光学冷加工的基础介绍
光学冷加工的基础介绍
摘要：本文介绍了光学冷加工的含义、特点并简单介绍了相关的一些产品，机器及其图形，本文详细论述了光学冷加工的加工过程（以球面透镜的加工为例）以及当前我国光学冷加工所存在的问题和提出了发展对策，并指出光学冷加工工艺对社会的重要性。
关键词：光学冷加工，球形透镜，毛坯加工，抛光。
Abstract: This article describes the meaning and the characteristics of the optical cold Processing, introducing a number of related products, machinery and graphics, briefly. The paper also discusses the process cold optics in details (spherical lens processing as an example)，and refers to the questions in our country ’s optical cold Processing, Including the method of development, the importance of the optical cold Processing technology is also pointed out.
一、光学冷加工的含义
光学仪器制造已是一门古老的工程技术，照相机、望远镜及其显微镜等各种光学仪器中的光学零件(透镜，棱镜等)在加工过程中，不产生高温及高温反映或高温现象而又可以达到通过高温热加工的加工效果就称为“光学冷加工”。
下面是几种光学冷加工的产品：
二、光学冷加工的特点
1、光学冷加工与一般的机械加工有根本的区别，这些差别是由被加工材料的性能特殊及零件要求特别高的精度和光洁度所决定的.由于零件是以玻璃为原材料，它具有很高的硬度和脆性，因此，必须用比玻璃还硬的金刚砂或金刚钻来加工玻璃。
2、光学冷加工的另一特点就是夹持方式。
在金属加工中，工件主要是用卡盘等机械夹具来夹固的，而在光学冷加工的细磨抛光等主要工序中，却不能采用这种夹具。一方面：由于玻璃的脆性而不允许采用这种方法，另一方面：由于光学零件要求相当高的精度，如果采用机械夹紧方法，常会使零件在夹紧时产生变形，即使在加工过程中加工得非常完美，但
在松开夹具后，又由于零件恢复变形而破坏了所要求的精度。所以，光学零件在
细磨、抛光前须用粘结物粘贴在金属模盘上而组成“镜盘”。
由于光学零件要求极高的表面精度和光洁度，因此，在设计一个光学车间时，除了考虑一般的条件外，还应特别注意环境的防尘及恒温。
光学加工的特点很多，在此不多赘述，有些特点将在下述加工过程中加以介绍．
三、光学冷加工的加工过程
以球面透镜的加工为例，球面透镜式样如图下：
透镜、平面镜，尤其是棱镜的形状多样，它们的加工工艺不能完全介绍，在此，以球面透镜的加工为例．透镜通常是圆形的，由两个球面的折射面所组成。其加工过程，基本由以下三部分组成，即:毛坯加工、成形加工、最终加工。
光学冷加工主要工艺流程如下图
1.毛坯加工：
目前由玻璃厂供应给光学车间的玻璃基本有两类，一类是块状玻璃，一类是压型毛坯。在应用块状玻璃时，为了获得所要求的毛坯形状，必须经过开料、滚圆等工序。
开料:
用镶有金刚钻的锯片在开料机上把大块玻璃切割成具有一定厚度的薄片，并依次将薄片切割成一定宽度的长条及方形的小薄块。
滚圆:
由于透镜毛坯要求是圆形的，在批量生产，还须把这些小方块的正方形面互相胶合起来进行“倒角”和“滚圆”。所谓“倒角’，就是把胶合的正方形柱体在研磨机的平面铁模上，用金刚砂和水的混合液把四边形磨成八边形、十六边形，并逐渐滚成圆柱体，其后半道工序就称为“滚圆”。把滚圆后的柱体稍微加热使固胶熔化，可得到许多所要求的圆形毛坯。
2.零件的成形加工
将毛坯加工到符合图纸要求的外形尺寸及表面光洁度，是光学冷加工中的主要部分，又包括:粗磨、细磨、抛光、定心磨边等工序。
粗磨:
光学零件的粗磨是从毛坯上磨去余量，使其接近图纸所要求的形状、尺寸，为下道工序—细磨做准备。粗磨过程过去是手工操作，加工时，手持玻璃毛坯，并加一定的压力与模子接触，一边在玻璃与铁模间不断加入水与金刚砂的混合液，一边不断地将零件转动，并在模子表面作往复移动，通过磨料对玻璃表面的磨削来完成零件的粗磨。
随着加工技术的发展，对透镜的研磨进行了改革，在专用的透镜铣磨机上，用杯状的金刚石砂轮来铣磨透镜。
图1为透镜铣磨原理图，透镜被真空吸盘或弹簧夹具夹持在工件轴上作低速转动，金刚石砂轮固定在工具轴上，作反方向的高速旋转，并沿着轴向进给，通过砂轮对玻璃的磨削而形成球面。图中a)为加工凸透镜的情况，b)为加工凹透镜的情况。
由图可见，通过工件轴与工具轴的夹角a的调整，可加工出不同曲率半径R的球面透镜。加工到给定的余量后机床能自动停车，它不仅使粗磨工序实现了机械化，而且使加工效率提高了20—30倍。
在完成对透镜第一个表面的粗磨后，用同样的方法对另一个面进行相应的加工。然后进入下一工序的进程-细磨
细磨:
粗磨后的零件是比较粗糙的，它的几何形状与图纸要求还有一定距离，必须经过细磨、抛光后才能达到外形尺寸和表面光洁度的要求。粗略地讲，细磨与粗磨的区别在于细磨时所用磨料的粒度要比粗磨时细(在实际操作时，由粗磨，细磨，分别都得更换好几次不同粒度的磨料) 。为了使加工能经济合理，在细磨时常把一定数量的零件用粘结胶粘贴在铁模上进行成盘加工。是采用由两个传动环节组成的机械装置，其下环节为主轴旋转机构，上环节为拨杆运动机构。加工时，有时把镜盘放在下环节的主轴上，模具放在镜盘上，由拨杆拨动而完成一个复杂的机械运动，有时则相反，视具体情况而定。此外，把镜盘细磨后经过清洗就直接进行下道工序的加工—抛光，然后把抛光了的表面镀保护层，镜盘，清洗后再进行另一面的细磨、抛光。
抛光:
经过细磨的零件已基本达到规定的外形尺寸，虽然其表面已经很细，也相当平滑，但还是比较粗糙的，光线还是不能理想地通过各折射面。抛光的作用就是对这些极微小的不平滑表面进行加工，使零件成为透明。
从运动的角度来看，抛光与细磨是相互的，因此，它们是采用同一类型的机器，但所用的磨料及模子有很大的变化。
抛光时是用比玻璃还软的氧化钵或红粉等抛光剂来代替金刚砂磨料。模子的铸铁表面不直接与玻璃接触，而是浇有一层沥青、松香等就混合物，通常称为“抛光模”或“腊板”。在其表面开有沟槽，使在抛光时能贮存一定数量的抛光剂。抛光时将抛光模表面与镜盘的被加工表面互相吻合，并在两表面间不断地加抛光剂溶液，从而把玻璃表面抛亮。
下面是几种磨抛机：
：
定心磨边:
抛光后透镜的光轴(两个球面中心的连线)与透镜的几何轴(对透镜边缘等距的中心线)是偏离的，它的边缘厚度是不相等的。如果透镜的几何轴与其光轴偏离(简称为偏心)，则装配到镜筒后就会影响成像质量，因此，抛光后的零件须进行定心磨边。
目前常用的定心方法有光学定心及机械定心两种，采用光学定心时，先把透镜粘在可旋转的中心接头上，借助光学装置来调整透镜在中心接头上的位置，使透镜的光轴与中心接头的回转轴一致，然后用金刚石砂轮把透镜的边缘磨到规定的外径，以获得光轴与机械轴一致的透镜，用这种对心方法，精度可达5微米左右。机械定心法是先把透镜夹在两个按相同方向旋转的中心接头中旋转，由透镜的离心力而使透镜自动定心，然后由中心接头将透镜压紧，用金刚石砂轮磨边。定心
精度是由机床及中心接头轴线的重合精度而定，目前精度为10微米左右，适合于大批量、中等精度零件的生产 。
3.零件的最终加工
