1.1 光學零件製造工藝的特點及一般過程
製作光學零(líng)件的常見(jiàn)材料有三大類,即光學玻璃、光學晶體和光學塑(sù)料,其中以光學玻璃,特別是無(wú)色光學玻璃的使用量最(zuì)大。雖然光學零件(jiàn)的加工按(àn)行業劃分歸入機械加工(gōng)一類,但(dàn)由於加工(gōng)對(duì)象的材料性質和加工精度要求顯著地不同於金屬材(cái)料,因而加工工藝上也完全不同於金屬工藝而具有特殊性。
1.1.1 光學零件(jiàn)的加工精度(dù)及(jí)其表示
光學零件屬於高精度零件。平麵零(líng)件的加工精度主要有角度和平麵麵(miàn)形(xíng);球麵(miàn)零件(jiàn)的加工精(jīng)度(dù)要求主要有曲率半徑和(hé)球(qiú)麵麵(miàn)形。高精度棱(léng)鏡(jìng)的角誤差要求達到秒級。高精度平麵麵形精度可達到幾(jǐ)十分之一(yī)到幾(jǐ)百分之一波(bō)長。平麵零件的平麵性和球麵零件的球麵性統一稱為麵形要求。光學車間一般用幹涉(shè)法計量,用樣板疊合觀(guān)察等厚幹涉條紋(俗稱看光圈)。表示麵(miàn)形誤差的光圈數符號是N,不規(guī)則性(或稱局部誤差)符號是△N。除麵形精度外,光(guāng)學零件表麵還要有粗糙度要求。光學加工(gōng)中各工序的表麵粗糙(cāo)度如表6-1所示(shì)。光學零件拋光表麵粗糙度用微觀不平十(shí)點高度表示(shì)為R2=0.025um,用輪廓算術平均偏差表示為R2=0.025um,用符(fú)號表(biǎo)示則為0.008,在此基礎上,還有(yǒu)表麵疵病要求,即對表麵(miàn)亮絲、擦痕、麻點(diǎn)的限製。
1.1.2 光(guāng)學零件加工的一般工藝過(guò)程及(jí)特點
光學零件加(jiā)工的工藝過程隨加工方(fāng)式(shì)不同(tóng)而異。光學(xué)零件的加工方式主要有兩類:傳統(tǒng)(古典)加工工藝和機械化加(jiā)工工(gōng)藝,這裏我們隻介紹傳統加工工藝。
傳統工藝的特點(diǎn)主要有:
(1)使用散粒磨料(liào)及通用機(jī)床(chuáng),以輪廓成(chéng)形法對光學玻璃進行研磨加工(gōng)。操(cāo)作中以鬆(sōng)香柏油粘結膠為主進行粘結上盤。先(xiān)用金剛砂對零件進行粗磨與精(jīng)磨,然後使用鬆香柏油拋光模與拋光(guāng)粉(主(zhǔ)要是氧化鈰)對零件進行拋光加工。影響工藝的因素多(duō)而易變,加(jiā)工精度(dù)可變性也大,通常是(shì)幾個波長數量級。高(gāo)精度者可達幾百(bǎi)分之一波長數量級。
(2)手工操作量大,工序多,操作人員技術要求高。對機床精度,工夾磨具要求不那麽苛刻,適於多品種,小批量、精度(dù)變化大的加工工(gōng)藝采用。
傳統加工工(gōng)藝過程,以一(yī)個透鏡(jìng)為例,先後(hòu)依次經過以下一些工序:
1、毛(máo)坯加(jiā)工。包括按光學零件圖選擇合適(shì)的(de)塊料,切割整平、劃分、膠條、滾圓開球麵。開球麵是單件進行的。
2、粗磨(mó)加工。使表麵粗糙度及球麵半徑符合細磨要求。傳統工藝中粗磨是單件進行的。一般采用傳統工(gōng)藝加工的工廠中,粗磨車間往往包括毛坯加工。
3、上盤:粗磨之後,經清洗,將一個個透鏡毛坯按同半徑組合成盤。即依靠粘結膠把分散的(de)透鏡固定在球形粘結膜上,應注意的是成盤(pán)時要使每一(yī)個透鏡毛坯的被加工麵都處於同一半徑的球麵上(shàng)。
