大口徑方形球面光學元件的裝夾工裝及裝夾方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種球面光學元件的裝夾工裝及裝夾方法，大口徑方形球面光學元件的裝夾工裝包括主鏡框、與主鏡框邊緣固定連接的主定位板以及分別設置在主鏡框四個角的擠壓裝置；待夾持方形球面光學元件置于主鏡框中并止靠在主定位板上；擠壓裝置壓制待夾持方形球面光學元件并與主鏡框相連；擠壓裝置包括壓板、角度襯墊以及設置在壓板上的頂絲；壓板與主鏡框固定連接；角度襯墊設置在壓板與待夾持方形球面光學元件之間；頂絲通過角度襯墊擠壓待夾持方形球面光學元件。本發(fā)明提供了一種大大降低大口徑光學元件的加工成本及加工風險的大口徑方形球面光學元件的裝夾工裝及裝夾方法。
【專利說明】大口徑方形球面光學元件的裝夾工裝及裝夾方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于光學元件裝調(diào)【技術領域】，涉及一種球面光學元件的裝夾工裝及裝夾方 法，尤其涉及一種大口徑方形球面光學元件的裝夾工裝及裝夾方法。

【背景技術】
[0002] 在目前激光參數(shù)測量系統(tǒng)中，大口徑方形球面光學元件隨時被用到，而這類光學 元件往往質量較大，加工成本較高，在透鏡上切出裝夾平臺，更是增大了透鏡的生產(chǎn)成本及 加工難度，特別是有些球面鏡受外形限制無法加工出裝夾平臺，大口徑方形球面光學元件 的裝夾方式成為一個難點。傳統(tǒng)方法對球面的剛性裝夾往往會對光學元件內(nèi)部施加應力， 具有很大的破壞性，大大降低了光學元件的使用壽命，同時會改變球面鏡的面型，嚴重影響 光學成像質量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決【背景技術】中存在的上述技術問題，本發(fā)明提供了一種大大降低大口徑光 學元件的加工成本及加工風險的大口徑方形球面光學元件的裝夾工裝及裝夾方法。
[0004] 本發(fā)明的技術解決方案是：本發(fā)明提供了一種大口徑方形球面光學元件的裝夾工 裝，其特殊之處在于：所述大口徑方形球面光學元件的裝夾工裝包括主鏡框、與主鏡框邊緣 固定連接的主定位板以及分別設置在主鏡框四個角的擠壓裝置；待夾持方形球面光學元件 置于主鏡框中并止靠在主定位板上；所述擠壓裝置壓制待夾持方形球面光學元件并與主鏡 框相連；所述擠壓裝置包括壓板、角度襯墊以及設置在壓板上的頂絲；所述壓板與主鏡框 固定連接；所述角度襯墊設置在壓板與待夾持方形球面光學元件之間；所述頂絲通過角度 襯墊擠壓待夾持方形球面光學元件。
[0005] 上述角度襯墊包括第一表面以及與第一表面相對的第二表面；所述頂絲依次通過 角度襯墊的第二表面以及角度襯墊的第一表面擠壓在待夾持方形球面光學元件上。
[0006] 上述角度襯墊的第二表面上開設有平行于待夾持方形球面光學元件的通槽；所述 頂絲作用于角度襯墊的第二表面上未開設通槽的部位。
[0007] 上述角度襯墊的第一表面相切于待夾持方形球面光學元件。
[0008] 上述角度襯墊是由聚四氟乙烯制成的角度襯墊。
[0009] -種基于如上所述的大口徑方形球面光學元件的裝夾工裝的裝夾方法，其特征在 于：所述方法包括以下步驟：
[0010] 1)將主定位板用螺釘固定到主鏡框上；
[0011] 2)將待夾持方形球面光學元件置于主鏡框中并止靠在主定位板上；
[0012] 3)在主鏡框四周旋入頂絲，從主鏡框的側面消除待夾持方形球面光學元件與主鏡 框的間隙，使待夾持方形球面光學元件固定；
[0013] 4)將角度襯墊墊在待夾持方形球面光學元件四角，用螺釘把壓板連接到主鏡框 上；