透镜在定心磨边后已达到图纸所要求的全部外形尺寸，但还不能说已达到了全部技术要求，往往对透镜、反光镜等还须进行镀膜、胶合等其它最终加工。
镀膜:
光学仪器往往由许多透镜组成，由于玻璃表面对光线的散射及玻璃本身对光线的吸收，会使光线的亮度在通过光学系统后遭到损失，从而影响成象质量。因此在仪器的设计、制作中，除尽量减少光学零件数和用与玻璃的折射率相近的透明树脂把玻璃表面互相胶合起来以减少散射光外，还采用镀透光膜的方法来减少散射光。此外，尚有提高反光镜表面反射率的反光膜、半透明半反射的析光膜、抗蚀保护膜等。目前镀膜的方法很多，主要有化学镀膜和真空镀膜两类。
胶合:
除镀膜外，有些零件还要求把两块或三块透镜互相胶合。胶合时，先在专用装置上固定中心使得各透镜的光轴互相重合，然后用透明树脂胶合在一起。下面是两种胶合产品：上图2为胶合晶体。下图3为球面胶合透镜
图2
图3
零件的检验:
光学零件加工完毕后(包括镀膜工序在内)，在送交装配前，必须对光学表面进行工序检验。对抛光后的零件，主要是检查其表面光洁度，即根据零件的等级要求，检查其疵病的数量和尺寸，这里的疵病是指零件表面的麻点、划痕、开口、破口和气泡而言。关于膜层的检验，除了光学特性要求外，对它的化学稳定性、机械强度及热稳定性等都有相应的技术要求。
通过检验，认为是合格的零件，就可送交下道工序进行装校。
四、所存在的问题
光学加工实力及存在问题我们将在下面分析一下我国光学加工行业的实力和存在问题。
光学加工手段，随着光电行业的发展，进入二十一世纪后，有较大发展和充实。光学加工工业存在的主要问题如下：
a.光电事业有了很大发展，研制出不少具有世界先进水平的产品。产品虽然研制出来，但是投入批量生产却很难。其主要原因是产品设计和工艺设计脱钩，配合不当。我们在工艺上的研究还很浅，在光学加工方面还没有形成一个完整的工艺体系。
b.生产手段是对生产力影响的重要因素。
制造水平低是和设备有关的。光学加工设备的数量不均衡是一个原因，而更重要的是很多设备加工效率低，精度差，有30%以上的设备上仿苏设备和国产设备，
国产设备原型机多为日本和韩国设备，其中一部分设备根本没有投入生产。而从现有的设备和检测仪器看：不能满足发展的需求。
c.多年来，我国光学行业沿袭着一种不正常的观念。即：重视产品设计和研究的技术人员，而从事工艺设计和制造技术人员却得不到足够的重视。这样，从事工艺科研的人员减少，从而影响了加工水平的提高。
d.近年来，很多光学厂进行了改造，但在光学加工技术引进和技术改造方面的项目还不多，同时，国有企业在这方面的投入很不够，没有一定的投资强度，就不可能形成强有力的生产基础，达到预期的产出目的。
五、历史的回顾
我国光学仪器的加工技术，虽然有较长历史但形成批量生产并具有完整的工艺是在新中国成立后。光学冷加工工艺在解放前虽然已有所采用，但缺乏完整性。解放后经过光学行业各方面人士及职工的努力，方逐步形成了较完善的加工方法。
五十年代初期，光学行业的设备陈旧，工艺落后。进入第一个五年计划后，加工工艺主要是采用“苏联”的工艺，设备也是由苏联引的和按“苏联”图纸制造的专用设备，二十世纪六十年代初期，国内个别厂家由德国引进了先进设备（如铣磨机和光学对中心磨边机），受到这些设备的启示，国内在六十年代中期开始工艺科研和研制新设备。首先进行的是研究粗磨机机械化和设计粗磨机，由于设备和工艺的改进，加工效率有很大的提高，但是后来受政治形势的影响，光学工艺的革新受到冲击，刚见成效的工艺革新，就此停止。二十世纪七十年代中期，对光学冷加工技术改造和技术革新提出了“四化”目标，即毛坯型料化、粗磨机械化、精磨高速化、定心磨边自动化。经过努力，这些目标全部在二十世纪八十年代初基本实现了。光学工业实现了光学冷加工“四化”，为军转民生产光学仪器奠定了有力基础。二十世纪八十年代针对当时民用光学仪器生产，又提出了光学零件制造的新四化，即抛光高速化，清洗超声化，辅助工序机械化和辅料商品化。“新四化”，虽然受到了管理体制改变的影响，在研制设备和进行工艺科研的时间和深度不够理想，但全部实现了。
二十世纪八十年代重点是对光学加工机理和工艺因素的研究和探讨，通过科研人员和课题组的努力，均取得了理想的科研成果。在光学零件的定摆磨削和光学零件加工中不同牌号玻璃与不同结合剂的丸片之间的合理匹配都在光学加工
方面有了突破，引起光学界的重视。这些科研的成果对光学加工工业起了重要作用，为了我们进一步提高光学加工的科研水平，奠定了雄厚的基础，为新的创新开辟了道路。
二十世纪八十年代是我们光学技术和工艺科研硕果累累的时期。不但在光学加工的基础理论方面，而在加工设备，加工工艺，加工模具，以及辅料等方面都取得了可喜成果。如光学加工机理，光学零件加工工艺因素，光敏胶，PH值稳定剂，光学导电膜，易腐蚀玻璃保护膜；PJM-320平面精磨机，QJM220球面精磨机，QJP-100与QJP-40光学中球面与小球面精磨抛光机；光学零件复制法；光学零件超声清洗代替清擦，光学零件真空吹塑包装以及自聚焦透镜制造等等，真是不胜枚举。这些科研成果，不但通过了部级鉴定，而且均获得子部级奖励或国家发明将。
进入九十年代后，在中国光学行业有了更大的进展，这是由于光学产品出口，光学工艺也随着有了更大的改变和进展。我们采用了几十年的成盘加工工艺受到了冲击，而单件光学加工在光学批量生产中占据了统治地位。
本世纪初，我国光学制造业已取得了辉煌的成果，进入了发展的高峰，已形成了很强的生产能力。
据有数字统计的资料，我国光学制造能力已超过了五亿件/年，当然这不包括，一些小型民办企业的生产能力。在亚洲也好，在世界上也好，中国光学冷加工的能力应当是名列前茅的，但我们的技术水平却是比较落后。主要是表现在不能大批量生产高精度元器件，大部分企业不能长期稳定生产，不能制造高精度的特种光学零件。造成此种现象的原因：a.执行工艺规程不够b.没有专门工艺研究和工艺设备的研究开发单位c.没有行业法规d.没有软件贸易企业，没有“光学工程”的承包单位。
五、发展对策
回顾历史，认识现实，其目的是为了未来的发展。如何发展我们光学加工工业，以适应光学电子仪器行业的发展和市场的需求，提出如下对策：
1、建立完整的光学加工工艺体系：
首先，制定工艺方法及确定发展道路
根据产品的发展和市场需求，确定出我们自己的工艺方法和发展道路。开发产品要考虑其有否技术继承性，确定工艺也要考虑其继承性。目前透镜制造日本是以单件加工为主，而德国基本上以成盘为主。那么中国应以什么加工方式为主，确定我们光学加工工艺发展道路？这是建立工艺体系的关键。是光学加工发展和提高的当务之急，否则今天采用单件加工，最佳参数生产线就会闲置一旁；而明天采用成盘加工，日本设备又无用武之地，只有制定出标准的加工方法确定出工艺发展路线，我们方能将有限的资金用于发展重点和缩短发展时间。
.其次，完善光学加工的工艺结构
确定光学加工的发展道路之后，要根据制定的加工方法和发展道路以及市场需求完善工艺结构。单件生产线所以能受到认可，是由于开始引进时是全面配套引进的。设备、模具、辅料以及人员培训等全按日本的模式引进的，这样才有高效率。国产化不只是仿制设备，而工装，辅料以及人员培训都应配套进行。
再次，加强工艺科研
加强光学工艺基础理论研究是提高光学加工技术水平的必要条件。基础理论的研究将会为提高现有加工技术水平奠定有力的基础。过去没有很好的开发光学工艺基础理论的研究，主要是没有独立科研单位。建立光学工艺科研单位，方能保证光学工艺科研顺利进行。
还有，注意相关专业的配合