4、細磨拋光工序。在加(jiā)工第一表麵時,細磨到拋光過程(chéng)中一般是不需拆(chāi)盤的(de),即一次一盤完成。操作中,先使用粒度依次變細的三至四道金鋼砂將被加工麵研磨到(dào)拋光要求的表麵粗糙度,然後清洗,進行(háng)拋光。拋光是(shì)用一定半徑的拋光模加拋光粉進行。一麵加工完畢後,塗上保護膜,翻麵再進行上盤。細(xì)磨拋光加工第二表麵。
5、定心磨邊工序。透鏡加工過(guò)程中會出現光軸和定位(wèi)軸偏(piān)離(稱(chēng)為偏心)。定心磨邊的任務是消除偏心(xīn),並使側圓柱麵徑(jìng)向尺寸達到裝配要求。傳統工藝的磨邊常(cháng)在光學定心磨邊機(jī)上進行(háng)。
6、鍍膜工序,對表麵有透光要(yào)求的透鏡(jìng),要加鍍增透(tòu)膜。球麵反射鏡要鍍反射膜。有(yǒu)的還要鍍(dù)其它性質的薄膜,依使用要求由設計決定。
7、膠合工序。對成象質量要求較高的鏡頭(tóu),往往采用幾(jǐ)塊透鏡膠合而成。膠合應在鍍膜以後進(jìn)行。
以上(shàng)這些工藝過程(chéng)可簡略表(biǎo)示如下(xià):
選料——切(qiē)割——整平——膠條——滾圓——開球麵(miàn)——粗磨(mó)球麵——上盤——細磨——拋(pāo)光——下(xià)盤;第二麵上盤——細磨——拋光——下盤——定心磨邊——鍍膜
1.2 光學工藝安全操作知識
光(guāng)學加工由(yóu)於精度高(gāo),加工對象特殊,必須(xū)在專門的光學車間內進行。因此,除了遵守一般(bān)的機械加工規則外,還必須遵守光學(xué)加工所特有的(de)安全操作要求。
1.2.1 17c起草视频(tè)光學車間的特點
在光學零件加工過程中,大多數工序對(duì)溫度、濕度、塵埃(āi)、振動、光照等環境因素是敏感的,特別是高(gāo)精度零件和特殊零件的加工尤其(qí)如此。因此,光(guāng)學車間(jiān)都是封閉(bì)形,並要求恒溫、恒濕、限製空氣流動、人工采光(guāng),防塵。
1、溫度對光學工藝的影響
恒溫是光學(xué)車間一個明顯特點之一。這(zhè)裏包(bāo)括恒(héng)溫(wēn)溫度及(jí)波(bō)動範圍兩個問題。光(guāng)學車間各(gè)工作場所由於要求不(bú)同,對恒溫溫度及其波動範圍的要求是各不相同的。
(1)溫度(dù)對拋(pāo)光效率與質量的(de)影響(xiǎng)
由於拋光(guāng)過程中存在的化學作用(yòng)隨(suí)溫度升高而加劇,因而升溫(wēn)會提高拋光效率(lǜ)。但由於古典工藝中采用的拋光模製模用(yòng)膠、粘結膠(jiāo)等(děng)主(zhǔ)要由(yóu)鬆香和瀝青按一定配比製成,一(yī)定的配比隻在一定的溫度下使用。而且它們對(duì)溫度的變(biàn)化較為敏感,溫度過低,拋光模具與(yǔ)零件吻合性不好;溫度過高,拋(pāo)光模具拋光(guāng)工作麵變形。這兩者將使加工零件的精度難以保證,具體表現在(zài)光圈難以控製和修改。實踐得出:拋光間的溫度一般應(yīng)控製在22℃±2℃為宜。
(2)檢驗對室溫的(de)要求
溫度的(de)波動直接影響檢驗精度(dù)。一方麵因為精密光學儀器對溫度的波動很敏感;另一方(fāng)麵被檢零件不恒溫時,檢具和零件(jiàn)間(jiān)有溫差會直接影響讀數精度。所以,檢驗室必須恒溫,並且也應控製在(zài)22℃±2℃範圍內(nèi)。
2、濕度對光學工藝的(de)影響
