光學零件加工技術(shù)

1、光學零件加工技術(shù)鄔 建 生二 00 四年元月 （整理 ）目錄一、統(tǒng)研磨拋光與高速研磨拋光特點二、準球心法和傳統(tǒng)法比較三、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徑的精度六、修磨皿的技巧七、影響拋光的因素八、拋光劑（研磨粉）的影響九、研磨皮及選擇 十、傳統(tǒng)加工要求 十一、計算公式 十二、光圈識別與修整措施 十三、機床的選擇 十四、機床的調(diào)整 十五、超聲清洗原理 十六、品質(zhì)異常分析步驟 十七、工藝規(guī)程的設計光學零件的加工，分為熱加工、冷加工和特種加工，熱加工目前多采用于 光學零件的坯料備制；冷加工是以散粒磨料或固著磨料進行鋸切、粗磨、精磨、拋光和定心磨 邊。特種加工僅改變拋光表面

2、的性能，而不改變光學零件的形狀和尺寸，它包 括鍍膜、刻度、照相和膠合等。冷加工各工序的主要任務是：粗磨（切削）工序：是使零件具有基本準確的幾何形狀和尺寸。 精磨（粗磨）工序：是使零件加工到規(guī)定的尺寸和要求，作好拋光準備。 拋光（精磨）工序：是使零件表面光亮并達到要求的光學精度。 定心工序：是相對于光軸加工透鏡的外圓 。膠合工序：是將不同的光學零件膠合在一起，使其達到光軸重合或按一定 方向轉(zhuǎn)折。球面光學零件現(xiàn)行加工技術(shù)三大基本工序為：1、范成法原理的銑磨（切削）2、壓力轉(zhuǎn)移原理的高速粗磨3、壓力轉(zhuǎn)移原理的高速拋光。范成法原理的銑磨（切削），雖然加工效率較高，但其影響誤差的因素較 多，達到較高精度

3、和較粗糙度較困難。壓力轉(zhuǎn)移原理的準球心高速粗磨和高速 拋光，零件受力較均勻，加工效率也較高，但必須預先準確修整磨（模）具的 面形，才能保證零件的面形精度。準確修整面形精度需要操作者的經(jīng)驗和技 巧，而且需反復修整。一、傳統(tǒng)研磨與高速研磨特點1. 傳統(tǒng)研磨傳統(tǒng)研磨也叫古典研磨，它是一種歷史悠久的加工方法其主要特點是：（1）采用普通研磨機床或手工操作；（2）要求人員技術(shù)水平較高；（3）研磨材料多采用散砂（研磨砂）拋光瀝青（4）拋光劑是用氧化鈰或氧化鐵；（5）壓力用加荷重方法實現(xiàn)雖然這種方法效率低 , 但加工精度較高所以，目 前仍被采用。2. 高速研磨拋光 一般是指準球心法（或稱弧線擺動法）。 其主要

4、特點是：（1）采用高速、高壓和更有效的利用拋光模，大大提高了拋光效率（2 ） 壓力頭圍繞球心做弧線擺動，工作壓力始終指向球心，也是靠球模 成型的。3. 范成法準球心法對機床的精度要求較低 , 加工方法和傳統(tǒng)法相近，易于實現(xiàn)，用的 較廣；范成法對機床精度及調(diào)整要求較高，目前很少采用。二、準球心法和傳統(tǒng)法較1. 準球心法拋光模（或鏡盤）繞鏡盤（或拋光模）的曲率中心作弧線擺動，而壓力方 向始終對準球心，因此鏡盤所承受的是恒壓，給均勻拋光創(chuàng)造了條件。2. 傳統(tǒng)法是平面擺動，重壓塊垂直加壓，其壓力隨擺角而變化，因而容易造成不均 勻拋光。 加壓采用彈簧或氣壓方式，力比較恒定 .平穩(wěn)。而傳統(tǒng)研磨拋光法用重

5、壓塊加壓，體積大，振動大。三、球面研磨對鏡盤的考慮1. 鏡盤張角不宜過大，以便于光圈穩(wěn)定，在多行的鏡盤中，張角不宜大于 140 °；對于三塊鏡片一盤，若超過 140°影響也不大。2. 彈性上盤能承受高速研磨中的高速高壓，但鏡盤必須裝得正。 剛性上盤1.膠球模軸向定位基準要符合，切削、粗磨厚度控制的基準面以及高速研 磨中準球心所需要的基準面（假如鏡盤裝在主軸上）2.承座（定位孔）軸線與球面法線重合、深度一致；3. 曲率半徑與被粘結(jié)面曲率半徑要合理4. 承座（定位孔）與膠球模軸向基準面間的相對尺寸一致，并有消氣孔5. 粘結(jié)膠程度足夠；粘結(jié)面積足夠；粘結(jié)溫度合適。三、對切削工序的