[0014] 5)在壓板上旋入頂絲壓緊角度襯墊，頂絲通過角度襯墊的第二表面以及角度襯墊 的第一表面擠壓待夾持方形球面光學元件；
[0015] 6)繼續(xù)旋入頂絲，角度襯墊的第二表面上通槽發(fā)生形變，當角度襯墊的第一表面 完全與待夾持方形球面光學元件球面切合時，待夾持方形球面光學元件與主鏡框牢牢固定 在一起。
[0016] 本發(fā)明的優(yōu)點是：
[0017] 本發(fā)明提供了一種大口徑方形球面光學元件的裝夾工裝及裝夾方法，該裝夾工裝 的結構簡單可靠，便于拆卸，彈性裝夾方式不會對球面面形產(chǎn)生影響。不需要在球面光學元 件上加工裝夾平臺，大大降低了大口徑光學元件的加工成本及加工風險，本發(fā)明針對邊緣 較薄，無法加工出裝夾平臺，需直接裝夾球面的大口徑方形球面光學元件，提供了一種可靠 的裝夾方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術中大口徑方形球面光學元件受外形限制無法加工出裝 夾平臺，同時對球面的剛性裝夾往往會對光學元件內(nèi)部施加應力，改變球面鏡的面型，嚴重 影響光學成像質量等技術問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明所提供的方形球面鏡裝夾工裝的結構示意圖；
[0019] 圖2是圖1是A - A向視圖；
[0020] 圖3是圖2的B處放大結構示意圖；
[0021] 圖4是本發(fā)明所采用的角度襯墊的結構示意圖；
[0022] 圖5是圖4的C - C向視圖；
[0023] 圖6是本發(fā)明所采用的角度襯墊角度X°的設計原理圖；
[0024] 圖7是圖6的B處放大結構示意圖；
[0025] 圖8是本發(fā)明所采用的角度襯墊的三維模擬形變示意圖；
[0026] 其中：
[0027] 1 -待夾持大口徑方形球面鏡；2 -主鏡框；3 -主定位板；4 -角度襯墊；5 -壓板； 6 -頂絲；7 -螺釘；8 -通槽。

【具體實施方式】
[0028] 參見圖1、圖2以及圖3,本發(fā)明提供了一種大口徑方形球面光學元件的裝夾工裝， 該大口徑方形球面光學元件的裝夾工裝包括主鏡框2、與主鏡框2邊緣固定連接的主定位 板3以及分別設置在主鏡框2四個角的擠壓裝置；待夾持大口徑方形球面光學元件1置于 主鏡框2中并止靠在主定位板3上；擠壓裝置壓制待夾持大口徑方形球面光學元件1并與 主鏡框2相連；擠壓裝置包括壓板5、角度襯墊4以及設置在壓板5上的頂絲6 ;壓板5與主 鏡框2固定連接；角度襯墊4設置在壓板5與待夾持大口徑方形球面光學元件1之間；頂絲 6通過角度襯墊4擠壓待夾持大口徑方形球面光學元件1。
[0029] 參見圖4以及圖5,角度襯墊4包括第一表面以及與第一表面相對的第二表面；頂 絲6依次通過角度襯墊4的第二表面以及角度襯墊4的第一表面擠壓在待夾持大口徑方形 球面光學元件1上。角度襯墊4的第二表面上開設有平行于待夾持大口徑方形球面光學元 件1的通槽8,當頂絲6頂壓角度襯墊4的兩端時使其產(chǎn)生形變，為保證角度襯墊4很好的 與球面貼合，需保證頂絲6垂直頂壓時，角度襯墊4的斜面應與球面相切，即設計時應計算 出圖中所示的角度X°，幾何關系如圖6以及圖7所示。當頂絲6頂壓角度襯墊4產(chǎn)生形 變，從而將球面透鏡壓緊，其形變?nèi)鐖D8所示。頂絲6作用于角度襯墊4的第二表面上未開 設通槽8的部位。角度襯墊4的第一表面相切于待夾持大口徑方形球面光學元件1。角度 襯墊4是由聚四氟乙烯制成的角度襯墊4。本發(fā)明采用柔性材料制成角度襯墊4,避免了金 屬零件與球面的直接接觸，因此可以更好的保證球面面型。