光学加工技术涉及的学科很多，诸如力学、化学、电子等学科。因此光学加工技术水平的提高与未来的发展都必须有相关专业的配合。如是科研课题攻关，则应由主管部门组织相关专业共同进行，共同享受科研成果；如是学术研究，则应由学会邀请相关学科研究人员参加，共同探讨和论证。
2、培养人才，调整人才结构
对任何一个生产或科研领域，人才都是重要的，而在光学加工领域更为重要，目前，怎样培养出一批即能上机操作，又能编制工艺的工人是很重要的；同时要对现有的光学加工技术人才结构进行调整，一是使原来单一光学技术人员调整为光学、机械、化工、电子等多专业技术方队。这样才能适应发展的需要。二是对现有的技术人员进行知识更新和进行经营和管理方面的知识补课。这样，技术人员才能在制定工艺规程时从经营，价值工程等多方面考虑问题。
3、加强投入
自从改革开放以来，光学行业进行的技术改造和技术引进项目较少，技术提高不大。为改变目前这种落后面貌和适应光学行业的发展以及市场的需求，必需加大对光学加工技术改造和技术引进的投资。没有大的投入，不会有大的产出。
4、企业联合，携手共进
竞争是提高和进步的积极因素，如果我们在竞争的同时，又能联合，携手共进，将使我们的光学制造业能有更大的发展和进步。
六：光学冷加工的意义
光学加工设备和光学工艺的发展是分不开的。这说明设备在工艺技术发展中的重要性。光学加工技术的发展是随着光学仪器的发展而发展，同时各相关专业的发展也对其起着重要的影响。新的加工技术，新的加工设备都需各专业配合特别是数控技术的配合方能研制成功，我们相信在本世纪初会有更多新的光学加工技术和加工设备出现。光学冷加工工艺在机械加工中是一门特殊的工艺，它在光学仪器制造中是个重要的环节，它的加工精度直接影响着仪器的质量，它的加工效率直接影响到仪器的产量和成本。目前已有许多工厂探索、掌握和应用了光学加工的新工艺、新技术，这些新工艺新技术对于光学零件等的制造产生了重大的影响。
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ground hard metal micro end mills PRECISION ENGINEERING-JOURNAL OF THE AMERICAN SOCIETY FOR PRECISION ENGINEERING 23 : 229 1999
目录
一、摘要 (1)
二、光学冷加工的含义..............................1.
三、光学冷加工的特点 (2)
四、光学冷加工的过程 (2)
五、学冷加工的历史回顾 (8)
六、学冷加工存在的问题 (8)
七、光学冷加工的发展对策 (10)
八、光学冷加工的意义 (11)
九、参考文献 (12)
光学设计岗位规范
光学设计岗位规范 1 范围 本规范规定了光学设计岗位职责和岗位标准。。 本规范适用于光学设计岗位的初级、中级、高级职务人员。 2 引用标准 Q/AG L07 1.1－2003职工政治思想和职业道德通用标准 3 岗位职责（概括和列举该岗位的工作职责） 3.1 负责光学系统研究、设计的全部技术工作，试验、试制的配合工作。 3.2 严格贯彻执行国标、部标、企标及有关科研技术、质量管理和安全技术的法规。 3.3 负责项目预研、技术论证、可行性研究论证、技术经济分析和项目的申报工作。 3.4 根据研制合同，制定阶段和年度工作计划，并组织实施。 3.5 参加本专业及有关专业的技术会议，评审本专业范围内的科研成果。 3.6 贯彻全面质量管理，负责对试验中出现的各种技术问题进行分析、论证，改进设计。 3.7 根据使用部门的要求和市场需求，采用适合的光学系统的结构，满足性能指标。研究新技术，加速光电系统的更新换代。 3.8 根据项目进展情况，适时编写专题技术总结、专题研究报告、鉴定申请报告等。 3.9 负责技术转让、技术咨询、技术服务以及完成技术资料的归档工作。 4 岗位标准 4.1 政治思想与职业道德 执行Q/AG L07 1.1－2003职工政治思想与职业道德通用规范 4.2 文化程度
执行Q/AYGF 1.1 4.3 专业理论知识 4.3.1 初级职务 4.3.1.1 具有高等数学、普通物理等基础理论知识。 4.3.1.2 具有应用光学、光学仪器制图等专业理论知识。 4.3.1.3 了解光学系统性能和集成、试验、应用、储存中的有关安全规程。 4.3.1.4 了解光学系统设计和研制过程，及有关技术标准。 4.3.1.5 初步掌握一门外语，并能查阅本专业书刊、资料。 4.3.2 中级职务 4.3.2.1 具有光学、计算机CAD设计、光学仪器制图原理等基础理论知识。了解红外、激光、电视、可见光系统等有关知识。 4.3.2.2 熟悉光学系统性能和集成、试验、应用、储存中的有关安全规程。 4.3.2.3 熟悉光学系统国内外研制状况和发展趋势。 4.3.2.4 熟悉国内外光电系统光学设计研制技术及技术标准。 4.3.2.5 掌握一门外语，并能较熟练地查阅本专业书刊、资料。 4.3.3 高级职务 4.3.3.1 熟练掌握光学系统涉及的红外、激光、电视、微光、可见光学等专业理论知识。 4.3.3.2 精通光学系统研究的技术理论、熟悉典型的、同类型光学系统的性能指标及研究的技术难点。 4.3.3.3 精通光电系统集成与实验理论。 4.3.3.4 熟悉光电系统研制程序、典型技术和有关标准。 4.3.3.5 掌握国内外光电系统发展状况和发展趋势。 4.3.3.6 掌握光电系统应用的有关技术和知识。 4.3.3.7 掌握一门外语，并能熟练地查阅和笔译本专业的书刊、资料。 4.4 实际工作能力 4.4.1 初级职务 4.4.1.1 能完成光电系统的一般实验，参与试验方案的讨论与制定。
球面光学样板的加工工艺
河南工业职业技术学院 Henan Polytechnic Institute 毕业设计 题目球面光学样板的加工工艺系别光电工程系 专业精密机械技术 班级 姓名 学号 指导教师 日期 2013年11月
毕业设计任务书 设计题目： 球面光学样板的加工工艺 设计要求： 1.设计球面样板加工的尺寸和精度要求，并附图例 2.设计出球面样板的制造工艺（包括球体的研制，球面样板的制造），并设计出球体制造的工艺的工序要求，其中要求图文并用。 3.设计出球面样板加工的曲率半径以及其中的误差分析，并附图解释。 4.做出球面样板加工的精度分析并做好精度检验要求。 设计任务： 1.设计球面的标准样板； 2.设计球面样板的制造工艺及设计图示； 3.设计球面样板的曲率半径； 4.样板的精度分析与检验； 5.写出详细毕业设计说明书（10000字以上），要求字迹工整，原理叙述正确，会计算主要元器件的一些参数，并选择元器件。 设计进度要求： 第一周：在图书馆查看书籍，在网上搜索资料，在实践中听取老师的教导，以便于查找各类相关资料，使资料更完整，更精确，有利于论文的撰写。 第二周：使自己对论文的框架有个大概的了解，将收集到的资料进行整理分类，及时与导师进行沟通。将设计的雏形确立起来，论文的文字叙述全部做好。 第三周：根据论文的要求对论文进行排版，绘图，把文字校对等项工作完成。 指导教师（签名）：
摘要 球面样板是检验球面光学零件曲率半径和球面面型误差的量具，由于光学系统多由球面组成，而球面的曲率半径测试的特殊性，逐渐发展成这套即比较简单，又容易控制误差的测量工具和检验方法。样板是光学零件制造过程中使用最广泛、最简便的一种精密测量工具，因此，在光学零件生产技术准备阶段，必须先设计和制造一套标准样板和一定数量的工作样板。 球面光学样板的制造与球面零件制造，虽然有许多类似之处，但由于样板是测量工具，要求面形精度比一般透镜高得多，因此，为了保证其高精度，球面徉板往往成对制造。 关键词：粗磨，精磨，抛光，工艺，检测。