6、要求一是切削出的球面面形要規(guī)則，曲率半徑要達到工藝規(guī)定的公差范圍； 二是表面粗糙度要符合粗磨的要求；三是要去除一定的余量，保證將毛坯雜質(zhì)層去除干凈。如果鏡片拋光后合格率降低，檢查切削面的面形精度也許會找出問題的癥 結(jié)。1.切削設備精度工件軸全跳動：3um磨輪軸全跳動：3um工件軸母線精度 :1um工件軸移動精度 :3um工件、磨輪軸面等軸度： 1um對球面來講，既不產(chǎn)生非球面度，同表面又不會產(chǎn)生超菊花紋和過深碎裂 層。四、粗磨工序的要求獲得合理的粗磨表面結(jié)構(gòu)對精磨過是極其重要的 ,它直接影響著精磨效率及 其加工質(zhì)量。粗磨表面的性質(zhì)可由宏觀的和微觀的表面不規(guī)則性來表示。宏觀不規(guī)則性是由磨削過程中

7、磨具的偏差引起的 ,在精磨中通過選擇合適的 拋光模材料能大大減少這種宏觀不規(guī)則性。微觀不規(guī)則性是由玻璃磨削的本質(zhì)決定的。1.表面結(jié)構(gòu)對精磨過程的影響玻璃磨削后留下凹凸層和裂紋層，拋光工序的效率就取決于這兩層的性 質(zhì)。一般的錯誤概念是認為拋光時粗磨表面的凹凸層越小越好，這是忽略了粗 磨表面的微觀結(jié)構(gòu)對拋光過程的作用。拋光模，特別是熱固性塑料模，在拋光 過程中易于鈍化而失去拋光能力。而凹凸層有利于減少或消除這種鈍化現(xiàn)象。拋光過程基本上可分成兩個階段，第一階段去除凹凸層，第二階段去除裂 紋層。第一階段開始時，拋光模和玻璃的凹凸層頂峰接觸，壓強很大，而凹谷為 拋光液進入整個表面又提供了良好的條件，因此

8、拋光十分迅速。隨著拋光過程 的繼續(xù)，接觸面積增大，壓強減小，拋光液的附著能力降低，使拋光過程減 慢。當拋光面達到裂紋層時，玻璃表面同拋光模表面全部接觸，拋光過程趨于 穩(wěn)定緩慢，而拋光模開始鈍化，拋光繼續(xù)，鈍化加劇，拋光效率進一步下降。 鈍化程度隨過程的持續(xù)時間而定，而持續(xù)時間直接決定于裂紋層的深度。這個凹凸層厚度的最佳值主要由拋光模材料的性質(zhì)，以及與這個材料配合 使用的拋光劑而定，其他因素還有主軸轉(zhuǎn)速、壓力和拋光液的進入能力等。采用不同的粗磨方法，或者在同一方法中隨磨具的鈍化程度、冷卻的潤滑 狀態(tài)不同，所得的裂紋層也不同。實踐證明，用鈍化了的金剛石磨具加工的工 件，雖然凹凸層較小，但裂紋層卻很

9、深。因此，不光要考慮凹凸層對拋光的影響，同時也要把裂紋層的深度作為粗 磨工序的重要指標來考慮。五、如何保持粗磨皿表面曲率半徑的精度？ 粗磨是用磨皿與鏡片面接觸的方式進行。雖然，磨皿表面的曲率半徑在開 始使用時是修改得很好的，但是隨著鏡片的磨削，磨皿也在不斷磨損，逐漸地 就不一定能保證鏡片的加工精度。保持粗磨皿曲率半徑不變或少變，就應采取：1.合理選擇工治具 凡是位于上面的治具總要比下面治具的尺寸小，這是因為上面治具要擺動 的關系。假如上面治具尺寸與下面治具的尺寸相同，上面治具的邊緣磨削機會太 少，上面治具有翹邊的趨勢。假如上面治具尺寸比下面治具的尺寸小得太多，超過了規(guī)定的數(shù)據(jù)，上面 治具在擺動