在光學(xué)零件加工過程中,凡要求恒溫(wēn)或空(kōng)調的地方,均因控製(zhì)濕度所需。因為(wéi),水份蒸發(fā)速度直接影響濕(shī)度恒定狀態。濕度過低,易起灰塵,零件表表清擦時(shí)也易產生靜電而吸附灰塵,影響其光潔度。特殊零件如(rú)晶體零(líng)件的加工以及光(guāng)膠工藝等,對濕度的要求(qiú)尤為嚴格。光學加工過程中室內溫度一般應控製在60%左右。
3、防塵(chén)
由於光學零件對表麵質量即表麵光潔度和(hé)表麵疵病有極高的要求,所以光學車間的防塵問題(tí)也特別突出。灰塵在拋光時會使零件表麵產生道(dào)子(zǐ)、劃痕、亮絲;在(zài)鍍膜時,會使膜層出現針孔、斑點、灰霧;在刻劃時會引起刻線(xiàn)位置誤差、斷線等(děng)。
灰塵來源主要有:外間空氣帶入;由工作人員衣物上落下(粒徑一般在l一5μm左右,直徑小於1μm的灰塵(chén),往往不能(néng)依靠自重降落,而(ér)長時間懸浮於空氣中,影響產品質量(liàng));
不潔淨的材料、輔料、工夾具等(děng)帶入;生產過程中產生的灰塵(光學車間的淨化條件(jiàn),若按室內含塵的重量濃度要求,應控製在毫克/米3的數量(liàng)級。膠合室的要求更嚴(yán),一般以顆粒濃度作為要求,達到粒(lì)數/升的數量級)。
1.2.2 光(guāng)學生產安全操作規則
由於光學(xué)車間的特殊性和光學零件加工的(de)高精度要求,學生進入光學車間實習時,必須遵守以下安全技術及操(cāo)作規(guī)則(zé):
1、進入光學車間,特別是進入細磨、拋光、檢驗、磨(mó)邊、膠合、鍍膜(mó)、刻劃等工作間時,應穿白色工作服,戴工作帽,穿專用鞋(xié)子(zǐ)或幹淨拖鞋,以防止(zhǐ)將室外灰塵帶入光學(xué)車間;
2、在操作過程中禁止用手(shǒu)指直(zhí)接觸摸光學表麵,需要拿起(qǐ)光學零件時,手指也隻能接觸光學零件的側麵或非工作麵。因(yīn)為手指上留有汗(hàn)漬、各種有機酸、鹽類等(děng)對光學表麵(miàn)有害物質,它們往往會(huì)使光學零件表麵受到侵蝕。如果不小心觸(chù)摸後,必須立即用(yòng)脫脂紗布或脫脂棉(mián)花蘸上酒(jiǔ)精、乙醚混合液擦拭幹淨;
3、為保持光學(xué)車間的恒溫條(tiáo)件,不能在一個工作場所聚集過量人員,致使(shǐ)周圍氣溫上升。門窗也不能隨意打開;
4、開機前,須先檢查機床設備(bèi)、工夾具是否完好(hǎo)。發現電機有異常現象或其它機械毛病時,應立即拉開電(diàn)閘或(huò)停機檢查。安裝、拆卸零件和夾具時,機床主軸必須(xū)完全停止轉動;
5、為了清洗光學零件和其它工(gōng)作需要,光學車間常(cháng)常使用或臨時存放多種易燃物(wù)質,如溶劑汽油、無水酒精、乙醚等。因此光學車間必須(xū)嚴格注意(yì)防火,加熱設備(bèi)必須遠離上述物(wù)質。為了防火(huǒ),同時也為了空氣衛生,光學(xué)車間內嚴格禁止吸煙;
6、在加工過程中,粗砂禁止帶入細砂(shā),細砂禁止帶入(rù)拋光區,因此在換砂以後,在磨砂完畢進入拋光(guāng)前,必須對工件、工夾具、工作台等進行徹底清洗,以防砂子帶入使工件表麵出劃痕、亮絲,破壞光潔度;
7、在上盤、下盤,或其它需要加熱光學零件情況時,不(bú)可(kě)使零件急熱急(jí)冷。加熱(rè)時應注意零件(jiàn)升(shēng)高的溫度必須控製在材料(liào)的退火(huǒ)溫度以下。由於電(diàn)爐表麵溫度已接近或超過許多材料的(de)退火溫度,所以不(bú)能將光學零件直接放置在電爐盤上加熱,必須墊上襯(chèn)墊;
8、在未了解實習所用機床(chuáng)及儀器設(shè)備的操作規範前,不允許擅自開動機床(chuáng),試看試用有關的儀器設備。也不允許操作(zuò)不在實習範圍內的(de)儀器與設備,以免造成損壞和人(rén)身不安全事故。
