譯文

利用氣囊方法磨拋非球面透鏡的模具

Hocheol Lee, Junguk Kim and Hyunhyung Kang
Department of Mechanical Engineering, Hanbat National University, Daejeon, 305-719, Korea
摘要：
這篇論文主要陳述了利用一種新型氣囊工具磨拋小型非球面透鏡的模具。對于碳化鎢這種模具材料，需要一種極其精細(xì)的磨拋技術(shù)來使之產(chǎn)生非球面形狀。盡管如此，螺旋形模式產(chǎn)生的多余刀具劃痕和不可避免的磨痕出現(xiàn)在模具的表面。因此，后面的磨拋要求能夠獲得光學(xué)級別的表面。沒有軌跡控制的重疊足跡法用于精細(xì)非球面透鏡模具的磨拋。一種白光干涉儀驗(yàn)證了工具劃痕被消除了。最終的表面粗糙度可以達(dá)到Ra 2nm級別。顯微鏡觀察同樣展示出一個光潔的沒有刮痕的表面。
關(guān)鍵詞： 氣囊工具，非球面透鏡，足跡，磨拋，工具劃痕

1.介紹
與一般的塑料透鏡不同，非球面透鏡的耐熱穩(wěn)定性和光學(xué)分辨率更好。他們常常用于移動電話的照相機(jī)和高清DVD產(chǎn)品。在電子產(chǎn)品中非球面透鏡的制作方法通常是壓力模塑技術(shù)即通過壓力使玻璃在非球面玻璃模具上填鑄。玻璃模具的材料如碳化鎢是通過極其精細(xì)的磨床使其產(chǎn)生的非球面形狀。盡管如此，由于剩余的螺旋形圖案產(chǎn)生的峰尖和劃痕依舊不可避免的出現(xiàn)在表面上。人工磨拋要使用一些磨拋?zhàn)o(hù)具和研磨劑則可以消除模具表面的瑕疵[1-3]。盡管如此，這個結(jié)果卻使表面的精度降低，因?yàn)闆]有對非球面透鏡表面的特殊位置進(jìn)行足夠的磨削時間控制。一個由某種工具控制軌跡的非球面透鏡表面磨拋過程展示出能夠減少由鎳作為材料的非球面透鏡模具制造的金剛石表面的螺旋形圖案[4]。他使用一個固定的聚氨酯球狀工具和一個專用的復(fù)雜的保壓時間算法去計(jì)算特殊表面的磨拋時間。大多數(shù)已經(jīng)連接好的模具在他們的非球面表面擁有亞細(xì)微里級別的精度。后磨拋過程更多的是關(guān)心在標(biāo)準(zhǔn)磨拋中刀具劃痕的消除而不是外表形狀的形態(tài)變化。因此，一種更為方便的磨拋技術(shù)要求沒有任何刀具的位置控制和軌跡計(jì)算。氣囊磨拋技術(shù)加上偏心運(yùn)動被認(rèn)為可以減少球面鏡片模具的磨拋加工工具附件的數(shù)量[5]。這種全接觸的磨拋機(jī)械裝置同樣被認(rèn)為用一種氣囊工具和偏心運(yùn)動可以磨拋非球面透鏡的模具。只對于粗糙輪廓的非球面透鏡模具的研究顯示，一步接觸法磨拋試驗(yàn)可以改變模具表面精確度30%甚至更高。這個結(jié)論顯示出為了防止非球面輪廓的變化，對研究磨拋機(jī)械裝置的必要性。