10、過程中，其邊緣不露出來，上面治具的邊緣會磨損過甚，上面治具 有塌邊的趨勢。假如上面治具尺寸比下面治具的尺寸大，則在擺動時，下面治具的邊緣露 出的機會又會太少，下面治具的邊緣磨損過甚，下面治具有塌邊的趨勢。六、修磨皿的技巧在修凹的磨皿時，鏡片光圈細（偏負），則應多磨削凹磨皿的中心部分。 若凸凹對修，應將凸在下，凹在上，擺幅要大，約為凹磨的 1/2 。鏡片光圈粗 （偏正），則應多磨削凹的磨皿邊緣部分。若凸凹對修，應將凹在下，凸在上，擺幅要大，約為凸磨的 1/3 。 在修凸的磨皿時，鏡片光圈細（偏負），則應多磨削凹的磨皿邊緣部分。若凸凹對修，應將凸在下，凹在上，擺幅要大，約為凹磨的 1/2 。鏡片光

11、圈粗（偏正），則應多磨削凸磨皿的中心部分。若凸凹對修，應將 凹在下，凸在上，擺幅要大，約為凸磨的 1/3 。10 °, 右擺 40°。七、影響拋光的因素拋光的結(jié)果好壞受許多因素影響：工件的粗糙度 空氣的溫度及相對濕度 空氣含塵量 玻璃種類 零件大小1.零件與治具大小比列2.拋光劑的性質(zhì)3. 工作軸轉(zhuǎn)速4. 擺動的頻率、擺幅及擺幅中心位置5. 拋光面的溫度、壓力6. 拋光劑的輸入量及溫度八、拋光劑（研磨粉）的影響 研磨粉對不同類型的光學材料 ,或光學材料相同但表面質(zhì)量要求不同的光學 零件有著不同的影響。研磨粉的不同制法和不同的工藝處理，以及它的物理性能，對研磨效率有 很大的影

12、響，不同制法的氧化鐵其結(jié)晶結(jié)構(gòu)不同，其研磨能力不同； 不同制法 的氧化鈰，其研磨效率不同 , 相同制法而得的研磨粉，經(jīng)過燒制工藝處理后 ,其 研磨能力比未經(jīng)過燒制工藝處理的高。研磨粉顆粒的硬度應與玻璃的硬度、研磨皮的硬度、研磨壓力等相適應。 硬度太大會在玻璃表面產(chǎn)生擦痕，硬度太低會將低研磨效率。（1）研磨液的濃度 對于氧化鐵（紅粉）研磨液，采用氧化鐵與水的重量之比為1： 3 1：4。 對于氧化鈰（黃粉、白粉）研磨液， 采用氧化鈰與水的重量之比為 1：5 或 稍稀。 研磨液的濃度與理想值不符，將導致研磨效率的降低。 當濃度過高時，研磨效率反而降低，因為水量不足，導致熱量難以散發(fā)。過多的研磨粉堆積

13、在玻璃表面上，研磨壓力不能有效地揮作用。當濃度過低時，則表面溫度下降，同時減少微小切削作用。（2）研磨液的供給量 在一定工藝條件下，使研磨效率最高所需的研磨液用量，為研磨液的適中 量。研磨時保持適中的研磨液供給量。拋光液參數(shù)液溫低易起劃痕，過高易使拋光層變形，一般控制在 3038 C之間，流量為 9001000L/min ， PH 值為 39 。研磨液供給量太小，不利于機械磨削和散熱；研磨液供給量過大時，則表 面溫度下降，不利與化學作用，同時使吻合度變差。（ 3）研磨液的 PH 值不同類型的光學玻璃對研磨液的 PH 值要求不同的。一般情況下氧化鐵研磨液為中性（ PH=7 ）；化鈰研磨液略偏酸（

