球面拋光實驗報告

1、 球面拋光實驗報告一、實驗目的1.了解拋光基本程序，對設備有初步認識；2.學會調整拋光精度的方法，如調擺、修磨盤等。二、實驗器材球面玻璃，拋光盤，打磨機，氧化鈰溶液，樣板等。三、實驗簡介： 打磨和拋光都屬于玻璃冷加工的一部分。1、實驗材料：光學玻璃 分類： （1）.無色光學玻璃 無色光學玻璃通常稱為光學玻璃，按色散系數(shù)vd大小分為冕玻璃和火石玻璃兩大類，以K和F表示。火石玻璃的vd<50冕牌玻璃的vd>50。 每類玻璃中根據(jù)比重大小分為重冕(ZK)、輕冕(QK)、重火石(ZF)、輕火石(QF)。根據(jù)含有氟、磷、鋇、鑭、鈦等的化合物而分為氟冕(FK)、磷冕(PK)、鋇冕(BaK)、鑭

2、冕(LaK)、特冕(TK)、鋇火石(BaF)、鑭火石(LaF)、重鋇火石(ZLaF)、鈦火石(TiF)、和特種火石(TF)。 （2）.有色光學玻璃 有色光學玻璃主用來制作觀察、照相、紅外等光學儀器的濾光鏡，不同品種的有色玻璃能提供不同的光譜特性，用來實現(xiàn)某些特殊性能需求。 （3）.特種光學玻璃 光學石英玻璃 紅外光學玻璃 耐輻射光學玻璃 防輻射光學玻璃 微晶玻璃本次光學器材冷加工均選用的時K9玻璃。2、光學玻璃基本加工方法（1）.光學零件冷加工工藝 開料：切割玻璃毛坯，用切割機將玻璃毛坯切割成與實際零件接近 的小毛坯。切割機的鋸片周邊鑲嵌金剛石粉，此為外圓鋸。對鋸片線速度有最低要求，否則加速鋸

3、片的磨損，切割時需要用循環(huán)水進行冷卻，避免玻璃局部過熱導致炸裂和鋸片磨損。 粗磨 零件粗成型，銑磨等：光學零件外圓、球面與平面的銑磨工藝（粗磨工藝），用銑磨機(球面或平面)使零件獲得與圖紙要求相接近的形狀與尺寸。傳統(tǒng)的粗磨也有使用磨盤，使用金剛砂磨料加水研磨，全手工操作，費時費力。 精磨 ：在粗磨的基礎上，用精磨機通過逐漸減小金剛砂磨料顆粒度來進一步磨削玻璃，使零件的曲率半徑或平面精度更接近圖紙要求，表面光潔度逐步提高，但透明度與表面形狀還沒達到圖紙要求。 拋光 ：在精磨的基礎上，通過拋光機、拋光盤和拋光粉對零件進行拋光，在拋去元件表面精磨遺留的細微凹凸不平部分的同時，通過一些控制手段，改變表

4、面的面型，最終達到圖紙的設計要求。 定心磨邊 ：透鏡在粗磨、精磨、拋光過程中，由于定位誤差和加工誤差會造成透鏡的光軸與其基準機械軸不重合，產生中心誤差，通過定心磨邊工序來減少這一誤差。 檢驗 ：根據(jù)圖紙的要求，檢測透鏡的光潔度、光圈、中心厚度、偏心差、尺寸等。檢測棱鏡的角度誤差、光圈、光潔度等（2）.光學零件的特種加工工藝（以下工藝針對的都是光學玻璃材料，晶體和塑料的硬度范圍相差很大，很多情況不同于玻璃的工藝） 鍍膜 增透、反射、分光、濾光、化學鍍、真空鍍、多層介質膜 膠合 雙膠透鏡 刻劃照相 分劃板、度盤、碼盤、光柵3、儀器識別球面玻璃粗磨機4、球面玻璃拋光為了獲取較大精度的球面玻璃，采用干

5、涉原理，利用被磨玻璃和樣板之間的空氣層形成的光程差，通過對環(huán)形條紋形狀、數(shù)目的分析，判斷拋光后球面玻璃的精度。 精度分析： 1mm=1000m1mm=100道1道=10m 由于拋光精度較高，因此通過古典式拋光，我們希望N控制在較小的數(shù)字范圍內。 在拋光的過程中，在球面玻璃玻璃表面可能會出現(xiàn)溝壑，用樣板玻璃觀察的時候會看到在中央圓環(huán)和四周的連接處出現(xiàn)明顯的凸凹，此時需要分析其位置并且調整擺的大小，當拋光一定時間仍不見效果時，需要修盤繼續(xù)拋光。四、實驗過程：1、固定球面膜玻璃。利用松香、紗布等，將融化的松香通過紗布的過濾，將球面玻璃固定在操作臺上。2、在球面玻璃與拋光盤接觸面涂刷一層氧化鈰水溶液，

6、用拋光盤將其均勻涂抹在接觸面上，用鉛垂固定拋光盤并施加一定壓力，打開機器開始拋光。3、拋光一段時間，當氧化鈰溶液快干時，用毛筆輕輕在接觸面上刷一層溶。重復多次毛玻璃表便會漸漸光滑透明。4、當球面玻璃表面完全光滑透明，出現(xiàn)明顯黑色后通過樣板，檢測球面玻璃的問題，借此確定擺的大小。做實驗的過程中我們的球面玻璃與樣板所成的牛頓環(huán)分布為中間粗、兩邊細，中間稀、兩邊密，因此選用大擺進行拋光，同時通過修拋光盤內外側，改變其與球面玻璃接觸面大小、摩擦力強弱等，進行拋光。5、拋光時，在拋光盤與球面玻璃之間加入氧化鈰溶液起到拋光作用。在拋光同時觀察溶液的余量，當溶液快用光時及時用毛筆刷一層氧化鈰溶液在球面玻璃與

7、拋光盤接觸位置。視情況重復若干次。五、問題與解決方案1、牛頓環(huán)中間粗，條紋數(shù)少，外側密，條紋細。解決方法：通過修拋光盤外側，用刀片在瀝青拋光盤上刻出較圓的形狀，并使用大擺進行拋光。 2、當大擺磨邊時間過長之后，可能會出現(xiàn)中間凸兩邊低、按壓樣板玻璃往外走的情況，這是高光圈的體現(xiàn)。解決方案：調整擺的幅度，換用小擺開始拋光，當拋光盤中間發(fā)白的時候可以停止，重新觀察。 3、當用樣板玻璃觀察時，有時會發(fā)現(xiàn)在中心圓環(huán)與周圍圓環(huán)連接處出現(xiàn)明顯的凹凸，這是在球面玻璃表面出現(xiàn)了溝壑或突起。解決方法：確定溝壑的位置，通過調整擺的大小將其周邊磨到與其相平；當出現(xiàn)凸起的時候，講突出的地方磨平。 六、實驗心得：1、粗磨： 要求：將一塊開料的三棱柱粗磨，選定一基準面后，做到其相鄰兩個面平滑且兩兩垂直。 心得：通過兩天對三棱柱玻璃的粗磨，我初步了解了玻璃粗磨的基本流程與原料，向老師學習了幾種針對不同問題的粗磨手法。掌握了人工打磨玻璃的基本方法。 首先，在選取毛玻璃的時候，盡量選取體積較大