[0030] 本發(fā)明在提供如上所述的大口徑方形球面光學元件的裝夾工裝的同時，還提供了 一種基于該裝夾工裝的裝夾方法，該方法根據(jù)透鏡外形及通光孔徑要求，對球面鏡采取柔 性頂壓四個角的方式進行固定，其具體包括以下步驟：
[0031] 1)將主定位板3用螺釘7固定到主鏡框2上；
[0032] 2)將待夾持大口徑方形球面光學元件1置于主鏡框2中并止靠在主定位板3上；
[0033] 3)在主鏡框2四周旋入頂絲，從主鏡框2的側面消除待夾持大口徑方形球面光學 元件1與主鏡框2的間隙，使待夾持大口徑方形球面光學元件1固定；
[0034] 4)將角度襯墊4墊在待夾持大口徑方形球面光學元件1四角，用螺釘7把壓板5 連接到主鏡框2上；
[0035] 5)在壓板5上旋入頂絲6壓緊角度襯墊4,頂絲6通過角度襯墊4的第二表面以 及角度襯墊4的第一表面擠壓待夾持大口徑方形球面光學元件1 ;
[0036] 6)繼續(xù)旋入頂絲6,角度襯墊4的第二表面上通槽8發(fā)生形變，當角度襯墊4的第 一表面完全與待夾持大口徑方形球面光學元件1球面切合時，待夾持大口徑方形球面光學 元件1與主鏡框2牢牢固定在一起。
【權利要求】
1. 一種大口徑方形球面光學元件的裝夾工裝，其特征在于：所述大口徑方形球面光學 元件的裝夾工裝包括主鏡框、與主鏡框邊緣固定連接的主定位板以及分別設置在主鏡框四 個角的擠壓裝置；待夾持方形球面光學元件置于主鏡框中并止靠在主定位板上；所述擠壓 裝置壓制待夾持方形球面光學元件并與主鏡框相連；所述擠壓裝置包括壓板、角度襯墊以 及設置在壓板上的頂絲；所述壓板與主鏡框固定連接；所述角度襯墊設置在壓板與待夾持 方形球面光學元件之間；所述頂絲通過角度襯墊擠壓待夾持方形球面光學元件。
2. 根據(jù)權利要求1所述的大口徑方形球面光學元件的裝夾工裝，其特征在于：所述角 度襯墊包括第一表面以及與第一表面相對的第二表面；所述頂絲依次通過角度襯墊的第二 表面以及角度襯墊的第一表面擠壓在待夾持方形球面光學兀件上。
3. 根據(jù)權利要求2所述的大口徑方形球面光學元件的裝夾工裝，其特征在于：所述角 度襯墊的第二表面上開設有平行于待夾持方形球面光學元件的通槽；所述頂絲作用于角度 襯墊的第二表面上未開設通槽的部位。
4. 根據(jù)權利要求3所述的大口徑方形球面光學元件的裝夾工裝，其特征在于：所述角 度襯墊的第一表面相切于待夾持方形球面光學元件。
5. 根據(jù)權利要求1 -4任一權利要求所述的大口徑方形球面光學元件的裝夾工裝，其特 征在于：所述角度襯墊是由聚四氟乙烯制成的角度襯墊。
6. -種基于如權利要求5所述的大口徑方形球面光學兀件的裝夾工裝的裝夾方法，其 特征在于：所述方法包括以下步驟： 1) 將主定位板用螺釘固定到主鏡框上； 2) 將待夾持方形球面光學元件置于主鏡框中并止靠在主定位板上； 3) 在主鏡框四周旋入頂絲，從主鏡框的側面消除待夾持方形球面光學元件與主鏡框的 間隙，使待夾持方形球面光學元件固定； 4) 將角度襯墊墊在待夾持方形球面光學元件四角，用螺釘把壓板連接到主鏡框上； 5) 在壓板上旋入頂絲壓緊角度襯墊，頂絲通過角度襯墊的第二表面以及角度襯墊的第 一表面擠壓待夾持方形球面光學兀件； 6) 繼續(xù)旋入頂絲，角度襯墊的第二表面上通槽發(fā)生形變，當角度襯墊的第一表面完全 與待夾持方形球面光學元件球面切合時，待夾持方形球面光學元件與主鏡框牢牢固定在一 起。
【文檔編號】G02B7/02GK104062736SQ201410247221
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月5日 優(yōu)先權日:2014年6月5日
【發(fā)明者】鄭小霞, 張磊, 孫策, 達爭尚 申請人:中國科學院西安光學精密機械研究所