光學(xué)零件實驗報告

1、光學(xué)零件加工的實訓(xùn)報告系、專業(yè)：電信學(xué)院 光電子專業(yè)班 級：光電 1130311303 班實訓(xùn)人：李飄指導(dǎo)教師：陳書劍 王世霞 顏昌俊年 1111 月 2727 日20122012項目一：平凸透鏡的加工實訓(xùn)目的1.1. 光學(xué)零件圖的正確識讀，光學(xué)原料、輔料的識別及選用2.2. 掌握透鏡加工及檢測的基礎(chǔ)理論、基本知識及基本技術(shù)。3.3. 能在老師的指導(dǎo)下安全操作各種加工設(shè)備。4.4. 能理解加工各環(huán)節(jié)的工藝流程。5.5. 能按加工圖紙，用古典加工方法完成平凸透鏡的加工及檢驗。、實訓(xùn)內(nèi)容1.1. 下料粗磨a. 切割儀器：切割機準(zhǔn)備工作：測量玻璃料塊的相關(guān)數(shù)據(jù)，計算切割厚度和怎樣切割，再將料塊置于切

2、 割機中，將其固定，注意固定處要加墊片 （除此外還可以事先在料塊上劃好標(biāo)線， 然后用砂輪沿線進行切割。）0操作方法：開電源，開液壓，放下砂輪 使其與料塊相貼，使其與砂輪平行；在轉(zhuǎn)動 手環(huán)（手環(huán)轉(zhuǎn)動一周為 8mm8mm 移動砂輪，確 定切割厚度，然后打開液壓、吸霧，打開砂 輪進行切割。操作目的：將大料塊切割成所需的小料塊，將小料塊上多余的角（在小料塊 上畫好所需的圓形）切除方便下一步滾圓。注意事項：1.1. 計算切割厚度時要考慮加工余量和砂輪的厚度（3mm3mm。2.2. 開始切割之前一定要打開冷卻液。3.3. 切割中控制砂輪的按鈕一次只能按下一個。4.4. 切割快完成時要及時關(guān)閉開關(guān)。b.膠條

3、準(zhǔn)備工作：切割好的小料塊，直尺，玻璃膠。操作方法：將小料塊的一邊靠在直尺上以這邊為基準(zhǔn), 大致在一條直線上，用玻璃膠將其粘好。操作目的：提高精度和效率，為滾圓做準(zhǔn)備。注意：長度要適宜，不能過長。在兩端要加保護墊片。c. 滾圓儀器：滾圓機準(zhǔn)備工作：將膠條好的玻璃放入滾圓機中，將其固定，在固定兩端一定對準(zhǔn) 圓的中心，將砂輪調(diào)到玻璃的右端。操作方法：啟動液壓，進刀（轉(zhuǎn)動手輪順時針轉(zhuǎn)動1010 格），按下開關(guān)，開始滾圓。滾完后停止，循環(huán)幾次，用游標(biāo)卡尺測量直徑。直至直徑達到標(biāo)準(zhǔn)。操作目的：用一定的工具加工零件的外形輪廓，使之成為圓形。注意事項：1.1. 滾圓中砂輪的移動速度不應(yīng)過大。2.2. 滾圓過程

4、中一定要開冷卻液。3.3. 每次的進刀量也不宜過大。放好料塊，使中心軸d.開球面儀器：球面銑磨機。準(zhǔn)備工作：將滾圓好的玻璃放入球面銑磨機內(nèi)。旋轉(zhuǎn)下面的轉(zhuǎn)盤將其固定不 能太緊。操作方法：調(diào)節(jié)銑磨中心（實 訓(xùn)中已有老師調(diào)好），啟動液壓，慢 慢移動操作桿，直至操作桿不再跳 動，開始銑磨，銑磨一段時間后，按下手桿，使停止工作，觀察球面 的銑磨狀況，直至達到要求。操作目的：將滾圓后的毛坯磨 出球面形狀，使其達到零件粗磨完 工后的曲率半徑和中心厚度的要 求。注意事項：1.固定玻璃時一定不能太緊， 防止銑磨時下面碎裂2.操作桿不宜移動過快。e.粗磨儀器：研磨機準(zhǔn)備工作：將工作臺洗凈，將鏡片洗凈，取100#1

5、00#的粗砂。操作方法：打開研磨機，取一點粗砂從磨盤的中心涂 抹均勻，將玻璃按壓在磨盤上，沿磨盤轉(zhuǎn)方向相反的 方向移動，研磨過程中一定要讓鏡片自轉(zhuǎn)。首先，我 們用 100#100#磨料將球面面形磨出來，然后同樣用 100#100#磨 料粗磨平面。研磨直至鏡面上沒有劃痕、沙眼和氣泡。洗凈工作臺再用細沙繼續(xù)研磨同樣也是磨到合乎要求。我們在切割是得到的零件中心厚度大概在13mm13mm 左右，而此時我們需要將零件的中心厚度磨到 10.5mm10.5mm 左右。操作目的：修整球面和平面面形，初步減小零件表面疵病為精磨做準(zhǔn)備 注意事項：1.1. 磨平面是用平面磨具，磨球面時用凹面磨具。2.2. 研磨換沙