光学冷加工毕业
光学冷加工毕业
河南工业职业技术学院Henan Polytechnic Institute 毕业设计 题目光学零件铣磨 系别光电工程系 专业精密机械技术 班级精密0901 姓名田俊 学号150090106 指导教师黄长春 日期2011年10月10
摘要 铣磨机的使用大大提高了粗磨整平工艺的机械化程度。但由于机床本身的精度以及磨轮、磨削量、进给量、冷却液等多方面因素的影响,粗磨光学零件之光洁度一般只能达到220~#～240~#砂面。国内粗磨平面一般采用的磨轮粒度均在JR60~#～100~#之间,其浓度为100%。粗磨完工所要求的零件表面光洁度等级一般为▽6。从我国粗磨平面的特点来看,一般要去除较大的加工余量,单面余量多在2～3毫米之间,有的零件磨削第一面时其余量竟达5毫米以上。这势必要求金刚石磨轮具有良好的磨削性能,也就是磨轮应选用青铜结合剂且粒度应较粗。实践证明,粒度在80~#～100~#的磨轮由于其磨削力小,用于PM5 关键词：光学零件铣磨机, 表面光洁度等级, 线速度 ,真空吸盘, 整平工艺, 调速机构 ,粗磨 ,金刚石磨轮 ,粒度
ABSTRACT Milling mill use has greatly increased the degree of mechanization of kibble leveling process. However, due to the accuracy of the machine itself, as well as grinding wheels, grinding amount, feed rate, coolant, and many other factors affect the roughing the optical parts of finish is generally only reach 220 to # 240 to # sand surface. Domestic kibble plane generally use the granularity of the grinding wheel between the JR60 ~ # ~ 100 ~ #, the concentration of 100%. Kibble completion requirements of the parts surface finish level generally ▽ 6. View from the our kibble plane features, generally to remove a larger allowance, single-sided margin of more than 2 to 3 mm, and some parts grinding the first side when the rest of the amount as high as more than 5 mm . This will require that the diamond grinding wheel with a good grinding performance, is the grinding wheel should be used bronze binder and coarse granularity should. Practice has proved that the particle size in the 80 ~ # 100 to # of the grinding wheel due to its small grinding force for PM5 Keywords: optical, parts milling, mill surface finish grade line, speed vacuum consolidation process, level governor
光学零件加工技术
光学零件加工技术 邬建生 二 00 四年元月（整理） 目录 一、统研磨抛光与高速研磨抛光特点 二、准球心法和传统法比较 三、切削工序的要求 四、粗磨工序的要求 五、如何保持粗磨皿表曲率半径的精度 六、修磨皿的技巧 七、影响抛光的因素 八、抛光剂（研磨粉）的影响 九、研磨皮及选择十、传统加工要求十一、计算公式十二、光圈识别与修整措施十三、机床的选择十四、机床的调整十五、超声清洗原理十六、品质异常分析步骤十七、工艺规程的设计 光学零件的加工，分为热加工、冷加工和特种加工，热加工目前多采用于光学零件的坯料备制； 冷加工是以散粒磨料或固着磨料进行锯切、粗磨、精磨、抛光和定心磨边。 特种加工仅改变抛光表面的性能，而不改变光学零件的形状和尺寸，它包括镀膜、刻度、照相和胶合等。冷加工各工序的主要任务是： 粗磨（切削）工序：是使零件具有基本准确的几何形状和尺寸。精磨（粗磨）工序：是使零件加工到规定的尺寸和要求，作好抛光准备。抛光（精磨）工序：是使零件表面光亮并达到要求的光学精度。定心工序：是相对于光轴加工透镜的外圆。 胶合工序：是将不同的光学零件胶合在一起，使其达到光轴重合或按一定方向转折。 球面光学零件现行加工技术三大基本工序为： 1、范成法原理的铣磨（切削）
2、压力转移原理的高速粗磨 3、压力转移原理的高速抛光。 范成法原理的铣磨（切削），虽然加工效率较高，但其影响误差的因素较多，达到较高精度和较粗糙度较困难。压力转移原理的准球心高速粗磨和高速抛光，零件受力较均匀，加工效率也较高，但必须预先准确修整磨（模）具的面形，才能保证零件的面形精度。准确修整面形精度需要操作者的经验和技巧，而且需反复修整。 一、传统研磨与高速研磨特点 1. 传统研磨 传统研磨也叫古典研磨，它是一种历史悠久的加工方法 其主要特点是： （1）采用普通研磨机床或手工操作； （2）要求人员技术水平较高； （3）研磨材料多采用散砂（研磨砂）抛光沥青 （4）抛光剂是用氧化铈或氧化铁； （5）压力用加荷重方法实现虽然这种方法效率低 , 但加工精度较高所以，目前仍被采用。 2. 高速研磨抛光一般是指准球心法（或称弧线摆动法）。其主要特点是： （1）采用高速、高压和更有效的利用抛光模，大大提高了抛光效率 （2 ）压力头围绕球心做弧线摆动，工作压力始终指向球心，也是靠球模成型的。 3. 范成法 准球心法对机床的精度要求较低 , 加工方法和传统法相近，易于实现，用的较广；范成法对机床精度及调整要求较高，目前很少采用。 二、准球心法和传统法较 1. 准球心法
光学透镜的加工工艺
