利用气囊方法磨抛非球面透镜的模具[外文翻译].rar

译文

利用气囊方法磨抛非球面透镜的模具

Hocheol Lee, Junguk Kim and Hyunhyung Kang
Department of Mechanical Engineering, Hanbat National University, Daejeon, 305-719, Korea
摘要：
这篇论文主要陈述了利用一种新型气囊工具磨抛小型非球面透镜的模具。对于碳化钨这种模具材料，需要一种极其精细的磨抛技术来使之产生非球面形状。尽管如此，螺旋形模式产生的多余刀具划痕和不可避免的磨痕出现在模具的表面。因此，后面的磨抛要求能够获得光学级别的表面。没有轨迹控制的重叠足迹法用于精细非球面透镜模具的磨抛。一种白光干涉仪验证了工具划痕被消除了。最终的表面粗糙度可以达到Ra 2nm级别。显微镜观察同样展示出一个光洁的没有刮痕的表面。
关键词： 气囊工具，非球面透镜，足迹，磨抛，工具划痕

1.介绍
与一般的塑料透镜不同，非球面透镜的耐热稳定性和光学分辨率更好。他们常常用于移动电话的照相机和高清DVD产品。在电子产品中非球面透镜的制作方法通常是压力模塑技术即通过压力使玻璃在非球面玻璃模具上填铸。玻璃模具的材料如碳化钨是通过极其精细的磨床使其产生的非球面形状。尽管如此，由于剩余的螺旋形图案产生的峰尖和划痕依旧不可避免的出现在表面上。人工磨抛要使用一些磨抛护具和研磨剂则可以消除模具表面的瑕疵[1-3]。尽管如此，这个结果却使表面的精度降低，因为没有对非球面透镜表面的特殊位置进行足够的磨削时间控制。一个由某种工具控制轨迹的非球面透镜表面磨抛过程展示出能够减少由镍作为材料的非球面透镜模具制造的金刚石表面的螺旋形图案[4]。他使用一个固定的聚氨酯球状工具和一个专用的复杂的保压时间算法去计算特殊表面的磨抛时间。大多数已经连接好的模具在他们的非球面表面拥有亚细微里级别的精度。后磨抛过程更多的是关心在标准磨抛中刀具划痕的消除而不是外表形状的形态变化。因此，一种更为方便的磨抛技术要求没有任何刀具的位置控制和轨迹计算。气囊磨抛技术加上偏心运动被认为可以减少球面镜片模具的磨抛加工工具附件的数量[5]。这种全接触的磨抛机械装置同样被认为用一种气囊工具和偏心运动可以磨抛非球面透镜的模具。只对于粗糙轮廓的非球面透镜模具的研究显示，一步接触法磨抛试验可以改变模具表面精确度30%甚至更高。这个结论显示出为了防止非球面轮廓的变化，对研究磨抛机械装置的必要性。