14、 PH=66.5 ）為好用。光學研磨中，添加在研磨液中能夠改變研磨工藝性能的物質(zhì)，稱為添加 劑。使玻璃穩(wěn)定，減少對腐蝕的敏感，從而進一步改善光學表面質(zhì)量的，稱為 穩(wěn)定劑。添加劑對氧化鐵研磨液，能提高研磨效率和改善光學表面質(zhì)量的添加劑：硝酸鋅Zn（NO3）2、硫酸鋅ZNS04、氯化鎳NICL3、氯化鐵FECL3等。對于氧化鈰研磨液，能提高研磨率和改善光學表面質(zhì)量的添加劑：硝酸鈰銨（NH4）2CE（NO3）6、硫酸鋅ZNS04。添加劑的加入量不是任意的，每一 種添加劑對于不同品位的拋光粉， 不同 類型的光學玻璃都有其理想的 加入量。影響表面光潔度的因素 鏡片邊緣有砂眼一種是因為細磨后光圈高（正），

15、當中間已拋亮時，邊緣 尚有砂眼，另外，當鏡片發(fā)生 “走動”時，也會引起邊緣有砂眼。鏡片中間有 砂眼另一種是因為細磨后光圈低得太多，邊緣已拋亮中間尚未拋到，鏡片 “走 動”也會有可能造成鏡片中間有砂眼。鏡片表面有粗砂眼則往往是細磨不充分 所造成。拋光過程中有時會在鏡片表面產(chǎn)生油斑似的東西，這與玻璃的化學穩(wěn)定 性、拋光粉的性能、拋光模得到吻合情況有關，可以在拋光粉懸浮液中加少量 硫酸鋅加以消除（約每升6克）。在用原器（樣板）檢驗鏡片表面光圈時，如果沒有仔細地將原器（樣板）和 鏡片表面擦干凈，也容易使鏡片表面受到損傷。九、研磨皮及選擇拋光模：聚氨酯（聚氨基甲酸乙酯），按使用的原料不同，分為聚醚型和

16、聚酯型。但當配料和制模工藝稍有偏差時 ，性能差異則很大。研磨皮（拋光模）由于不同的聚氨酯拋光材料吸水性不同，達到吸水平衡的時間差別很大， 所以，在修模前應把拋光模放在拋光液中浸泡，達到吸水平衡后再修模否則， 會引起拋光模的面形變化； 使用后應浸泡在拋光液中，否 貝U，由于水份蒸發(fā), 造成面形變化，再次使用時會降低拋光模鏡片的吻合性。聚氨酯拋光模必須與 光學玻璃的牌號、氧化鈰磨粉的規(guī)格,相互匹配好。拋光模的選擇1. 太厚，則硬度太小，容易變形、加工的零件易塌邊；2. 太薄，又使拋光模與鏡片的吻合性不好，零件表面易產(chǎn)生劃傷。十、傳統(tǒng)加工要求拋光瀝青盤與曲率半徑的關系被加工 曲率半 徑R<55

17、2020-5050-7575-125>125瀝青厚 度ran0.5-1W.51.5-22-33 z 45.5-5拋光膠的選擇 拋光膠的硬度對拋光工作能否順利進行是十分重要 的，當單位面積的壓力大及轉(zhuǎn)速快、室溫高時，拋光膠選用硬些；相反，則選 用軟些的。拋光直徑大的鏡盤所用拋光膠應選擇軟一些。拋光膠硬度是否合 適，可根據(jù)拋光一段時間后，拋光模層表面情況確定。在掠射光下，當拋光模 層表面有些微微的發(fā)亮，膠層顏色同拋光粉相近，則硬度較合適；當拋光模層 表面發(fā)毛時，則膠層太硬；當拋光模層表面發(fā)亮呈油光的瀝青色時，則膠層太 軟。另一種方式：用小刀在拋光模層表面劃出淺槽后的變化情況，當拋光膠太 軟時

18、，淺槽很快被磨平。十一、計算公式 每圈張貼數(shù)計算：an=A+ (n-1 )ran ：為第 n 次圈上的工件數(shù)A:為最內(nèi)第一圈的工件數(shù)，它一般是3件或4件、1件R:為常數(shù)6，即每圈件數(shù)(6 -2 n )N: 為第幾圈例: a9=3+(9-1)*6=3+8*6=3+48=51張貼 9 圈，在第 9 圈上可貼 51 個鏡片整體張貼數(shù)計算:Sn=n1+r/2n(n-1) -Sn=3D 2/4d2nd2 D?D:為治具的直徑d:為零件直徑加2 mm Sn為各圈零件的總數(shù)S9=9*3+6/2*9*(9-1) 3*144 2/4*(6+2) 2 =27+27*8=3*20736/4*64=27+216=62