1.3 光學零件和光學零件圖
光學零件是(shì)光(guāng)學製造(zào)最後完成的目標,光學零件圖是加工和檢驗的依據,所以在加工之前必須熟悉光學零件圖及相應的技術(shù)指標、符號、尺寸等的(de)含義。
1.3.1光學零件及有關術語、符號
光學工藝(yì)使用的圖紙,通常有(yǒu)光學零件圖、膠合(hé)部件圖、工序圖(tú)(毛坯圖、粗(cū)磨圖、拋光圖(tú)等).其中光學(xué)零件圖規定了加工時所必須的全部(bù)資料,包括外形尺寸,材料、技術要求(qiú)及其它需說明的各項內容如圖(1—11)、圖(1—12)、圖(1—13)所示。其它工藝圖紙均按光學零件圖畫出,標注各工序完工後的尺寸和檢驗(yàn)要求。
繪製光(guāng)學零件工藝圖樣(yàng)的一般原(yuán)則是:光學零(líng)件的光軸用(yòng)點劃線(xiàn)表示,一般水平放置,光線方向應自左向右,零件一般對稱於光軸放置,圓零件隻畫出沿光軸剖開的(de)剖麵圖。
圖紙左上角的表格依次列出對玻璃(lí)的(de)要求和對零件的(de)加工要(yào)求,包括麵形精度(dù),表麵質量等.零(líng)件的外形尺寸,有關技術要求在圖(tú)上注明或(huò)在圖紙下方用文字或符號(hào)注明。
常用符號、術語(yǔ)說明如下:
N 光圈數符號。表示被檢的零件表麵和樣板標準表麵曲率(lǜ)半徑偏差時產生的幹涉條(tiáo)紋數(shù)(通(tōng)稱光圈)數目;
ΔN 光圈(quān)局部(bù)誤差符號,表(biǎo)示表麵形狀的局部誤差;
ΔR 樣板精度等級符(fú)號.即樣板曲率半(bàn)徑實際(jì)值對名義值的偏差量符號;
B(P) 光學零件表麵(miàn)疵病符號,也稱為光潔度。光學零(líng)件工作(zuò)表麵的粗糙度一般都要求達(dá)到R1=0.025μm,舊標準為(wéi)V14。在此基礎上還需限製表麵上存在的亮絲、擦痕、麻點(diǎn),應與機械加工中的光潔度概念區分開。
C(X) 透鏡(jìng)偏心差符(fú)號(hào),亦稱透鏡的中心(xīn)偏差符號。用透鏡表麵的球心對透鏡定位軸的偏離量表示;
π 尖塔差符號。表示反射棱鏡的棱向誤差;
θ 平行差(chà)符號。玻璃平板兩表麵間的不平(píng)行度;
S 屋脊棱鏡雙角差符號。屋脊棱鏡屋脊角有偏差時造成的雙象差的程度;
d 透鏡中心厚度;
φ 透鏡的口徑;
鍍膜符(fú)號:④為(wéi)增透膜, ②為(wéi)增(zēng)反鏡;
Δnd 玻璃材料折射率允許誤差,包括對標準值的(de)允差(chà)和同一批玻(bō)璃中的一致性允差。
Δ(nF—nC) 色散允差,與Δnd一樣同樣包括(kuò)二項(xiàng)
光學均勻性:玻璃內因折射率漸變造(zào)成的不均勻程度,影響零件(jiàn)的鑒別率,以(yǐ)鑒別率表示(shì);雙折射:玻璃存在應力(lì)時呈現各向異性,產生雙折射現象,以雙折(shé)射光程差表示;紋(wén):玻璃中(zhōng)的化學不均勻區,因折射率不同於(yú)主體而出現絲狀或層狀的疵病,塊料玻(bō)璃有從三個方向檢查的,也有二個或者一個方向檢驗的(de);氣泡:玻璃體內殘留氣泡程度,有大小與個數兩項(xiàng)指標。
1.4 光學零件的加工餘量
1.4.1 加工餘量的基本概念
在(zài)光學零件加工過(guò)程(chéng)中,為(wéi)了從玻璃(lí)毛坯獲得所需要零件的(de)形狀、尺寸,表(biǎo)麵必(bì)須預留一定量的玻璃層,這一定量的玻璃層就稱為加工餘量。加工餘量的正確給出是十分重要的,如果給(gěi)出的餘量小,則加(jiā)工不出符合技術要求的零件;如果餘量太大,又會造成材料與工時(shí)的浪費。