6、時一定要洗凈工作臺、磨具和玻璃，不然會磨出劃痕。3.3. 研磨時施力要均勻不然會磨出高低光圈，研磨時要是玻璃自轉(zhuǎn)。2 精磨、拋光a.精磨儀器：四軸透鏡研磨機準(zhǔn)備工作：選擇合適的磨具，清洗干凈后放 在研磨機上，選擇 304#304#, 302#302#的沙。操作方法：先用 304#304#的沙，涂抹在磨具上， 啟動機器，研磨時雙手按住鏡片按進 2/32/3 出 1/41/4 的方法研磨方法和粗磨時相同，磨好后 再用 302#302#的沙磨，指到達到要求。操作目的：保證工件達到拋光前所需要的面形精度、尺寸精度、表面粗糙度b.拋光準(zhǔn)備工作：選好合適的 上盤磨具，把磨具和玻 璃加熱，用瀝青將磨具 和鏡

7、片粘連。在選擇合 適的拋光磨具（平面或 者凹面），把這些磨具放 在 7070C左右的熱水中 加熱，直至表面的拋光 柏油軟化。操作方法：將上盤好的 鏡片固定在研磨機上， 在鏡面或磨具上涂抹拋 光粉，用手工先轉(zhuǎn)動幾下， 是磨具與鏡面貼合，然后開動機器，開始拋光。拋光 過程中要不斷加拋光粉。操作目的：1.1. 去除精磨的破壞層，達到規(guī)定的表面粗糙度要 求。2.2. 精修面形，達到圖紙要求的光圈和局部光圈的要 求。3.3. 為后序特種工藝，如鍍膜、膠合創(chuàng)造條件。注意事項；拋光盤在拋光一定要用熱水泡軟。拋光 時間較長，過程中一定要適時加拋光粉。3.定心磨邊儀器：自動定心磨邊機。準(zhǔn)備工作：將透鏡放在一對同

8、軸精度高、端面精確垂直于軸線的接頭之間，利用彈簧壓力夾緊透鏡。其中一個接頭可以轉(zhuǎn)動，另一個既能轉(zhuǎn)動又能沿軸向移動。 當(dāng)透鏡光軸與機床主軸尚未重合時，則在彈簧彈力的作下，使透鏡向未與接頭接25mm25mm 單步、手動模式下設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速（包括高速主軸和低速主軸）， 分段加工 區(qū)間進始速度等參數(shù)。自動模式下完成加工 操作目的：消除透鏡的中心偏差，使透鏡的基準(zhǔn)軸和光軸重合并且使零件的外圓 直徑達到所需要的尺寸。注意：固定鏡片是要左右調(diào)節(jié)，讓鏡片大致對準(zhǔn)砂輪的中間，以免一直磨到夾具三、實訓(xùn)小結(jié)1 1、 一些專業(yè)名詞的解釋。1加工余量：從毛坯到合格的光學(xué)零件，所需要去除的光學(xué)材料層。2中心公差：中心公差主

9、要表示透鏡的基準(zhǔn)軸和光軸之間的偏差。透鏡的基準(zhǔn)軸是根據(jù)透鏡安裝表面形狀而選定的能體現(xiàn)系統(tǒng)光軸的一條直線。這個偏差以角量來表示，也稱為面傾角，以希臘字母“x”表示。3表面疵?。簰伖夂蟮墓鈱W(xué)表面存在的擦痕、麻點、開口氣泡、破點及破邊等， 光學(xué)零件表面疵病在圖紙上用字母“ B B”表示。4剛性上盤：用比較薄的一層粘結(jié)膠或石蠟，獎待加工光學(xué)零件粘結(jié)在膠平模上。5彈性上盤：用較厚的火漆將待加工光學(xué)零件粘結(jié)在粘結(jié)模上形成鏡盤。2 2、 實訓(xùn)感想實訓(xùn)中一定要嚴(yán)格按照老師所講解的方法來操作儀器，不然容易損壞儀器或者使加工零件達不到實訓(xùn)要求，女口：在研磨換沙時，一定要把工作臺和零件清洗 干凈，不然就會出現(xiàn)劃痕等