19、208/256=243 pcs=243pcs鏡片直徑為 6 m ;治具直徑為 144 m ;張貼 9 圈合計 243pcs張貼量計算；d>1 179R只能單件1.035R <d <1 179R 可三件dv 1.035R可四件D/R比越小越易用多件。0.7 v d/R v 0.78六件，中一外五0.66 v d/R v 0.7七件，中一外六0.6 v d/R v 0.66 十-一件，內(nèi)三外八0.55 v d/R v 0.6十三件，內(nèi)四外九圈數(shù)1234亍56783101112每圈數(shù)量1612182430364248546066391521273339455157636941016

20、222834404652586170當用a°=arcSin （b/2R）表示時半張角都在 30 °以上,b表示零件口徑的一半 a。半張角R表示零件被加工面的曲率半徑 此時根據(jù)經(jīng)驗進行凸、凹面的磨皿口徑對比量、磨皿偏轉(zhuǎn)角度、磨皿與零件的 相對轉(zhuǎn)速、磨削壓力等參數(shù)進行設定。深度M=R 土曲2- （ D/2） 2 （ +凹-凸）凹型參照值大于設計值厶H取負相反取正 凸型參照值大于設計值厶H取正相反取負R為曲率半徑、D為直徑、 計算開發(fā)新機種之曲率半徑、邊厚差等都可以參考H為球冠的高度或深度H=R 土曲2- （ D/2） 2 （+ 凹-凸）雙凸 TC- z2H1-M2 一凹一凸 T

21、C+ Z2H1-M2 雙凹 TC+ M1 + M2（H1為R1面深度）（AH2為R2面深度）（TC為中心厚度） 原器值（光圈條數(shù)）與圖面設計值計算：R &NP.00055* （2R/D） 2N : 光圈條數(shù)R:標準設計值（曲率半徑）D:原器為有效口徑（鏡片為毛坯直徑、定心為成品有效徑）R:公差值切削角度公式：Sina=D/ （2*（R ±r） ） ? D=2 Sina（R ±）D:砥石的直徑R:零件的曲率半徑a:砥石的傾斜角一般傾斜角可選取35 °*3。之間r：砥石的端面圓弧半徑平面磨皿口徑（直徑）與鏡盤口徑（直徑）的關系（磨皿在下）為 Dm=（1.1 1

22、.3） Dj;當Dm/ Dj的數(shù)值越大，單位時間內(nèi)的磨削量越大，反之則小。當Dm/ Dj和其他工藝因素恒定時，擺幅越大，單位時間內(nèi)的磨削量越大。為保證均勻磨削，必須使 Dm/ Dj與擺幅很好匹配，即Dm/ Dj大時，擺幅要 大，反之相反。粗磨皿覆蓋比計算：P=Z X（? /2）2X n2 n RH）?P=Z ?2/（8RH） ?:鉆石直徑H:球冠高度R:鉆石曲率半徑曲率半徑R<5050120R>120覆蓋比Z40%30%20*M)抑工方式曲率半徑磨皿與磺片之比系數(shù)磨皿衽下r < im凸1.10-1,251Q畳© 峻找至!>1.30L 401.10-1. 25R

23、 > iuu11凹1.20L 30磨皿在上R<100凸1.0Ol 9R>100凹1. 00. 9磨皿在下R=°°平面1,1231,130. 750 85注：磨皿在廳其重量要輕十二、光圈的識別 光圈的形成：拋光后工件的面形精度通常是用光學樣板來檢驗，樣板和工件接觸時曲率 半徑大小的差異，反應為兩接觸面間空氣隙的大小。當兩接觸表面存在微小的空氣隙時，光線通過該兩表面進行反射或透射， 兩束反射光相干涉的結(jié)果形成干涉條紋，稱之謂光圈。1.在拋光加工中 ,正確地判斷光圈的粗細程度及局部誤差的性質(zhì) ,對于修改工件面形誤差是非常重要的。2. 粗光圈 :樣板與工件中心接觸

24、，條紋從中心向邊緣擴散。3. 細光圈 :樣板與工件邊緣接觸，條紋從邊緣向中間收縮。光圈（失高）檢查方法 光圈的檢查可以用： 千分表、貼皿、原器來檢測，不管用哪一種方式，后道工序一定要與第一 道工序一致。原則是：前道要符合后道要求，應在 0.03 mm以內(nèi)。用千分表 切削粗磨精磨（拋光）-10 -6-5 0用貼皿 切削水跡粗磨 精磨（拋光）-10 -6（2/3） -5 0修整措施使用聚氨酯拋光模面形常出現(xiàn)的問題（ 1 ）光圈橢圓與局部不規(guī)（2）光圈花，干涉條紋帶鋸齒狀（3）光圈中心高或低光圈橢圓與局部不規(guī) 在拋光模修得比較規(guī)則的前提下，主要是 治具與非拋光面吻合性不好，或治具夾持零件過緊，或是零

