大球面半径、单球面超薄透镜的简易加工技术

板 和零 件 ， 并 且 保 证 零件 进 胶 量 少 ， 不 影 响 面形 ， 所 以上盘 速度 非常 缓慢 ， 一 个熟 练 的上盘 员工 ， 一 般需
零件 首 先 进 行 双 面抛 光 加 工 ， 面 型要 达 到 图纸 对 零 件平 面 的要 求 。此 时 ， 一 般 整 盘零 件 厚 度一 致 性可达 ０ ． Ｏ ０ ３ ｍｍ 以 内 ， 从 同 一 盘 双 抛 完 工 的零 件
差可达 Ｏ ． Ｏ ０ ３ ｍｍ 以 内 ， 因此 可 以直 接 上 盘加 工 ， 不
要２ ０ ￣３ ０ ｍｉ ｎ左 右 才 能上 完 一 盘 ， 而且 加 工 后 的零 件表 面 粗糙 度容 易 造 成破 坏 ， 零 件 加 工过 程 中产 生 的应 力 无法 得到 及 时 的 释放 ， 造 成 下 盘后 一 般 左 右 的零 件 两个 面 的面 形 变 化都 很 大 ， 并且 中 心偏 超 差 的零 件很 多 。实 际 良品率 一 般 不 到 ５ ０ ， 而且 合 格
０ ． ５ ｍｍ。 由于这类 零 件厚 度 与 面 积 相 比太 薄 ， 球 面
半径 较 大 ， 而且 多为 四方 形 ， 见图 １ 。
件长 宽 为 ２ ７ ｍｍ ×２ １ ｍｍ， 中心 厚 度 为 １ ． １ ａｍ 或 ｒ
图 １ 该 类 型 零 件 图示
＊ 收稿 日期 ： ２ ０ １ ４ — ０ ８ — ２ ６ ；收到修改稿 日期 ：２ ０ １ ４ — １ ０ — ２ ４
大球 面半径 、 单 球面超薄透镜 的简 易加工技术
郭卫 东
（ 中光学集 团 利达 光电股份有限公司 ，河南 南 阳 ４ ７ ３ ０ ０ ３ ）
摘
要： 单球 面超薄透镜厚度小 、 球面半径较大 ， 使用传统 的球 面加 工方式速度慢 、 加工难 度大 ； 而使用平 面加工 方
式， 拆胶后零件 变形较大 ， 无法稳定满足球面半径 以及 中心偏的要求 。为 了降低成本 、 稳定量产这类产 品 ， 采用 了双面抛
光 和平面加工相结合 的方 式 ， 找 到了一种 简便快捷 的加工方法 ； 同时结合使用平 面干涉仪 ， 提供 了一种 中心偏检测 方法 ，
有 效地解决 了产 品加 工难和检测难 的问题 。为这 类产品的大规模生产 和检测提供 了支持 。 关 键 词： 单球面超薄透镜 ； 大球 面半 径 ； 双面抛光
品有 很 大一部 分 只能 是为 合格 而 已 。该 工艺 虽有 可
用 经 过精磨 。抛光 过 程 中 ， 由于零 件 背 面是 带 有 弹 性 的垫子 ， 因此从 方 板 传 递 上 来 的 支撑 力 可 以均 匀 的传 递到 零件 上 表面 ， 零 件上 表面 由于是平 面 ， 在 刚 开 始 阶段周 边 与抛 光模 不 吻合 的部 位会 很 快 的被抛 掉 。背面 的弹 性衬 垫 由于本身 就 是贴 在球 面 的方板 上的 ， 因此 可 以起 到 自动调 整 的作 用 ， 使 零 件底 面平
中， 取 出如套框工装所示 的数量 ， 直接放入框 内， 加
上 修 整好 的抛 光模 进行 抛 光 即可 。按 照 目前 中光学 集 团 生产 的六 轴 抛 光 机 为 例 ， 压力 、 转速 、 摆 幅 调整 合 适后 ， ４ ０ ａｉ ｒ ｎ即可下 盘 。 加工 原理 ： 由于双 面抛 光后 的 同一 盘零 件 ， 厚度
稳 的受 力 ， 从 而在 球 面 方 板 和 球 面抛 光 模 的共 同作
行性 ， 工 序较 长 ， 合格 率较 低 ， 成本较高。
简 易加工 方 法 的工艺 流程 为 ：
双 面精磨 一双 面抛光 一球 面抛 光一 上机 清洗 一
送验
ຫໍສະໝຸດ Baidu
该工 艺把 整个 加 工工 序 （ 上机 清洗前 的工序 ） 从
文 献 标 识 码 ：Ａ
中 图分 类号 ： ＴＨ１ ６ １ ． １
Ａ ｓ ｉ ｍ ｐｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｎ ｉ ｅ ｎｔ ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎｇ ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｉ ｑｕ ｅ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ ｌ ｏ ｎｇ
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０ 引 言
目前 光学 冷 加工 市场 上有 一定 量 的单 球 面超 薄 透镜（ 多 为正 方形 ） 的 需 求量 ， 这 种 零 件 具 备 的 共有 特点有 ： １ ． 球面半径非 常大 ， 一般 为 Ｒ在 ５ ０ ０ ０ ｍｍ
以上 ； ２ ． 只要 求一 个 面为 球 面 （ 多 为 凸球 面） ， 另一 个 面为 平 面 ； ３ ． 零件 面 积不 大 ， 中心 厚 度较 小 ， 例 如 零
ｄ ｏ ｗｎ ａ ｎ ｄ ｍａ ｋ ｅ ｍａ ｓ ｓ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ，ａ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｎ ｉ ｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｉ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｄ ｏ ｕ ｂ ｌ ｅ － ｆ ａ ｃ ｅ ｄ
盘） 的变形 问题 ， 由于 该 产 品 中心 厚较 小 ， 在 光 学冷 加 工上 属 于超 薄型 零 件 ， 上 盘 时对 上 盘 人 员 的要 求 较高， 要 求 每上 一个 零件 ， 都 必须保 证 玻璃 方板 和零 件 表面 没有 任何 灰 尘 和 杂 物 ， 因此 要 不 断 的擦 拭 方
除 了抛 光应 力 。 按 照这 种 工艺 ， 抛 光完 工 的零件 ， 测 量 中心厚 度
７ 个简化到 了 ３ 个， 工序缩短一半 以上 ， 不仅不使用 胶水 、 丙酮、 去 除 胶水 残 留 的清 洗 剂 等 辅 料 之外 ， 还
节省 了相 关工 序 的 人力 成 本 ， 减少 了工 序 就 是 减 少 了周 转次 数 ， 大 大 降低 了周 转 过 程 造 成 的废 品 。更 主要 的是 ， 由于该 工艺 加 工过程 中零 件不 用 粘接 ， 解
