某微光驾驶仪复杂胶合棱镜的工艺探索.pdf

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1、云光技术第47卷第1期某微光驾驶仪复杂胶合棱镜的工艺探索常乐，一，李小军，李娇娇，周旭环(1．北方夜视技术股份有限公司，云南昆明650217；2．西安工业大学光电工程学院，陕西西安710032；3．云南北方弛宏光电股份有限公司，云南昆明650114)摘要：研究了某微光驾驶仪中关键光学部件——复杂胶合棱镜的加工工艺。该光学部件是由一块透镜和一块棱镜胶合为一体的，其中棱镜造型奇特，由一般直角棱镜衍化为圆柱直角棱镜，并在一直角面上加工出球面，最终和透镜胶合为一体。在传统光学冷加工中，棱镜和透镜的加工相

2、互具有独立性，是分开同时进行的。而该光学部件的加工，打破了这一传统，将传统的透镜加工和棱镜加工有机地结合在一起，是对传统光学冷加工工艺的一次突破。关键词：微光驾驶仪；棱镜；胶合棱镜；胶合对中心棱镜不同的是：一个直角面由本来的平面O引言变成了球面。某微光驾驶仪的零部件是一复杂胶合通过对图纸技术要求的分析，零件在棱镜，是由一块圆柱形的直角棱镜与一块加工过程中，需要注意以下几方面：透镜胶合而成。该零部件胶合面是球面，①圆柱形直角棱镜成型。所以需在圆柱形直角棱镜的一个直角面上②圆柱形直角棱镜外圆的中心、

3、球面加工一个球面，再与透镜胶合，圆柱形直的中心以及透镜中心同轴度的问题。③圆柱形直角棱镜直角面磨毛。角棱镜另一个直角面中间~4omm圆形区④圆柱形直角棱镜与透镜胶合。域抛光，其余地方磨毛。这种零部件形状1．2加工工艺分析比较特殊，精度高，加工难度大，在生产l-2．1透镜加工中首次遇到，没有任何加工经验可循。对于透镜，图纸技术要求并不高，完该零部件能否成功试制，直接影响了全可以用传统工艺进行加工。只是该透镜该微光驾驶仪的整机生产和装配，因此需两球面半径较小(+R60．83rain；+R82．16解

4、决该零部件的试制和批量生产问题。mm)，而且口径较大(8．85mm～．11零件加工工艺思路mm)，在样品试制过程中，采取单件加工，古典抛光，在成品批量生产时，设计专用在承制该项目零件的加工时，紧密结工装夹具，转由高效抛光。合实际生产能力和现有的加工设备，挖掘1．2．2圆柱体直角棱镜加工生产潜能，通过工艺创新，合理设计工装利用光学加工中心数控设备可以实现夹具，生产出合格的产品。圆柱体直角棱镜的试制，但运行成本高，1．1零件特点分析很难形成产品的批量生产。传统的手工研产品零件图纸见图1，该产品的下棱

5、磨虽然可以制造出合格的零件来，但加工镜是一个圆柱形的直角棱镜，与一般直角效率非常低，良品率也很难得到保障。252015生云光技术第47卷第1期＼1HJ1厂＼：／一2．除通光区外，涂黑色氨基涂料图l某微光驾驶仪胶合棱镜(简图)按照传统光学冷加工工艺，不管棱镜好抛光的问题，零件在粗磨滚圆成圆柱体还是透镜，一般加工工艺流程都是：下料后就进行球面的铣磨和抛光，见图2。(或型料)一粗磨一精磨一抛光一镀膜一胶球面抛光检验合格后，将零件用磨边合，若按此工艺，下棱镜精磨后，因为形机进行定中心磨边，解决了球面中心

6、与圆状特殊，球面抛光又是一个难题。柱形直角棱镜外圆同轴度问题。接着对零综合上述两个方面的因素，加工方法件直角面进行切边和对大面进行铣磨，见和加工工艺流程都需要改进。从加工效率图3。和工艺可行性考虑，我们采用铣磨机加工，上述工序用到的设备主要有铣磨机、同时粗磨、精磨、抛光工序交叉进行。滚圆机和定中心磨边机，用到的主要工装1．2．3胶合件加工有胶平模、90。夹模，都是现有的加工设备在棱镜胶合时，由于棱镜折转光线，和工装，并且效率非常高。常用的透射式定心仪无法使用，并且胶合2．2圆柱体直角棱镜直角面磨

7、毛面是球面，圆柱体直角棱镜的直径又小于圆柱体直角棱镜直角面仅中间040透镜的直径，不便于棱镜的固定，因此需mm圆形区域抛光，其余地方需磨毛。对设计专用的胶合承座确保整个部件的光轴于平面抛光来说局部区域抛光比较困难，重合。可先整个平面进行抛光，再用金刚砂对中间040mm圆形以外的区域进行研磨，此时2主要工艺步骤需设计专用磨毛夹具来解决这一问题，见2．1圆柱体直角棱镜铣磨成型及中心偏图4。考虑到圆柱形直角棱镜成型后球面不262015笠云光技术第47卷第1期2．3胶合对中心小批量生产，证明了该工艺方法

8、的可行性。由于该零件的胶合面是非完全胶合面，加之零件体积较大，所以在点胶前需检查两零件光圈的配合情况，在零件边缘不应有塌边，光圈不规则的情况，同时点胶应严格控制点胶量，过多容易漏胶，在搓胶时污染胶合面；过少，则容易使零件结合强度不够，产生脱胶。搓好胶的零件很容易滑动，应放在水平台上的专用工装上，并覆以黑色遮光纸，使其自然固化一段时间后检查胶层情况，再开始对中心。图5零件的完工状态由于下棱镜的折光作用，常用的透射参考文献：式定心仪无法成像，因此需采用反射式定[1]蔡立，耿素杰，付秀华编著．光学零件