根據光(guāng)學零件加工工序,零件的加工餘量分(fèn)為:鋸切餘(yú)量、整平餘量、滾圓(yuán)餘量、粗磨餘量、細磨及拋光餘量、定中心磨邊餘(yú)量(liàng);在每一工序之後給下一道工序留下的餘量稱為中間(jiān)工序的餘量;由加工中各個中間工序的餘量所組成的餘量總和(hé)稱為總加工餘量;鑒於各工序的加工特點不同,需要很好地(dì)研究(jiū)如何合理地規定各道工序的加工餘量。
1.4.2 確定(dìng)加工餘量的原則
光學零件的絕大部分餘量都是借助於散粒磨料或固著磨料磨(mó)除去的。在(zài)研磨(mó)過程中,磨料對玻璃表麵施加壓(yā)力,形成一定的破壞(huài)層,往後的細磨、拋光等各道工序(xù)就是要除去這一破壞層(céng),使玻璃表麵形成符合要求的光學表麵。因此(cǐ),確(què)定加工餘量的原則應該(gāi)是每道工(gōng)序中除去的餘量等於上一道工序產生的破壞層深度(dù)Fn-1,與本道工序產生的破(pò)壞層深度之差.玻璃經過第一道砂粗磨後,表麵產生凹凸層hc和(hé)破壞層Fc,破壞層最深處(chù)以AA’表示;當第二道砂粗磨時,產(chǎn)生(shēng)凹凸層(céng)h1和破壞層F1,而破壞層深度應(yīng)與AA’線(xiàn)重合,而(ér)其(qí)加工餘量應為圖中的△1,顯然△1等於Fc與F1之差。以後各(gè)道磨(mó)料的研磨加工餘量均可類推,最後一(yī)道磨料的精磨所產生的h與F都己相當細微,因此,應該使最後一道磨料中的F略微超出AA線。然後通(tōng)過拋光除去殘餘的相當微細的破(pò)壞層。
必須指出(chū):根據上述原則計算的餘量(liàng)隻是理論值,實際上(shàng)還應該結合加工的具體情況給予適當地放大。
1.4.3各工序餘量的確定
1、鋸切餘量與公差
鋸切(qiē)餘(yú)量與鋸片的側向振動、鋸片厚度、鋸切深度等因素有(yǒu)關,可按表1—1選(xuǎn)取。
表1—1鋸切餘量
鋸切(qiē)深度 (mm) |
散粒磨料鋸切餘量mm | 金剛石鋸片鋸切餘量mm | ||
鋸片厚度1mm | 鋸片厚度2mm | 鋸(jù)片厚度1mm | 鋸(jù)片厚度2mm | |
〈10 10~65 〉65 |
1.5 2.0 2.5 |
3.0 3.2 3.6 |
1.5 1.8 2.2 |
2.5 2.7 3.0 |
鋸切的尺寸公差取±0.2~0.5mm。
2、整平餘量
整平時,磨去玻璃層的厚度,決定於毛坯(pī)玻(bō)璃的厚(hòu)度,表麵(miàn)不平程度及其它表麵疵病大小,一般加工中單麵整平餘量取0.2~0.6mm;
3、磨外圓加工餘量(liàng)與公差
磨外(wài)圓餘量是指將整平(píng)後的方(fāng)料(liào),按其邊長磨到圓直徑之間的磨去量(liàng),根(gēn)據磨外圓的加工機床與零件尺寸不同,可按表1-2確定,磨外圓公差可按表1-3確定。
表1-2磨外圓餘量(liàng)
零件直徑mm | 加工種類 | |
〈7 | 無心(xīn)磨床 | 0.4~0.6 |
7~40 | 手搓滾圓 外圓(yuán)磨床 改裝車(chē)床 |
1.5~2.0 1.5~2.0 2.0~2.5 |
〉40 | 外(wài)圓磨床 改裝車床(chuáng) |
2.0~3.0 2.5~4.0 |
表1—3 磨外圓公差
加工方法 | 外圓公差mm | 不同柱度mm |
無心磨床 手搓滾圓 外圓磨床 改裝車床 |
0.05 0.10 0.05~0.10 0.10~0.20 |