光学玻璃透镜 1 成型方法 原来的玻璃透镜模压成型法，是将熔融状态的光学玻璃毛坯倒入高于玻璃转化点50℃以上的低温模具中加压成形。这种方法不仅容易发生玻璃粘连在模具的模面上，而且产品还容易产生气孔和冷模痕迹（皱{TodayHot}纹），不易获得理想的形状和面形精度。后来，采用特殊材料精密加工成的压型模具，在无氧化气氛的环境中，将玻璃和模具一起加热升温至玻璃的软化点附近，在玻璃和模具大致处于相同温度条件下，利用模具对玻璃施压。接下来，在保持所施压力的状态下，一边冷却模具，使其温度降至玻璃的转化点以下（玻璃的软化点时的玻璃粘度约为107。6泊，玻璃的转化点时的玻璃粘度约为1013。4泊）。这种将玻璃与模具一起实施等温加压的办法叫等温加压法，是一种比较容易获得高精度，即容易精密地将模具形状表面复制下来的方法。这种玻璃光学零件的制造方法缺点是：加热升温、冷却降温都需要很长的时间，因此生产速度很慢。 为了解决这个问题，于是对此方法进行了卓有成效的改进，即在一个模压装置中使用数个模具，以提高生产效率。然而非球面模具的造价很高，采用多个模具势必造成成本过高。针对这种情况，进一步研究开发出与原来的透镜毛坯成型条件比较相近一点的非等温加压法，借以提高每一个模具的生产速度和模具的使用寿命。另外，还有人正在研究开发把由熔融炉中流出来的玻璃直接精密成型的方法。 玻璃毛坯与模压成型品的质量有直接的关系。按道理，大部分的光学玻璃都可用来模压成成型品。但是，软化点高的玻璃，由于成型温度高，与模具稍微有些反应，致使模具的使用寿命很短。所以，从模具材料容易选择、模具的使用寿命能够延长的观点出发，应开发适合低温（600℃左右）条件下模压成型的玻璃。然而，开发的适合低温模压成型的玻璃必需符合能够廉价地制造毛坯和不含有污染环境的物质（如PbO、As2O3）的要求。对模压成型使用的玻璃毛坯是有要求的： ①压型前毛坯的表面一定要保持十分光滑和清洁； ②②呈适当的几何形状； ③③有所需要的容量。毛坯一般都选用球形、圆饼形或球面形状，采用冷研磨成型或热压成型。 模具材料需要具备如下特征： ①表面无疵病，能够研磨成无气孔、光滑的光学镜面； ②在高温环境条件下具有很高的耐氧化性能，而且结构等不发生变化，表面质量稳定，面形精度和光洁度保持不变； ③不与玻璃起反应、发生粘连现象，脱模性能好； ④在高温条件下具有很高的硬度和强度等。 现在已有不少有关开发模具材料的专利，最有代表性的模具材料是：以超硬合金做基体，表面镀有贵金属合金和氮化钛等薄膜；以碳化硅和超硬合金做基体，表面镀有硬质碳、金刚石状碳等碳系薄膜；以及Cr2O-ZrO2-TiO2系新型陶瓷。 玻璃透镜压型用的模具材料，一般都是硬脆材料，要想把这些模具材料精密加工成模具，必需使用高刚性的、分辨率能达到0.01μm以下的高分辨率超精密计算机数字控制加工机床，用金刚石磨轮进行磨削加工。磨削加工可获得所期盼的形状精度，但然后还需再稍加抛光精加工成光学镜面才行。在进行高精度的非球面加工中，非球面面形的测试与评价技术是非常重要的。对微型透镜压型用模的加工，要求更加严格，必需进一步提高精度和减轻磨削的痕迹。
光学冷加工工艺和设备
光学冷加工工艺和设备现状及其发展 张曾扬 ▲历史的回顾 我国光学仪器的加工技术，虽然有较长历史但形成批量生产并具有完整的工艺是在新中国成立后。 光学冷加工工艺在解放前虽然已有所采用，但缺乏完整性。解放后经过光学行业各方面人士及职工的努力，方逐步形成了较完善的加工方法。 五十年代初期，光学行业的设备陈旧，工艺落后。进入第一个五年计划后，加工工艺主要是采用“苏联”的工艺，设备也是由苏联引的和按“苏联”图纸制造的专用设备，二十世纪六十年代初期，国内个别厂家由德国引进了先进设备（如铣磨机和光学对中心磨边机），受到这些设备的启示，国内在六十年代中期开始工艺科研和研制新设备。首先进行的是研究粗磨机机械化和设计粗磨机，由于设备和工艺的改进，加工效率有很大的提高，但是后来受政治形势的影响，光学工艺的革新受到冲击，刚见成效的工艺革新，就此停止。二十世纪七十年代中期，对光学冷加工技术改造和技术革新提出了“四化”目标，即毛坯型料化、粗磨机械化、精磨高速化、定心磨边自动化。经过努力，这些目标全部在二十世纪八十年代初基本实现了。光学工业实现了光学冷加工“四化”，为军转民生产光学仪器奠定了有力基础。二十世纪八十年代针对当时民用光学仪器生产，又提出了光学零件制造的新四化，即抛光高速化，清洗超声化，辅
助工序机械化和辅料商品化。“新四化”，虽然受到了管理体制改变的影响，在研制设备和进行工艺科研的时间和深度不够理想，但全部实现了。 二十世纪八十年代重点是对光学加工机理和工艺因素的研究和探讨，通过科研人员和课题组的努力，均取得了理想的科研成果。在光学零件的定摆磨削和光学零件加工中不同牌号玻璃与不同结合剂的丸片之间的合理匹配都在光学加工方面有了突破，引起光学界的重视。这些科研的成果对光学加工工业起了重要作用，为了我们进一步提高光学加工的科研水平，奠定了雄厚的基础，为新的创新开辟了道路。 二十世纪八十年代是我们光学技术和工艺科研硕果累累的时期。不但在光学加工的基础理论方面，而在加工设备，加工工艺，加工模具，以及辅料等方面都取得了可喜成果。如光学加工机理，光学零件加工工艺因素，光敏胶，PH值稳定剂，光学导电膜，易腐蚀玻璃保护膜；PJM-320平面精磨机，QJM220球面精磨机，QJP-100与QJP-40光学中球面与小球面精磨抛光机；光学零件复制法；光学零件超声清洗代替清擦，光学零件真空吹塑包装以及自聚焦透镜制造等等，真是不胜枚举。这些科研成果，不但通过了部级鉴定，而且均获得子部级奖励或国家发明将。 进入九十年代后，在中国光学行业有了更大的进展，这是由于光学产品出口，光学工艺也随着有了更大的改变和进展。我们采用了几十年的成盘加工工艺受到了冲击，而单件光学加工在光学批量
光学设计教程小知识点
1.2光学系统有哪些特性参数和结构参数？ 特性参数：（1）物距L（2）物高y或视场角ω（3）物方孔径角正弦sinU或光速孔径角h（4）孔径光阑或入瞳位置（5）渐晕系数或系统中每一个的通光半径 结构参数：每个曲面的面行参数（r，K，a4，a6，a8，a10）、各面顶点间距（d）、每种介质对指定波长的折射率（n）、入射光线的位置和方向 1.3轴上像点有哪几种几何像差？ 轴向色差和球差 1.4列举几种主要的轴外子午单色像差。 子午场曲、子午慧差、轴外子午球差 1.5什么是波像差？什么是点列图？它们分别适用于评价何种光学系统的成像质量？ 波像差：实际波面和理想波面之间的光程差作为衡量该像点质量的指标。适用单色像点的成像。 点列图：对于实际的光学系统，由于存在像差，一个物点发出的所有光线通过这个光学系统以后，其像面交点是一弥散的散斑。适用大像差系统 2.1叙述光学自动设计的数学模型。 把函数表示成自变量的幂级数，根据需要和可能，选到一定的幂次，然后通过实验或数值计算的方法，求出若干抽样点的函数值，列出足够数量的方程式，求解出幂级数的系数，这样，函数的幂级数形式即可确定。像差自动校正过程，给出一个原始系统，线性近似，逐次渐进。 2.2适应法和阻尼最小二乘法光学自动设计方法各有什么特点，它们之间有什么区别？ 适应法：参加校正的像差个数m必须小于或等于自变量个数n，参加校正的像差不能相关，可以控制单个独立的几何像差，对设计者要求较高，需要掌握像差理论阻尼最小二乘法：不直接求解像差线性方程组，把各种像差残量的平方和构成一个评价函数Φ。通过求评价函数的极小值解，使像差残量逐步减小，达到校正像差的目的。它对参加校正的像差数m没有限制。 区别：适应法求出的解严格满足像差线性方程组的每个方程式；如果m>n或者两者像差相关，像差线性方程组就无法求解，校正就要中断。 3.1序列和非序列光线追迹各有什么特点？ 序列光线追迹主要用于传统的成像系统设计。以面作为对象，光线从物平面开始，按照表面的先后顺序进行追迹，对每个面只计算一次。光线追迹速度很快。 非序列光线追迹主要用于需考虑散射和杂散光情况下，非成像系统或复杂形状的物体。以物体作为对象，光线按照物理规则，沿着自然可实现的路径进行追迹。计算时每一物体的位置由全局坐标确定。非序列光线追迹对光线传播进行更为细节的分析，计算速度较慢。3.2叙述采用光学自动设计软件进行光学系统设计的基本流程。 （1）建立光学系统模型： 系统特性参输入：孔径、视场的设定、波长的设定 初始结构输入：表面数量及序号、面行、表面结构参数输入 （2）像质评价 （3）优化：设置评价函数和优化操作数、设置优化变量、进行优化 （4）公差分析：公差数据设置、执行公差分析 3.3Zemax软件采用了什么优化算法？ 构造评价函数：最小二乘法、正交下降法（非序列光学系统）