25、件不圓。在拋光過 程中，研磨桿擺動到拋光模中間或邊緣，治具旋轉(zhuǎn)速度應相差不多，如果相差 很多，甚至有停滯現(xiàn)象，光圈會出現(xiàn)橢圓。光圈“花”，干涉條紋帶鋸齒狀 主要是拋光模面形不規(guī) 則，在修正時用力過重。在室溫很冷的情況下，拋光需加溫至 30 C左右。光 圈中心高或低 研磨桿擺動偏中心，光圈中心會變高；研磨桿擺動偏 邊緣，光圈中心會變低。 零件光圈有很細的塌邊（ 邊 緣 R 值） 那是聚氨酯拋光模的弱點，聚氨酯拋光模有一定的彈性，零 件受壓后，壓到的部分與壓不到的部分聚氨酯拋光模的彈性不一樣，壓不到的 部分聚氨酯拋光模高出壓到的部分，促成零件塌邊。光圈修整措施 在改光圈的過程中，最重要的是先要知道

26、所用的拋光模的特征和造成光圈不好的原因及其變化規(guī)律。這樣就可根據(jù)光圈的不同情 況，進行修整拋光模和調(diào)整擺幅、位移、轉(zhuǎn)速等。例如：在拋光凸鏡片時，若拋光皮彈性太強（軟），就容易出現(xiàn)中間部分 凹下去和邊緣塌邊。這是因為鏡片和拋光模之間摩擦力的合力著力點和頂點著 力點之間有一定距離，由于力矩作用，使拋光模發(fā)生徑向流動。如果拋光模 在上方，流動方向是向心的，結(jié)果使中間部分凸起，在鏡片中間磨成一個凹 穴。鏡片邊緣塌邊，是當拋光時擺動到鏡片邊緣，拋光模表面與鏡片邊緣接觸 部分，因受壓力產(chǎn)生較大變形，而鏡片露出部分沒有變形，并高于變形部分， 因此，當再擺向中心時，鏡片邊緣碰到未變形的凸出部分而產(chǎn)生多磨，結(jié)果

27、形 成塌邊。修改的方法首先是更換合適的拋光皮，拋光模直徑比鏡片直徑小一些（拋 光模在上），同時在拋光摸中心開槽和邊緣修刮，擺幅中等，擺速稍慢。但有時相同的面形卻有不一樣得到情況。如同樣是中間凹穴，邊緣塌邊的 面形，有時可能由于改低得很多的光圈時，邊緣磨削量太大即所謂改得 “太 急”了，結(jié)果形成邊緣塌邊和中間尚未 “起來”。這時修改的方法可以將拋光 模重新貼或少許刮一刮邊緣，擺幅和位移不要太大（鏡片在下）。另一種鏡面是中心和邊緣凸起， “中腰”凹下去，形成所謂“山”字形。 當中間凸起的拋光模在上，并對鏡片有位移時，是造成“山”字形面形的原因之一。此時，修拋光模應該結(jié)合位移和擺幅大小一起考慮。當位

28、移調(diào)整為零且 擺幅不大時，可以適當?shù)匦迴伖饽Ｖ醒糠?。當鏡片在下，拋光模在上時，中腰的凹陷有時還與拋光模直徑太小有關。 這時拋光模邊緣速度較大部分經(jīng)常與鏡片中腰接觸，造成中腰多磨損。修改光 圈的辦法是換一個相對尺寸合適的拋光模和將擺幅增大一些。從以上分析來看，同樣的不規(guī)則情況而造成的原因可能不一樣。因此，要區(qū)別不同情況，采 取不同措施，特別是要根據(jù)光圈變化情況，判斷出拋光模的面形，這樣，改光 圈就能取得主動權(quán)。處在下凹盤在上R曲彳戟尢由4孜大氏曲尢諛小中間鰥擺幅主軸轉(zhuǎn)速快快快理軸速度快W快域麼桿伸琳縮靠中心技岀錨靠中心拉出壓力輕略重研磨液*淡擺速壓力主軸擺幅改中心低 和塌邊 改中心高和翅 邊縮