0.01 0.01~0.10 0.05 0.10 |
4、研磨、拋光餘量與公差
研磨(mó)的餘量與被加工零件開關和尺寸、毛坯的種類、機床精度等因素有(yǒu)關。拋光餘量十分微小,它與精磨餘量一起(qǐ)給出。
(1)用散粒磨料研磨時,粗磨餘量參考表(biǎo)1-4:
表1-4 散粒磨料粗磨餘量
零件 | 毛(máo)坯種類 | 加(jiā)工麵形狀 | 透鏡直徑或長方形零件邊(biān)長(zhǎng)(mm) | |||||||
單麵餘量 | ||||||||||
0~25 | 25~40 | 40~65 | 〉65 | |||||||
1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | |||
透鏡 | 球麵型料 | 凸麵和凹麵 | 0.2 | 0.3 | 0.3 | 0.4 | 0.4 | 0.6 | 0.6 | 0.6 |
塊料 | 凸麵(miàn) | 0 | 0 | 0 | 0 | |||||
凹麵(miàn) | h | h | h | h | ||||||
平麵鏡 | 平麵型料 | 平麵 | 0.2 | 0.4 | 0.3 | 0.5 | 0.4 | 0.6 | 0.6 | 0.9 |
棱鏡 | 型料和鋸料 | 平麵 | 0.5 | 0.5 | 0.6 | 0.6 | 0.7 | 0.7 | 0.9 | 0.9 |
(2)用固著磨料研磨時,粗磨(mó)銑切餘量參考表1—5,對於棱鏡,考慮到修磨角度(dù),餘(yú)量應當增大。
表1—5 固著磨料粗磨餘量
種(zhǒng)類 | 零件直徑(jìng) | ||
直徑 | 直徑(jìng) | ||
單麵餘量(mm) | |||
雙(shuāng)凸透鏡 | 0.15 | 0.20 | |
平凸透鏡 | 0.075 | 0.10 | |
雙凹透鏡 | 有平台 | 1 | 0 |
無平台(tái) | 0.1 | 0.15 | |
平凹透鏡 | 0.05 | 0.075 |
(3)精磨拋光(guāng)餘量及公差
精磨(mó)和拋(pāo)光的餘量:一般采用的數據為,零(líng)件直徑≤10mm時,單麵餘量(liàng)取0.15~0.20mm,零件直徑>10mm時,單麵餘量取0.20~0.25mm。
高速精磨餘量一般取0.1mm。
3、定心磨邊(biān)餘量
凹透鏡的(de)定心磨邊餘量參考表1—6選取。對於凸透鏡當(dāng)其直徑(jìng)與凹透鏡尺寸(cùn)相同時,可選取(qǔ)比表1—6低一(yī)級(jí)的餘(yú)量。
表1—6 凹透鏡定心磨邊餘量
透(tòu)鏡直徑(mm) | 1.5~2.5 | 2.5~4 | 4~6 | 6~10 | 10~15 | 15~25 | 25~65 | 65~100 | >100 |
加工餘量(mm) | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3 |
1.4.4 光(guāng)學零件毛坯尺寸的計算
各工序的加工餘量確定之後,就可計算出毛坯的尺寸。
1、透鏡的毛坯尺寸計算
對於雙凸透鏡可按下式計算:
t=t0+2(p1+p2)
對於凹凸透鏡可(kě)按下式計算:
t=t0+2(p1+p2)+h
對於雙凹透鏡可按下式計算:
t=t0+2(p1+p2)+h1+h2
式中:t——毛坯的厚度;
t0——透鏡的中心厚度;
p1——精磨拋光餘量(單麵);
p2——粗磨餘量(單(dān)麵);
h1、h2――凹麵的矢高(gāo)。
2、棱鏡的毛坯尺(chǐ)寸計算
棱鏡的種類雖多種多樣,但都可認為是若幹個三棱鏡的組合,所以隻(zhī)需(xū)分析三棱鏡毛坯尺寸的計(jì)算。
