偏光稜鏡的高精密加工方法
2023-06-11 19:15:41
偏光稜鏡的高精密加工方法
【專利摘要】一種偏光稜鏡的高精密加工方法，所述的偏光稜鏡是在一正方扁平柱體上加工出兩個60度面和一個45度面而構成，該方法是採用超聲波工具機進行加工，本發明加工偏光稜鏡的光學玻璃的面型精度達到0.005mm之內，與手工研磨相比，極大降低了生產時間，提高了生產效率。
【專利說明】偏光稜鏡的高精密加工方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及偏光稜鏡，特別是一種偏光稜鏡的高精密加工方法。
【背景技術】
[0002] 稜鏡是一種由兩兩相交但彼此均不平行的平面圍成的透明物體，用以分光或使 光束髮生色散。工作原理是光從一個介質進入另一個介質時（例如，從空氣到玻璃的稜 鏡），速度會改變。結果是，光的路徑被彎曲，並且部分光被反射。光柱在接口所做的角度改 變和反射的比率由兩個介質相互的折射率來決定。多數介質的折射率與光的波長或光的顏 色有關，當由稜鏡表面折射時，由於色散作用導致不同程度的顏色分離。
[0003] 稜鏡分為三種：色散稜鏡、反射稜鏡、偏光稜鏡。本文介紹的是偏光稜鏡（以下簡 稱為PBS)中的一種。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在於提供一種偏光稜鏡的高精密加工方法，該方法加工偏光稜鏡的 光學玻璃的面型精度達到〇.〇〇5_之內，與手工研磨相比，極大降低了生產時間，提高了生 產效率。
[0005] 本發明的技術解決方案如下：
[0006] -種偏光稜鏡的高精密加工方法，所述的偏光稜鏡是在一正方扁平柱體上加工出 兩個60度面和一個45度面而構成，特點在於該方法是採用超聲波工具機進行加工，包括下列 步驟：
[0007] 1)將k9玻璃切割成長60mm，寬60mm，厚度30mm的長方體毛胚玻璃；
[0008] 2)將所述的毛胚玻璃粘接在長、寬各200mm，厚度20mm的平板鋁塊夾具上，然後固 定在超聲波工具機的工作檯上；
[0009] 3)啟動所述的超聲波工具機，採用直徑50mm金剛石砂輪D91，開啟超聲波，將所述的 毛胚玻璃加工成厚度為25mm，長寬均為51. 8mm的玻璃塊；
[0010] 4)將所述的玻璃塊與平板鋁塊夾具脫接，獲得基板玻璃；
[0011] 5)將所述的基板玻璃放在長62mm、寬62mm、厚度30mm的兩側有5mm寬的側壁的鋁 卡具的卡槽中，卡槽側壁與玻璃的縫隙之間用高溫加熱後融成液狀的瀝青灌注，使之徹底 粘合，然後使用虎鉗固定住所述的鋁卡具的外側壁，再用壓板讓虎鉗與超聲波工具機的工作 臺固定；
[0012] 6)磨削所述的玻璃塊的兩個60度面的表面，切削深度0. 1mm，採用的刀具：直徑 50mm金剛石砂輪D46,超聲波關閉，工具機工作檯通過G指令程序繞著A軸翻轉60度，刀具以 銑削平面的形式每刀0. 005mm磨削玻璃的60度斜面，具體加工工藝見下表：
[0013]
【權利要求】
1. 一種偏光稜鏡的高精密加工方法，所述的偏光稜鏡是在一正方扁平柱體上加工出兩 個60度面和一個45度面而構成，特徵在於該方法是採用超聲波工具機進行加工，包括下列步 驟： 1) 將k9玻璃切割成長60mm，寬60mm，厚度30mm的長方體毛胚玻璃； 2) 將所述的毛胚玻璃粘接在長、寬各200mm，厚度20mm的平板鋁塊夾具上，然後固定在 超聲波工具機的工作檯上； 3) 啟動所述的超聲波工具機，採用直徑50mm金剛石砂輪D91，開啟超聲波，將所述的毛胚 玻璃加工成厚度為25mm，長寬均為51. 8mm的玻璃塊； 4) 將所述的玻璃塊與平板鋁塊夾具脫接，獲得基板玻璃； 5) 將所述的基板玻璃放在長62mm、寬62mm、厚度30mm的兩側有5mm寬的側壁的鋁卡 具的卡槽中，卡槽側壁與玻璃的縫隙之間用高溫加熱後融成液狀的瀝青灌注，使之徹底粘 合，然後使用虎鉗固定住所述的鋁卡具的外側壁，再用壓板讓虎鉗與超聲波工具機的工作檯 固定； 6) 磨削所述的玻璃塊的兩個60度面的表面，切削深度0? 1mm，採用的刀具：直徑50mm 金剛石砂輪D46,超聲波關閉，工具機工作檯通過G指令程序繞著A軸翻轉60度，刀具以銑削 平面的形式每刀0. 005mm磨削玻璃的60度斜面，轉速為3800rpm，進速為100mm/min，步距 為 0? 005mm ； 7) 磨削45度面的表面，切削深度0? 1mm，採用刀具：直徑50mm金剛石砂輪D46,超聲波 關閉，工具機工作檯通過G指令程序繞著A軸翻轉45度，刀具以銑削平面的形式每刀0. 005mm 磨削玻璃的45度斜面，轉速為3800rpm，進速為100mm/min，步距為0. 005mm ; 8) 加工完成，將鋁卡具和玻璃脫接，獲得偏光稜鏡。
2. 根據權利要求1所述的偏光稜鏡的高精密加工方法，其特徵在於所述的毛胚玻璃與 平板鋁塊夾具的粘接方法是：將平板鋁塊放置在加熱爐上，打開加熱爐，加溫至60°C，停止 加熱，均勻塗抹黃蠟至平板鋁塊上，使其至液體狀，輕輕粘上毛胚玻璃，然後放置陰涼處，待 冷卻至常溫待用。
3. 根據權利要求1所述的偏光稜鏡的高精密加工方法，其特徵在於所述的玻璃塊與平 板鋁塊夾具脫接方法是：將其放置在加熱爐上，打開加熱爐，加溫至60攝氏度，停止加熱， 輕輕移動玻璃使其緩慢與鋁塊脫離，用酒精擦去附在玻璃上的黃蠟。
4. 根據權利要求1所述的偏光稜鏡的高精密加工方法，其特徵在於所述的將鋁卡具 和玻璃脫接的方法是將加工完成的鋁卡具和玻璃組合體放在浸滿汽油的容器中，待6小時 後，兩者稍有鬆動時，緩慢推擠，直至兩者分離，獲得偏光稜鏡。
【文檔編號】B24B1/04GK104493663SQ201410851362
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月30日 優先權日:2014年12月30日
【發明者】韓慶, 陳靜, 笪永康 申請人:上海現代先進超精密製造中心有限公司