29、進靠近中心増大增大増大拉出離開中心精品資料増大改象散偏按曲同叭慮差備至表中刪是單虹藝攢施對光圈0 罠 遜結(jié)合具體叔 否則”有時會郵開始拋知主軸的轉(zhuǎn)速應增快*而駐圈接近要求時.則主抽的轉(zhuǎn)速、機床的選擇 傳統(tǒng)研磨拋光機床種類很多，形式各異。如 S12、M8、UDA6、S6、S4 及修皿機兩臺、（技研）腳踏修皿機 。球 心研磨機床，如 LP330 、SSP6 、 MF2 、光進及仿光進機臺。傳統(tǒng)研磨拋光機床，轉(zhuǎn)速不高于 1800 轉(zhuǎn)/分,一般轉(zhuǎn)速為 700900 轉(zhuǎn)/分； 球心研磨機床，轉(zhuǎn)速為 18003000 轉(zhuǎn)/分。加工平面鏡盤時的機床選擇，一般機床的加工范圍為主，較少的考慮到平 面鏡盤的大小。

30、而加工球面鏡盤時的機床選擇，要考慮到機床的加工范圍、球 面鏡盤的大小。因大球面鏡盤需有較慢的轉(zhuǎn)速、擺速，較大的擺幅和較大的功率，而小鏡 盤則相反。故加工大小不同的球面鏡盤就應選擇相應的機床。機床的調(diào)整 對于鏡片失高為 0.85R 時或半球，可取偏角 15 °, 擺幅40 ° -50。，即左擺5°70。、右擺35°*0。比較合適。準球心機床： （1）根據(jù)工件球面半徑，配上相應高度的接頭（或治具），使球心與擺架的擺 心重合。若不準球心擺動，會使壓力不均勻，使光圈難以控制。一是擺架的偏 角;二是擺架的擺幅。這兩個因素的選擇對光圈影響很大。（ 2）松開偏心盤（擺

31、動部位）的螺帽，調(diào) 節(jié)擺架的擺幅，合適后擰緊螺帽。（ 3）改變擺架的擺動位置時，松開擺架各輔 助鎖緊手柄（螺帽），調(diào)整擺架到需要的角度后，再緊固手柄（螺帽）。正確 地調(diào)節(jié)擺幅是控制光圈的重要因素之一。對于半球或超半球的鏡片，一般可取偏角 15°,擺幅 50°,即左擺 10°,右擺 40°比 較合適。 工藝過程 1.檢查弧線擺動時的準球心程度，拋光液在缸內(nèi)不 得少于缸體積的 3/4；2. 調(diào)節(jié)好拋光液溫，檢查是否暢通無阻；3. 按開關，觀察機床運行情況，調(diào)節(jié)拋光時間和拋光液的流量，開空車1 分鐘；4. 調(diào)節(jié)好主軸轉(zhuǎn)速、擺臂擺幅、擺速，壓力，在拋光過程中按質(zhì)

32、量情況可再進 行修正。同時應按需要修、刮拋光模及視批量大小更換拋光液，以使拋光液保 持清潔。 機床的調(diào)整（ 4）裝上工件及模具，調(diào)節(jié)研磨桿的長 度，使之達到需要的壓力。傳統(tǒng)研磨拋光機床： （1）以機床主軸為原點將研磨桿向主軸外側(cè)（靠近操作者）和向內(nèi)側(cè)移動時， 都可以達到加大其與主軸的距離。但向主軸外側(cè)移動研磨桿，上架擺動的弧線 距離加大，光圈變化速度比向內(nèi)側(cè)移動時快些。（2）從法向分力的角度考慮，改變高光圈時宜輕，改變低光圈時宜重。 機床調(diào)整是否正確是影響光圈不穩(wěn)定的主要因素。機床調(diào)整包括：轉(zhuǎn)速、壓力、鏡與工具的相對轉(zhuǎn)速、相對位移等方面。 擺 幅 的大 ?。ㄡ槍ι蠑[機床） 擺幅越大，上面治具的

