁合金的軟化溫度較高，降到室溫時，變形非常大；3、對模具本體的損傷大，由于使用兩個固體材料硬擠壓，而且本體為玻璃，表面易刮花。

發明內容

針對背景技術中提到的問題，本發明的目的是提供一種角錐反射鏡的加工裝置及方法，以解決背景技術中提到的問題。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種角錐反射鏡的加工裝置，包括模架、模仁、胚體、模芯和填充材料，所述模仁分別連接與胚體和模芯，所述胚體與模芯留有間隙，所述填充材料填充于間隙內，所述胚體與模芯在工作面地方的形狀相反，所述填充材料完全貼合模芯的工作面并形成角錐反射鏡的工作面，所述胚體的工作面上開有三個以便填充材料注入的澆口。

本發明還提供了一種角錐反射鏡的加工方法，包括以下步驟：

S1、選擇金屬材料作為胚體材料，對金屬胚體進行直角端銑削處理；

S2、對金屬胚體做出流道澆口，澆口選擇放在金屬胚體的三個反射面上，或選擇放在側面上；

S3、選擇石英材料作為模具中的模芯材料，模芯采用超精密拋光處理；

S4、采用塑料作為填充材料，采用注塑機進行注射成型，成品由金屬胚體及填充材料組成；

S5、最后對反射面進行鍍光學膜處理。

較佳的，所述S2中澆口的數目為3個。

較佳的，所述S1中選擇的金屬材料為鎢。

較佳的，所述S4中采用的塑料為聚丙烯或聚氯乙烯。