第二章(zhāng) 光學零件製造工藝實習
2.1光學零件的粗磨成型工藝
2.1.1粗磨(mó)及(jí)其要求
1、什麽是粗磨(mó)
將玻璃加工成透明的光學表(biǎo)麵,無論采用傳統工藝還是機械化工藝,均需要經過三大基本工序:即粗磨、細磨(精磨)、拋光。
粗磨是將玻璃塊料或型料毛坯加工成具有一定幾何形狀、尺寸精(jīng)度和表麵粗(cū)糙度的工件的工序。按國內一般情(qíng)況,粗磨工序是包(bāo)括毛(máo)坯加(jiā)工分工序的,而狹義的粗磨是僅指在(zài)已基本成型的毛坯上研磨表麵,使(shǐ)其表麵形狀(如球麵半徑)和表麵(miàn)粗糙度滿足下一步上盤細(xì)磨要求的(de)那一部分工作(zuò)。這裏所述粗磨則指較廣的範圍(wéi),即從(cóng)由塊料加工毛坯開始,因此它所包含的分工序相應地要比成型毛坯的多一些。
2、粗磨的要求
粗磨的要求是隨零件的種類不同(tóng)而不同的。
對於球麵零件,粗磨加工的要求是:一定的曲率半徑、中心(xīn)厚度、中心(xīn)偏不超過某一範圍;完工後的表麵粗糙度要求達(dá)到3.2(R1=3.2μm)相當於(yú)舊(jiù)標準光潔度等級為(wéi)V5;對於(yú)平麵零件,粗磨加工的要求是(shì):一定的角度、厚度、外形尺寸(cùn);完工後的表麵粗(cū)磨度一般應比(bǐ)球麵零件的要求(qiú)高一些(xiē)。
二、粗磨工藝的機床、設備與輔料
傳統工藝用機床(chuáng)采用散(sàn)粒磨粒加工,主要種類有:
(1)割料機:主要結構為一高(gāo)速旋轉的鐵片圓盤,下置一個砂桶,用手推動玻璃進行鋸割,俗稱泥鋸;
(2)粗磨機:該機(jī)床由一電機(jī)通過皮帶驅動主軸轉(zhuǎn)動,主軸上端(duān)裝有平模或球模,主軸轉速可以利用塔軋變速,研磨(mó)時可根據工件加工餘量的大小(xiǎo),向平模或球模添加不同(tóng)粒(lì)度的磨料與水的混合物。玻(bō)璃的磨(mó)除量和(hé)表麵凹凸(tū)層與磨料粒(lì)度、磨料種類、磨料供給量、機床轉速及壓(yā)力等(děng)因素有(yǒu)關。該(gāi)機隻有一個主軸,故又稱單軸機,若有兩個主軸則稱(chēng)粗磨二軸機。
三、粗磨量具
根據粗磨精度情況,量具使用範(fàn)圍如下:
(1) 鋼尺:用於劃線、切料、核料、測量;
(2) 分厘卡:0—25mm規格,用於凸透鏡中心厚度測量;25mm以下的外圓及棱鏡尺(chǐ)寸測量;加裝測量頭還可測量凹透鏡的中心厚度;25~50mm規格,用於25—50內各種外圓尺寸(cùn)、棱鏡尺寸測量;
(3) 遊標卡尺:用於零件直徑、長(zhǎng)度、高度、內徑等大於50mm的尺寸(cùn)測量;
(4) 百分表:測量零件深度、平行度、凹透鏡中心厚度;
(5)角尺:包括直角尺、調整角尺(角規)、萬能角尺(chǐ),用於測量零件角度,是棱鏡加工的必備量具;
(6)刀口尺:用於(yú)檢驗平麵零件的平麵性;
以(yǐ)上量具校正時應用三級塊規。
四、粗磨磨料
粗磨磨料最常用的是金剛砂,其主要(yào)成份為(wéi)Al2O3、SiO2、Fe2O3等,係天然礦物產品。
磨料生產中,對於粗細不同的磨料是用其粒度來表示的。按國家標準(zhǔn)規定,對用(yòng)篩選法獲得的磨料粒度號用一英寸長度(dù)上的篩孔數目命名,如60、80、120、280。號數越大,磨料越細;較細(xì)的(de)磨料用水選法分級(jí),以實際尺寸命名粒(lì)度號。如(rú)W。、W20、Wo等,號數越(yuè)大,磨料越粗。由(yóu)於各種粒(lì)度的磨料實際上是(shì)一群粒徑在一(yī)定(dìng)範圍(wéi)內的混合體,因此,對磨料的質量還要求要有一定的粒度均(jun1)勻性。