10、。在實訓(xùn)中對老師所要求的不能太馬虎，如：在切割 時，要把零件的兩面切平行，因為零件的不平行導(dǎo)致我們在滾圓時將零件甩出去。 在工作過程中有的過程需花很長時間， 我們應(yīng)該隨時留意，如在精磨時，要隨時 注意零件來加拋光粉，不然干拋就會損壞零件。項目二平面零件的加工一、 實訓(xùn)目的1.1. 掌握平面零件上盤工藝，了解平面零件面形、平行度檢測設(shè)備及手段。2.2. 學(xué)會 4545。直角棱鏡的石膏上盤、粗磨、精磨、拋光、角度修改。觸的一邊移動，直至整 為止，完成定心。操作過程：壓機床左側(cè) 對機床的潤滑。安裝工 將工件放入夾具中，將 件的相對位置。旋動機 背后的百分尺，是砂輪 20mm20mm 調(diào)節(jié)千分尺，設(shè)個

11、表面與接頭端面接觸的手動潤滑 2 2 次，用于 件，調(diào)節(jié)夾緊力。 其固定。調(diào)節(jié)砂輪與工 床與工件的距離大于 定砂輪進刀的尺寸約3.3. 學(xué)會對平行平板平行度的修改。二、 實訓(xùn)內(nèi)容1直角棱鏡的粗磨、精磨和拋光和平凸透鏡的加工類似。2直角棱鏡的改角精磨兩直角面，用萬能量角器測量，修改直角直至9090。再磨側(cè)面，修改4545 角。萬能量角器可以事先調(diào)好 9090或 4545,測角是只需將零件對準(zhǔn)，觀看零件 與尺之間是否有空隙。磨好的零件是與尺完全重合的。3直角棱鏡的上下盤直角棱鏡的上盤可以用石膏上盤或者靠體上盤 石膏上盤：先使用貼置平板作為基準(zhǔn)平面，將被加工零件的待加工面整齊地貼置 在貼置板上，其空

12、隙處膠涂一層熔融的石蠟，再將石膏盤殼體放置在被加工零件 的貼置平板上，周邊墊一層橡皮墊圈，并通過石膏盤底部的孔，將調(diào)好的石膏倒 入石膏盤殼體內(nèi)，待石膏凝固后，實現(xiàn)石膏盤和被加工零件的連接， 再將盤沿貼 置平板平面取下，用噴燈將多余的石蠟熔去，石膏表面上還留有薄薄的一層石蠟，它可以防止水進入石膏，也可以防止石膏盤在加工過程中，有石膏屑掉的精磨或 拋光盤上?？矿w上盤：對于不同的棱鏡角度，采用不同的角度靠體。4平行平板的加工平行平板平行度的檢驗平板兩表面平行度的檢驗，在銑磨、精磨階段，普遍使用千分尺、百分表 等通用量具；拋光完工后普遍采用自準(zhǔn)測角儀。間檢驗的自準(zhǔn)測角儀的原理和測 試現(xiàn)場如下圖所示。面

13、分劃板上雙十字像的距離丨=f，f 為自準(zhǔn)直物鏡的焦距。因此，分劃板的刻度，按照-1/2 nf 二 K/n 刻制，從中可以讀出 K K 值，已知平板的制造材料，即很容易測得平板的平行度-在實訓(xùn)過程中我的平行平板放在自準(zhǔn)測角儀后， 所看到的反射像十字在視場十字 的右側(cè)。也就是說該平行平板的左側(cè)比右側(cè)要厚， 只需要稍稍磨削平行平板的左 側(cè)即可。因此在平面磨具上磨削 5min5min 后再去檢驗其平行度。誤差在允許的范圍內(nèi)即可三.實訓(xùn)小結(jié)在這個實訓(xùn)中，我們著重的是對棱鏡和平行平板的精磨和了解斐索干涉儀和 自準(zhǔn)測角發(fā)測平行平板的平行度。 在精磨過程中，要了解研磨的方法，不然平面 就會磨不平整，研磨時，零

14、件要轉(zhuǎn)動，使其受力均勻。在用儀器測量是要有耐心。其工作步驟為：1.1.先開電源開關(guān)、總開關(guān)2.2.用修盤輪修盤（調(diào)整圈數(shù) 100100 圈左右。速度不要太大）其目的在于修整上下一、實訓(xùn)目的項目三：其他項目總結(jié)了解雙面磨拋、透鏡膠合、晶體的定向和鍍膜這四個工藝的流程。二、實訓(xùn)內(nèi)容1 1、雙面磨拋圖 a a 所示的是高速雙面加工機床，其加工原理如圖b b 所示，圖中高速雙面加工的上模 3 3 和下模 5 5 直徑相同，分別以大小相同、方向相反的角速度繞機床的主還有帶動被加工工件的行星輪,它是被與主軸同心的內(nèi)齒輪和中心齒輪嚙合、 驅(qū)動， 繞著上下模的中心作行星 運動，既有繞中心的公轉(zhuǎn)，又有繞行星輪自