第４ １ 卷第３ 期 ２ ０ １ ５ 年 ５月
光
学
技
术
Ｖ０ １ ． ４ １ ＮＯ ． ３
Ｍａ ｙ ２ ０１５
ＯＰ ＴＩ ＣＡＬ ＴＥ ＣＨＮＩ ＱＵＥ
文 章 编 号 ：１ ０ ０ ２ — １ ５ ８ ２ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ３ — ０ ２ ８ ５ — ０ ４
ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ － ｓ ｐ ｈ ｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｕ ｌ ｔ ｒ ａ ｔ ｈ ｉ ｎ １ ｅ ｎ ｓ ；ｌ ｏ ｎ ｇ ｓ ｐ ｈ ｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｒ ａ ｄ ｉ ｕ ｓ ；ｄ ｏ ｕ ｂ ｌ ｅ － ｆ ａ ｃ ｅ ｄ ｐ ｏ ｌ ｉ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ
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Ｅ － ｍａ Ｕ ：ｇ ｇ ｇ ５ ８ ８ ＠ｓ ｉ ｎ ａ ． ｃ ｏ ｎ ｒ
作者简介 ： 郭卫东 （ １ ９ ７ ９ 一） ， 男， 工程师 ， 学 士， 从事光 学冷加 工技术研究 。
２８ ５
第 ３期
郭卫东 ： 大球 面半径 、 单球 面超薄透镜 的简易加工技术
２ ． ２ 加 工过 程
ｐ ｏ ｌ ｉ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｓ ｐ ｈ ｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｗｉ ｔ ｈ ｐ ｌ ａ ｎ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ． Ｔｈ ｅ ｐ ｌ ａ ｎ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ｅ ｒ ｏ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｔ ｅ ｓ ｔ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｌ ｄ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｔｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ
ＧＵＯ Ｗ ｅｉ ｄ ｏｎ ｇ
（ ＬＩ ＤＡ Ｏｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｃｏ ．，Ｌｔ ｄ ． ，Ｃ ｏ ｓ ｔ ａ ｒ Ｇｒ ｏ ｕ ｐ，Ｎａ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ ４ ７ ３ ０ ０ ３，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈ ｅ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｓ ｐ ｈ ｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｕ ｌ ｔ ｒ ａ － ｔ ｈ ｉ ｎ ｌ ｅ ｎ ｓ ｅ ｓ ｈ ａ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｃ ｋ ｎ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ｌ ｏ ｎ ｇ ｒ ａ ｄ ｉ ｕ ｓ ｏ ｆ ｓ ｐ ｈ ｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ
ｉ ｎ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｒ ｅ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｄ ． Ｔｈ ｅ ｓ ｕ ｐ ｐ ｏ ｒ ｔ ｏ ｆ ｍａ ｓ ｓ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｓ ｇ ｉ ｖ ｅ ｎ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｔ ｙ ｐ ｅ ｓ ｏ ｆ
用下 ， 零件 的弧高最高点会很好的位于零件的中心
位置 ， 即 中心偏 数 值 会 很 小 。抛光 过 程 中零 件 依 靠 水的吸附， 不 用胶 即可 非 常稳 的附 着在 衬垫 上 ， 即使 加 大 摆幅 ， 把边 缘 的零 件 从 抛 光模 中露 出来 也 不 会 脱落 ， 实现 零件 在套 框 内 自由浮 动 式 的抛 光 ， 及 时消
ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ．Ｍ ｏ ｒ ｅ ｏ ｖ ｅ ｒ ，ｉ ｆ ｂ ｅ ｉ ｎ ｇ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ｌ ａ ｎ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ，ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ｈ ａ ｖ ｅ ａ ｂ ｉ ｇ ｄ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ｒ ｅ ｍｏ ｖ ｉ ｎ ｇ
决 了抛光 过程 中的应 力 释 放 问题 ， 下 盘 后 零 件 没 有
任何 的变 形 （ 包 括 平面 ） ， 零 件加 工快 捷 ， 表面 粗糙 度 好， 中心偏 可 以达 到免 检 ， 整体 良品率一般 可 以达 到
９ ０￣ ９ ５
下 尺 寸量 达 到 ０ ． Ｏ ０ ５ ｍｍ 的要 求 后 ， 即 可下 盘 ， 直 接 插 人专 用 清洗 篮 ， 在清 水 中涮洗 后 ， 直接 上超 声 波清