33、中部與下面 治具的邊緣會磨損較多，所以，擺幅的大小應當合適。對于球模來說，上面治 具擺動的角度約為下面治具張角的 0.40.55范圍內(nèi)。研磨桿的前后調(diào)整 研磨桿的前后調(diào)整是指上面治具的中心偏離 下面治具的中心，向著垂直于擺幅方向的位移，此位移量對于球面為00.4。主軸轉(zhuǎn)速與上擺轉(zhuǎn)速之比 主軸轉(zhuǎn)得越快，下面治具的邊緣 磨削較多，上擺轉(zhuǎn)速越快，上面治具的中心與下面治具的中心部分磨削較多。 對于球面為 12.5 倍。十五、 超聲清 洗原 理 超聲波清洗光學零 件的原理主要是： 超聲場的空化作用與清洗液的化學作用。光學零件的表面污染包括： 空氣中集聚的灰塵，由于靜電吸附而不易除去，更多的是固體粒子被油

34、膜 粘附在表面上，粒子與油膜可能為有機物質(zhì)，也可能為無機物質(zhì)；有時零件表 面還出現(xiàn)由于局部發(fā)熱而形成的炭化膜層；有時零件還出現(xiàn)氧化膜層。將污染的光學零件放入超聲波清洗液中，液體中的超聲振動，交變的壓強 產(chǎn)生交變的壓縮與疏松振動運動，即空化現(xiàn)象。清洗效應有三種：1. 強超聲波對污染表面的直接效應是通過將動量由運動液體直接轉(zhuǎn)移給污垢介 質(zhì)粒子，使粒子產(chǎn)生振動，附著力不強的粒子脫離表面，這是超聲波空化現(xiàn)象 的清洗效應之一。2. 污染的微粒作為空化現(xiàn)象的核粒而促使空化中心的形成，壓強迅速變化而產(chǎn) 生充滿氣體或蒸汽的空穴，而這些空穴的3. 最終崩潰而產(chǎn)生了強烈的沖擊波，其壓強增大了幾個數(shù)量級，能使污染表

35、面 上固體粒子破裂而分離，這是空化現(xiàn)象的清洗效應之二。4. 粘附于零件表面的油膜能在超聲波空化現(xiàn)象的作用下微細地擴散于液體中， 形成乳濁液，這是空化現(xiàn)象的清洗效應之三。至于清洗液溶解污染介質(zhì)的能力顯然也起著重要的作用。在實際清洗過程中， 幾種清洗效應是同時發(fā)生、交錯進行的。為了提高清洗質(zhì)量，必須合理選擇超 聲波的功率和頻率、清洗劑種類、液溫及清洗機的工作過程。 影響清洗 的因素 1.清洗工藝的技術(shù)關鍵：光學玻璃經(jīng)過清洗后能否達到表面不留 任何油污，污跡，表面光滑，水膜完好！2.影響清洗后玻璃質(zhì)量的因素及相應的解決方法 （1）玻璃本身的質(zhì)量及被污染的情況，主要為：表面有霉點，氣泡，劃傷 等，在機

36、械處理中，如：研磨，擦試，測應力時，人為導致的污染情況不一；（2）清洗劑的選擇其能動及溫度，水質(zhì)；國際上應用最廣的清洗劑為 CFC-113 ，四氯化炭， 1-1-1 三氯乙烷（簡稱 ODS ）等，此類清洗劑對臭氧層 有破壞，屬于非環(huán)保性清洗劑；我們采用非 ODS 的水類堿性清洗劑，主要由 水，堿，表面活性劑，防銹材料組成，化學式 C3H8 ，具有側(cè)鏈的環(huán)狀烯烴， 具有較強的溶油能力；特點：低毒，不燃，清洗成本低等特點；（ 3）溶液的濃 度直接影響清洗度的大??；通常清洗液的 PH 值一般在 8.5-12 之間，若 PH 值大于 10 ，側(cè)表面活性物質(zhì)作 用要削弱，當 PH 值大于 12 時，側(cè)清潔度下降。在實際使用中發(fā)現(xiàn)當溶液濃度 過大，超過 15% ，清洗效果不好，不易漂洗，而濃度約為 4%-7% 時，側(cè)清洗 效果較佳。 （ 4）溶液溫度及浸泡時間也同樣影響去污效率；當溫度上升，溶 液的反應速度也上升，污染物的粘度下降，便于污染物脫離，但溶液的穩(wěn)定度 下降。實際發(fā)現(xiàn)溶液溫度 50 度，浸泡 30 分鐘后，清洗效果最好！ 第一個可能是因為