我国光学加工技术的发展历史
我国光学加工技术的发展历史 发布日期:2008-03-05 我也要投稿!作者:网络阅读:[ 字体选择：大中 小 ] 我国光学仪器的加工技术，虽然有较长历史但形成批量生产并具有完整的工艺是在新中国成立后。光学冷加工工艺在解放前虽然已有所采用，但缺乏完整性。解放后经过光学行业各方面人士及职工的努力，方逐步形成了较完善的加工方法。 五十年代初期，光学行业的设备陈旧，工艺落后。进入第一个五年计划后，加工工艺主要是采用“苏联”的工艺，设备也是由苏联引的和按“苏联”图纸制造的专用设备，二十世纪六十年代初期，国内个别厂家由德国引进了先进设备（如铣磨机和光学对中心磨边机），受到这些设备的启示，国内在六十年代中期开始工艺科研和研制新设备。首先进行的是研究粗磨机机械化和设计粗磨机，由于设备和工艺的改进，加工效率有很大的提高，但是后来受政治形势的影响，光学工艺的革新受到冲击，刚见成效的工艺革新，就此停止。 二十世纪七十年代中期，对光学冷加工技术改造和技术革新提出了“四化”目标，即毛坯型料化、粗磨机械化、精磨高速化、定心磨边自动化。经过努力，这些目标全部在二十世纪八十年代初基本实现了。 光学工业实现了光学冷加工“四化”，为军转民生产光学仪器奠定了有力基础。二十世纪八十年代针对当时民用光学仪器生产，又提出了光学零件制造的新四化，即抛光高速化，清洗超声化，辅助工序机械化和辅料商品化。“新四化”，虽然受到了管理体制改变的影响，在研制设备和进行工艺科研的时间和深度不够理想，但全部实现了。二十世纪八十年代重点是对光学加工机理和工艺因素的研究和探讨，通过科研人员和课题组的努力，均取得了理想的科研成果。在光学零件的定摆磨削和光学零件加工中不同牌号玻璃与不同结合剂的丸片之间的合理匹配都在光学加工方面有了突破，引起光学界的重视。这些科研的成果对光学加工工业起了重要作用，为了我们进一步提高光学加工的科研水平，奠定了雄厚的基础，为新的创新开辟了道路。 二十世纪八十年代是我们光学技术和工艺科研硕果累累的时期。不但在光学加工的基础理论方面，而在加工设备，加工工艺，加工模具，以及辅料等方面都取得了可喜成果。如光学加工机理，光学零件加工工艺因素，光敏胶，PH值稳定剂，光学导电膜，易腐蚀玻璃保护膜；PJM-320平面精磨机，QJM220球面精磨机，QJP-100与QJP-40光学中球面与小球面精磨抛光机；光学零件复制法；光学零件超声清洗代替清擦，光学零件真空吹塑包装以及自聚焦透镜制造等等，真是不胜枚举。这些科研成果，不但通过了部级鉴定，而且均获得子部级奖励或国家发明将。进入九十年代后，在中国光学行业有了更大的进展，这是由于光学产品出口，光学工艺也随着有了更大的改变和进展。我们采用了几十年的成盘加工工艺受到了冲击，而单件光学加工在光学批量生产中占据了统治地位。 本世纪初，我国光学制造业已取得了辉煌的成果，进入了发展的高峰，已形成了很强的生产能力。据有数字统计的资料，我国光学制造能力已超过了五亿件/年，当然这不包括，一些小型民办企业的生产能力。在亚洲也好，在世界上也好，中国光学冷加工的能力应当是名列前茅的，但我们的技术水平却是比较落后。主要是表现在不能大批量生产高精度元器件，大部分企业不能长期稳定生产，不能制造高精度的特种光学零件。造成此种现象的原因：a.执行工艺规程不够b.没有专门工艺研究和工艺设备的研究开发单位c.没有行业法规d.没有软件贸易企业，没有“光学工程”的承包单位。 光学加工设备和光学工艺的发展是分不开的。孔夫子说过“工欲善其事，必先利其器”。
真光学冷加工实习报告
光学冷加工实习报告 一：前言 光学加工设备和光学工艺的发展是分不开的。孔夫子说过“工欲善其事，必先利其器”。这说明设备在工艺技术发展中的重要性。 我国光学加工设备和国际上光学设备的发展过程是一致的，即脚踏、机动、电动。基本是两大系列，一是德国系列、二是日本系列。解放前主要是德国设备为主，即从1936年云光厂成立，从国外引进的德国设备如：单轴粗磨机、二轴精磨抛光机、四轴精磨抛光机、五轴精磨抛光机等。二是伪满的大陆科学院为维修使用的光学仪器从日本购进的设备。解放后156项中的西光厂又从苏联购进了光学加工设备、它的原型机亦是德国设备、如ЩМ-500和ЩnМ-350型单轴粗磨机、ЩnМ-350三轴精磨抛光机、ЩnМ-200中型六轴精磨抛光机、和ЩnМ-60小型六轴抛光机以及Ц-2型定心磨边机等。 由古典方法转向机械化粗磨（铣磨）、准球心抛光，是光学制造业的一次重大的变革. 对光学加工改革起着推动作用的是兵器工业“739”会议。上世纪七十年中期是我国光学制造技术大变革的时期。八十年代光学制造技术最大变革由成盘加工转向单件加工。 单件加工很早就在日本采用，1983年“北总”是从日本引进PenTaxK1000相机开始引进这种技术和设备的。而部分技术人员和工人早在这以前从事劳务出口时，在日本已经接确此项工艺，但由于我们在八十年代初期，虽然引进了设备，而在工艺结构上还不完善，没有相应配套的工装和辅料，所以采用上述设备后，生产效率并不高。
加之当时，生产批量不大，没能引起人们的注意和足够的认识。但是一些专家看到了此种工艺的特点，它很适合中国国情。因此北总在1983年于江西召开的工艺研讨会上把它列入了三条高效生产线之内。这三条生产线即：平面高效生产线（228厂承担）、球面单件生产线（308和598厂承担），刚性上盘球面零件高效生产线（248和原5208厂承担）。
机械制造(冷加工)学科的范畴、研究内容及特点
机械制造（冷加工）学科的范畴、研究内容及特点 （以典型机械产品为例展开论述） 冉伟康 （北京石油化工学院） 摘要：该文介绍了我国金属冷加工行业，特殊钢丝生产现状和钢丝生产主要工艺流程。并通过介绍钢丝在原料表面处理、热处理、拉拔的过程，论述了冷加工的学科范畴、研究内容及特点。 关键词：冷加工钢丝拉拔机械制造表面处理 前言：金属冷加工是钢铁工业生产的一个重要组成部分。金属冷加工的种类较多，例如：钢丝、钢丝绳、钢绞线及其它金属制品等等。 1.1钢丝生产在国民生产中的地位 钢丝生产是以热轧线材(也称盘条)为原料,经冷加工而制成的线材制品"以钢丝为原料再加工而成的钢铁制品。如商品钢丝、钢丝绳等称为二次制品"钢丝生产与其它钢铁生产相比,具有工艺和装备技术较为复杂,产品质量要求较高,生产管理要求严格,生产周期较长等特点,属于技术密集和劳动密集型的钢材生产。因此,钢丝生产的水平,在一定程度上也反映出一个国家的工业规模和制造技术水平。金属制品中的钢丝是国民经济建设重要的基础材料,在国民经济中占着重要地位,其产品广泛应用于冶金、煤炭、石油、交通、通讯、化工、林业、渔业、机械、轻工、建筑等各个部门。因为钢丝具在其它钢材无与伦比的优点,其规格可小达0.00lllun,比头发丝还细10倍,且尺寸精度高,断面形状多样化,应用范围广阔,是国家重点扶持并鼓励发展的行业"我国金属制品材料行业经过五十年的发展,己逐步形成了多种经济成分共存、竞相发展的局面。随着国民经济产业的转型,对金属制品材料行业也提出了新的要求,在中低档次产品供过于求的同时,那些投资大、科技含量高、生产难度大、质量要求严的高档次产品出现了较大缺口。如钢帘线在我国问世已30年,但至今其规模、质量、数量都还不能满足市场的需求,缺口很大；又如汽车专用高级弹簧钢丝、高强度耐疲劳的石油专用钢绳、矿山提升用绳、电梯钢绳等。尽管我国均能生产,但由于品种质量规格等问题,目前仍需进口。挑战的背后就是机遇,因此,金属制品材料企业要发展,要状大必须加大资金投入,致力于产品科技含量和工艺、设备水平的提高。 1.2钢丝生产依据 钢丝生产主要是依据产品标准要求，确定生产方式。产品标准是供方与顾客之间的纽带。根据产品标准，采用合理工艺，实行科学管理，是确保产品合格的基本保证。 在钢丝生产中，同一个钢号（化学成分相同），采用不同标准，生产方式就不同。就T9A为例：当执行GB/T4357-89弹素弹簧钢丝标准时，必须采用连续线生产，产出的成品钢丝可用于制造各种弹簧、编制钢丝绳等。当执行GB/T5952- 86 弹素工具钢丝标准时，就必须采用周期线生产，产出的成品钢丝，可用于制造工具。如：刀具、钻头、制针等。因为，连续线和周期线产出的钢丝显微组织不同、力学性能不同、工艺性能不同，所以，用途不同。 值得阐明的是：不论是连续线生产还是周期线生产，热处理、表面处理、加
