小半徑柱面鏡光學加工工藝研究

　　柱面鏡是常見的非球面透鏡，柱面鏡與子午線矢狀截面的交點分别是兩條圓弧和兩條平行線的交點。如果用球面系統來描述兩個截面的成像特性，一個截面有光焦度，另一個截面沒有光焦度。當平行激光束通過柱面透鏡時，焦點可以在一個方向上畫成一條線。柱面鏡的這一特性在一些特殊場合有其特定的應用。

　　柱面鏡處理方法概述:1.粗磨。小半徑粗磨柱面鏡一般是将方形毛坯貼在夾具上形成圓柱體，然後加工外圓得到圓柱體。厚度等於或大於圓柱體曲率半徑R的零件，一般先粗磨成一個完整的圓柱體，再精磨抛光後将多餘部分磨掉。普通外圓磨床可用於圓柱體的粗磨，無心磨床可用於直徑較小的圓柱體。當柱面鏡數量較少時，可在粗磨機上手工磨出方形毛坯的四個角，然後将圓柱體安裝在儀表車床的主軸上，再在車床刀架上安裝一塊與水平面成一定角度傾斜的平鐵闆加工外圓。平闆的寬度約爲圓筒長度的1/5~2/5.它需要用手或附加的連杆機構左右移動。用銑床可以形成中等曲率半徑柱面鏡的粗磨。2.精細研磨。對於小半徑柱面鏡的精磨，當數量較少時，仍可採用手工加儀表車床的方法，隻能用精磨磨料代替。數量較大時，可採用上下平模，中間有隔闆，其中上平模比下平模小20%~40%左右。分離器的厚度一般比圓筒的直徑小1毫米左右。磨削時，應定期轉動圓筒，以免出現錐度。另一種固定分離器的方法是用中間的心軸代替外扣環。對於中等半徑柱面鏡，銑削後往往粘在夾具上形成透鏡柱進行精磨。然後将鏡柱安裝在車床主軸上，将模具安裝在車床刀架上，再加入散裝磨料進行精磨。對於不适合塗膠的凹面柱面鏡和大半徑柱面，通常先塗膠鏡闆，然後用專用柱面機床進行精磨。3.抛光。抛光類似於精磨。一般在抛光模上粘一層厚約3mm ~ 5mm的毛氈，抛光模的長度約爲圓柱體長度的1/3.

　　通過對柱面鏡傳統加工方法的綜合分析比較，選擇瞭合适的加工方法，並對不同抛光模具層數、各種隔闆材料、隔闆槽形狀和長度、模具擺動幅度等加工因素進行瞭探索。實驗結果表明，聚氨酯抛光片更适合抛光模層，不鏽鋼更耐磨用於精磨隔膜材料，氟塑料更适合抛光隔膜材料，通過控制相關工藝參數可以很好地滿足小半徑柱面鏡表面粗糙度等技術要求，且穩定。這種小半徑柱面鏡加工方法的加工因素和工藝參數的分析、比較、選擇和試驗結果，可供從事小半徑柱面鏡加工的人員參考。