15、我中心的自 轉(zhuǎn)。而被加工零件，則被放入行星輪中與被加工體形狀 一致的孔內(nèi)。因此，被加工工件在上下模之間的運動， 是行星運動與自轉(zhuǎn)運動的合成，支承被加工零件的行星 輪嚙合情況如圖 c c 所示。a 高速雙面加工機床軸轉(zhuǎn)動。在上下模之間,b高速雙面加工原理c。雙面精磨中的行星輪嚙合情況-下模；6-中心齒輪1-內(nèi)齒盤的面形，清除盤上殘留的玻璃片渣。3.3. 將星形盤均勻放在下模上，將工件放入星形盤內(nèi)。4.4. 將工件拉平。4.4. 測速（100100 圈）5.5. 計算 100100 圈所磨的厚度，然后考慮最終目標(biāo)計算還要磨多少圈6.6. 磨完后用千分尺測量工件厚度，看是否達標(biāo)，若沒有則繼續(xù)。6.6

16、.清洗設(shè)備做防銹處理2 2、透鏡的膠合當(dāng)膠合透鏡時，用焦點像對膠合透鏡基準(zhǔn)軸的偏離來定心就是透射像焦點定 心，這種儀器叫透射像定心儀，其光學(xué)系統(tǒng)如圖所示。膠合透鏡的基準(zhǔn)軸是負透 鏡邊緣面與光學(xué)表面交線圓中心 G G 和光學(xué)表面曲率中心 G G 的連線。 將待定心膠 合的負透鏡裝在儀器的承座上，承座中心線與準(zhǔn)直管的光軸精確的重合。平行光通過理想的透鏡組時，其焦點像在 F F 處，如果平行光通過未定心的透3 3、晶體的定向所謂晶體定向，就是在晶體材料毛坯上確定一個與該晶體軸成預(yù)定角度方向 的基準(zhǔn)面。我們在實訓(xùn)中采用的是偏光顯微鏡定向其測試原理如圖所示。具體方法是在晶體上先磨出兩個大致垂直于晶體光軸

17、 的平面，并以其中一個面為原始基準(zhǔn)面，用貼置法將其置于偏光顯微鏡中。 若晶 體光軸與偏光顯微鏡光軸同軸，得到的干涉條紋是以視場中心為圓心的同心圓 環(huán)。若兩光軸間有一定夾角，鏡組時，其焦點像會偏離理想的焦點，其大小 定心時，移動正透鏡使 F FiF F2和 F F 重合， 可完成膠合透鏡的定心。透射像定心F/FF/F2 *反映出膠合透鏡的偏心差。 或 F FiF F2的跳動量在一定公差范圍內(nèi)，即AAAA基準(zhǔn)軸；CQCQ正透鏡光軸；O O+， O O正、 負透鏡的 心負透鏡光軸;21I 定 心步驟 放上 凹透鏡，裝上合適倍率的物鏡，找到夾具，十字分劃板的像調(diào)整十字像中心與十字刻度中心重合。點膠,

18、放上凸透鏡，撮膠然后調(diào)整十字像中心與十C2GC2G光則干涉圓環(huán)中心不與視場中心重合。 可沿基準(zhǔn)面轉(zhuǎn) 動被測晶體，則干涉圖像中心也隨之轉(zhuǎn)動。 使干涉圓環(huán)中心處于視場中心， 并嚴(yán) 格不動，讀出工件承座偏離原始位置時的角度，即為晶體原始基準(zhǔn)面需要加工修 整的量。uQ： K (b只B定向法S-S-光源 P Pi- -起偏器 P P2- -檢偏器 K-K-試樣 O Oi- -聚光鏡 0 02- -物鏡 BB-BB-物鏡的焦平 面圖光軸具體操作方法如下：1.1. 調(diào)整光路，將玻片放在載玻片上（注意玻片上最好有少許污漬）2.2. 在視場中找到玻片，要求看到清晰的污漬3.3. 在視場中選擇一塊污漬（大小合適）作為參照，將參照物移動到十字中心4.4. 移動載物臺觀察該參照的移動方式，然后用適當(dāng)?shù)姆绞揭苿硬Ｆ钡揭苿虞d物 臺時參照不再移動，說明偏光顯微鏡的光軸調(diào)好了4 4、鍍膜真空鍍膜機由主機和電控柜組成。其中主機又包括真空系統(tǒng)、蒸發(fā)系統(tǒng)、膜 層厚度控制系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)等組成。實訓(xùn)步驟：開總電源，激光水冷系統(tǒng)，打開電控柜，開到真空系統(tǒng)。進入觸摸屏真空系統(tǒng)開機械閥、閾閥、擴撒泵。設(shè)定擴撒泵溫度，等溫度達