光学零件加工技术课程设计工艺规程编制模板
精品文档 。 1欢迎下载 第十五章 光学零件工艺规程编制 工艺规程的作用： ①工艺规程是光学零件加工的主要技术文件，是组织生产不可缺少的技术依据。 ②合理的工艺规程是保证加工质量、提高生产效率、反映生产过程和工艺水平的综合技术资料。 ③要想编制出合理的工艺规程，必须掌握光学零件的制造特点，考虑现有生产条件，并尽可能采用新工艺。 光学零件加工技术是在不断发展的，对不同生产方式、不同生产规模、不同加工对象来说，工艺规程是有较大区别的，例如：古典法、高速加工法。 §15－1 编制工艺规程的一般原则 光学零件常规加工工艺规程编制的一般原则如下： 一、对光学零件图进行工艺审查 在编制工艺规程时： ① 要熟悉产品图纸的技术条件， ② 熟悉其他原始资料， ③ 进行综合技术分析， ④审查零件图的设计合理性、结构工艺性及经济性。
精品文档 。 2欢迎下载 二、确定加工路线及加工方法 ① 根据生产纲领（大量生产还是小量生产）确定生产类型（小量、成批、大量？）， ② 按照生产类型及零件的材料、形状、精度、尺寸要求决定毛坯类型， ③根据生产类型与毛坯类型确定加工路线和加工方法。 三、设计必要的专用样板，或选择通用样板。 主要是标准样板和工作样板。 四、确定加工余量及毛坯尺寸 根据生产类型、加工方法、毛坯类型确定各工序的加工余量。应先从最后一道工序开始确定加工余量，例如，透镜的加工余量应先从定心磨边开始给定直径尺寸，棱镜和平面镜应先从抛光开始给定厚度尺寸，然后再考虑各工序中的相应余量。最后给出总余量和毛坯尺寸。 五、设计及选用工夹具、机床、测量仪器 在确定加工路线和加工余量后，按各工序的要求，设计必要的工、夹具，如透镜的精磨、抛光工、夹具设计，包括粘结膜、贴置模、精磨模、抛光模等的设计。并根据生产条件选用机床和测量仪器。 六、选用必需的光学辅料。 光学零件生产中所使用的光学辅料主要有清洗材料、粘结材
光学冷加工-研磨加工基本知识
研磨加工基本知识讲义 一、镜片加工流程及基本知识 1、镜片加工流程： 切削→研削→研磨→洗净 2、切削的基本知识： 切削：国内叫“粗磨”，国外叫NCG，为英文“球面创成”之缩写。 切削目的：去除材料硝材表面层，深度为0.5~0.6mm.。 由于硝材压型时精度不高，不加大加工余量就不能达到镜片所需尺寸（包括曲率、肉厚等）。 3、研削的基本知识： 研削（也称精磨或砂挂），是镜片研磨前的极为重要的工序，研削加工的主要目的为： ①加工出研磨工序所需要的表面精细度。 研削分为两道工序： A、第一道工序称S1，用1200#~1500#的钻石粒。 B、第二道工序称S2，用1500#~2000#的树指进行加工。 ②加工出研磨工序所需要的球面精度。 ③满足镜片中心肉厚要求，在规定的尺寸公差之内。 ④研削品质的好坏对研磨后镜片的品质影响极大。 如研磨不良伤痕（キ）、砂目（ス）、肉厚、面不等不良均与研削有直接关系，研削品 质的好坏决定研磨品质的优劣。 二、研磨加工基本知识： 硝材在经过切削及研削，其基本尺寸及表面光洁度已经形成，但仍不能满足客户光学上的要求，必须进行研磨工序，研磨是获得光学表面的最主要的工序： 1、研磨加工的目的： ①去除精度的破坏层，达到规定的外观限度要求。 ②精修面形，达到图面规置之不理的曲率半径R值，满足面本数NR要求及光圈局部 允差（亚斯）的要求。 2、研磨的机理：
①机械研削理论。 ②化学学说。 ③表面流动理论。 3、光圈的识别与度量（我们通常说的面即光圈） ①什么是光圈？ 被检查镜片表面面形与标准曲率半径的原器面形有偏差时，它们之间含形成对称的 契形空气间隙，从而形成等厚干涉条纹，有日光照射下可见到彩色光环（此时空气 隙，呈环形对称），这种彩色的光环称为光圈，我们通常观察光圈数（即面本数）以 红色光带为准。 这是因为红色光带较宽（波长范围为0.62um~0.78um），看起来清晰明亮。 ②面本数的识别与度量 有原器检查镜片时，如果二者是边缘接触（中间有空气层），从正方稍加压力P，干 涉条纹从外向中心部移动即向内缩，称为低光圈或负光圈（图A），如果二者是从中 间开始接触（边缘有空气隙），从正上方稍加压力P，干涉条纹从中心向边缘移动（或 向外扩散）称为高光圈或正光圈（图B） ③亚斯的识别与度量 目前公司将面精度的中高、中低、垂边、分散或边等统称为亚斯，亚斯一定要满足 作业标准的要求，超过标准含影响镜头的解像，所以亚斯是一个非常重要的指标，
光学冷加工基础知识
1.1 对抛光粉的要求 a. 颗粒度应均匀，硬度一般应比被抛光材料稍硬； b. 抛光粉应纯洁，不含有可能引起划痕的杂质； c. 应具有一定的晶格形态和缺陷，并有适当的自锐性； d. 应具有良好的分散性和吸附性； e. 化学稳定性好，不致腐蚀工件。 1.2 抛光粉的种类和性能 常用的抛光粉有氧化铈（CeO2）和氧化铁（FeO3）。 a. 氧化铈抛光粉颗粒呈多边形，棱角明显，平均直径约2微米，莫氏硬度7～8级，比重约为7.3。由于制造工艺和氧化铈含量的不同，氧化铈抛光粉有白色（含量达到98%以上）、淡黄色、棕黄色等。 b. 氧化铁抛光粉俗称红粉，颗粒呈球形，颗粒大小约为0.5～1微米，莫氏硬度4～7级，比重约为5.2。颜色有从黄红色到深红色若干种。 综上所述，氧化铈比红粉具有更高的抛光效率，但是对表面光洁度要求高的零件，还是使用红粉抛光效果较好。 2. 抛光模层（下垫）材料 常用的抛光模层材料有抛光胶和纤维材料。 2.1 抛光胶 抛光胶又名抛光柏油，是由松香、沥青以不同的组成比例配制而成，用语光学零件的精密抛光。 2.2 纤维材料 在光学工件的抛光中，若对抛光面的面形精度（光圈）要求不高时，长采用呢绒、毛毡及其它纤维物质作为抛光模层的材料。 3. 常用测试仪器 光学零件的某些质量指标，如透镜的曲率半径、棱镜的角度，需要用专门的测试仪器来测量。常用的仪器有：光学比较侧角仪、激光平面干涉仪、球径仪和刀口仪等。 4. 抛光 在抛光过程中添加抛光液要适当。太少了参与作用能够的抛光粉颗粒减少，降低抛光效率。太多了，有些抛光粉颗粒并不参与工作，同时也带来大量液体使玻璃边面的温度下降，影响抛光效率。抛光液的浓度也要适当，浓度太低，即水分太多，参与工作的抛光粉颗粒减少并使玻璃表面温度降低，因此降低抛光效率。浓度太高，即水分带少，影响抛光压力，抛光粉不能迅速散步均匀，导致各部压力不等，造成局部多磨，对抛光的光圈（条纹）质量有影响。而且单位面积压力减少，效率降低，抛光过程中产生的碎屑也不能顺利排除，使工件表面粗糙。一般是开始抛光时抛光液稍浓些，快完工时，抛光液淡些，添加次数少些，这有利于提高抛光效率和光洁度。另外，一般认为抛光液的酸度（pH值）应控制在6～8之间，否则玻璃表面会被腐蚀，影响表面光洁度。 在抛光过程中检查光圈（条纹）时，如不合格，可以通过调整抛光机的转速和压力、工件与模具（抛光机下盘）的相对速度、相对位移、摆速和羞怯抛光模层等方法进行修改。 a. 提高主轴转速，能增加边缘部位与上模接触区域的抛光强度。经验证明，若速度过高，抛光表面温度升高，从而使抛光模层硬度降低，影响修改光圈（条纹）的效果。 b. 增加荷重以加大压力时，可提高整个抛光模和工件间接触区域的抛光强度，也将使抛光表面的温度升高，降低抛光模层的硬度。 c. 加大铁笔（上盘主轴）的位移量，可使上盘的中间部位和下盘的边缘部位同时得到
光学镜片加工工艺
目录 光学冷加工工序----------------------------------------2 玻璃镜片抛光工艺--------------------------------------3 镜片抛光----------------------------------------------4 光学冷加工工艺资料的详细描述--------------------------5 模具机械抛光基本程序（对比）--------------------------7 金刚砂 -----------------------------------------------8 光学清洗工艺-----------------------------------------10 镀膜过程中喷点、潮斑(花斑)的成因及消除方法------------12 光学镜片的超声波清洗技术-----------------------------14 研磨或抛光对光学镜片腐蚀的影响-----------------------17 抛光常见疵病产生原因及克服方法-----------------------23 光学冷却液在光学加工中的作用-------------------------25
光学冷加工工序 第1道：铣磨,是去除镜片表面凹凸不平的气泡和杂质,(约0.05-0.08)起到成型作用. 第2道就是精磨工序,是将铣磨出来的镜片将其的破坏层给消除掉,固定R值. 第3道就是抛光工序,是将精磨镜片在一次抛光,这道工序主要是把外观做的更好。 第4道就是清洗,是将抛光过后的镜片将起表面的抛光粉清洗干净.防止压克. 第5道就是磨边,是将原有镜片外径将其磨削到指定外径。 第6道就是镀膜,是将有需要镀膜镜片表面镀上一层或多层的有色膜或其他膜 第7道就是涂墨,是将有需要镜片防止反光在其外袁涂上一层黑墨. 第8道就是胶合,是将有2个R值相反大小和外径材质一样的镜片用胶将其联合. 特殊工序:多片加工(成盘加工)和小球面加工(20跟轴)线切割 根据不同的生产工艺，工序也会稍有出入，如涂墨和胶合的先后次序。 玻璃镜片抛光工艺 用抛光机和抛光粉或抛光液一起下进行抛光要设定抛光时间,压力等参数. 抛光后要立即进行清洗可浸泡,否则抛光粉会固化在玻璃上,会留有痕迹的. 1.抛光粉的材料 抛光粉通常由氧化铈、氧化铝、氧化硅、氧化铁、氧化锆、氧化铬等组份组成，不同的材料的硬度不同，在水中的化学性质也不同，因此使用场合各不相同。氧化铝和氧化铬的莫氏硬度为9，氧化铈和氧化锆为7，氧化铁更低。氧化铈与硅酸盐玻璃的化学活性较高，硬度也相当，因此广泛用于玻璃的抛光。 为了增加氧化铈的抛光速度，通常在氧化铈抛光粉加入氟以增加磨削率。铈含量较低的混合稀土抛光粉通常掺有3－8的氟；纯氧化铈抛光粉通常不掺氟。 对ZF或F系列的玻璃来说，因为本身硬度较小，而且材料本身的氟含量较高，因此因选用不含氟的抛光粉为好。 2.氧化铈的颗粒度 粒度越大的氧化铈，磨削力越大，越适合于较硬的材料，ZF玻璃应该用偏细的抛光粉。要注意的是，所有的氧化铈的颗粒度都有一个分布问题，平均粒径或中位径D50的大小只决定了抛光速度的快慢，而最大粒径Dmax决定了抛光精度
光学设计基本知识
一、关于光线： 光源发出之光，通过均匀的介质时，恒依直线进行，叫做光的直进。此依直线前进之光，代表其前进方向的直线，称之为“光线”。光线在几何光学作图中起着重要作用。在光的直线传播，反射与折射以及研究透镜成像中，都是必不可少且要反复用到的基本手段。应注意的是，光线不是实际存在的实物，而是在研究光的行进过程中细窄光束的抽象。正像我们在研究物体运动时，用质点作为物体的抽像类似。 二、光的反射 光在传播到不同物质时，在分界面上改变传播 方向又返回原来物质中的现象。 反射定律： 1.入射光线、反射光线与法线（即通过入射点 且垂直于入射面的线）同在一平面内，且入射 光线和反射光线在法线的两侧； 2.反射角等于入射角（其中反射角是法线与反 射线的夹角。入射角是入射线与法线的夹角）。在同一条件下，如果光沿原来的反射线的逆方向射到界面上，这时的反射线一定沿原来的入射线的反方向射出。这一点谓之为“光的可逆性”。 三、光的折射 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变，从而使光线在不同介质的交界处发生偏折。 折射定律 1、折射光线和入射光线分居法线两侧 （法线居中，与界面垂直） 2、折射光线、入射光线、法线在同一平面内。 （三线两点一面） 3、当光线从空气斜射入其它介质时，角的性 质：折射角(密度大的一方)小于入射角（密度 小的一方）；（在真空中的角总是大的，其次是 空气） 4、当光线从其他介质射入空气时，折射角大于 入射角。 5、在相同的条件下，折射角随入射角的增大 （减小）而增大（减小）。 6、折射光线与法线的夹角，叫折射角。 7、光从空气斜射入水中或其他介质时，折射光 线向法线方向偏折，折射角小于入射角。 8、光从空气垂直射入水中或其他介质时，传播方向不变。
Cr12冷模加工全过程
机械制造基础大作业 ------------------------------------------------------------------------------- 第七题：Cr12冲模模具零件 制作成员：
材料牌号: Cr12 材料名称: 合金工具钢 标准号： GB/T 1299-2000 Cr12是应用广泛的冷作模具钢，具有高强度、较好的淬透性和良好的耐磨性，但冲击韧性差。主要用作承受冲击负荷较小，要求高耐磨的冷冲模及冲头、冷切剪刀、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉延模和螺纹滚模等。 Cr12化学成分: 其他：镍Ni：允许残余含量≤0.25 铜Cu：允许残余含量≤0.30 钴Co：≤1.00 Cr12力学性能: 硬度：退火,269～217HB,压痕直径
3.7～ 4.1mm;淬火58-62HRC Cr12热处理规范及金相组织: 热处理规范：1)淬火,950～1000℃油冷;2)淬火980℃,油冷,180℃回火2h。金相组织：回火马氏体+未溶碳化物+残余奥氏体。
CAD视图：
加工余量：查表可知该工件单边放3到4mm余量即可，中间可以锻打出凹坑，以节省材料。 锻造公差：查表得该零件的锻造公差为a=3±3 b=3±5。 工序 因合金工具钢 Cr12耐磨性和淬透性高而塑性差、淬火变形小，所以常用来作冷冲压模具，但由于其导热性差，碳化物偏析严重，脆性大，因此加热时容易开裂。 (1)下料 ①原材料必须合格，特别是内部不可有裂纹等缺陷。 ②下料的锻造比一般控制在 2～ 4之间。
毛坯尺寸：130×130×52 密度 = 7870×10-6千克/立方毫米 质量 = 6.650 千克 体积 = 845000立方毫米 表面积 = 59800平方毫米 (2)锻造温度控制毛坯料加热要分三步： ①先预热到 500～ 600℃保温。 ②加热到 750～ 850℃保温。 ③ 再加热到 1000～ 1150℃开始锻造。