五、粘結材(cái)料
用於粘結零件,是一種零件粘結和裝夾輔助材料(liào),常用的有柏油(yóu)和鬆(sōng)香(xiāng)。
按一定比例配合熬製成的火漆、鬆香和黃蠟(là)配製的粘結膠等,其主要指標是針入度(dù)和(hé)軟化點。軟化點越高,針入度越小,膠則越硬.對於粘結膠,軟化點(diǎn)約為上盤溫度,而適宜使用的室內溫度則應低(dī)於此值,粘結膠軟化點應大於80℃。
2.1.2 粗磨磨具(jù)
粗磨磨具包(bāo)括加工用的研磨模、倒角模和裝夾粘結用的粘結模。加工模具(jù)又稱工具,多用鑄鐵製造(zào);粘結模又稱夾具,常用鋁合金或鑄鋁製成,按其外形可分為(wéi)球麵和平麵兩類(lèi),各種球麵模具的主要(yào)差別在於(yú)球麵半徑精(jīng)度(dù)和模具的矢高,不同模(mó)具原則上不能通用。平麵模具主要指標是其口徑大小,通用(yòng)性較大。
一、球麵零件的粗磨
A、球麵零件粗磨工藝過程(chéng)
球麵零件粗(cū)磨工(gōng)藝過程根據所用毛坯的類型及加工方式的(de)不同而不同。
1、塊料毛(máo)坯:傳統工藝下的球麵零件粗磨工藝過程,可由下列工序構成:
(1) 鋸料(切割):按零件毛坯(pī)尺寸進行鋸切;
(2) 整平:磨去鋸切時留下的不平痕跡;
(3) 切片(或割方):按零件直徑毛(máo)坯尺寸切片割方;
(4) 膠條:按零件厚度方(fāng)向膠(jiāo)成長條;
(5) 滾圓:用手工方法將膠條磨去棱角(jiǎo)再滾磨成圓柱,或裝在(zài)專用機(jī)床上(shàng)直(zhí)接按尺寸要求磨外圓;
(6) 拆膠、清(qīng)洗:膠條拆開獲得若幹(gàn)單(dān)個圓形(xíng)玻璃片;
(7) 磨球麵(俗稱開(kāi)R):將圓(yuán)片平表麵按圖紙要求磨(mó)成球麵;
(8) 倒角:磨去(qù)鋒利的邊緣;
(9) 清洗送檢。
2、型料毛坯:型料毛坯一般是已具有圓(yuán)片形狀的(de)玻璃料或是熱壓成型(xíng)的球麵玻璃料兩(liǎng)種,對於型料毛坯一般是采用機械化工藝加工,其工序過程有:
(1)型料(liào)檢驗 型料是一定質量(liàng)的光學玻璃經熱加工後的產品,其(qí)理化性質常有改變,因此用(yòng)料時,一定要按圖(tú)紙要求逐項檢驗(yàn),合格方可使用;
(2)上(shàng)盤 將型(xíng)料上(shàng)剛性盤裝夾
(3)銑磨球麵 用金剛石磨輪在銑磨機上進行(háng)銑削形成球麵;
(4)粗磨修整 這一工序主要用於部分機械化工藝中,即(jí)成盤銑磨好的球麵零件,下盤(pán)後要單隻粗磨修整並倒角,方能送古典式細磨工序加工。
B、主要工序操作方法
1、鋸料(切(qiē)割):鋸料(liào)的目的是將大塊料(liào)鋸切成小塊或片狀,以利下道工序加工。可按以下步驟完成(chéng)。
(1)選料:根據圖紙上對材料提出的(de)各項指標要求,認(rèn)真細致(zhì)地選擇,不可出錯,稍有差錯,加王後即成廢品,既費(fèi)工又費料,因為以後各道工序一般(bān)不再檢查,也很難檢(jiǎn)查。
(2)劃線(xiàn):劃線的尺(chǐ)寸是(shì)圖紙上(shàng)零件要求的名義尺寸,總的加工餘量與鋸縫寬(kuān)度三部分之和。
雙凸透鏡劃線尺寸計算:
厚度劃線尺寸:6(圖紙上名義尺寸)+0.3(細磨拋光餘量)+0.2(粗(cū)磨餘量)+1(整幹餘量)+2(鋸縫寬度)=8.5。式(shì)中:單位是毫米(mm);
直徑劃線尺寸:30(圖上(shàng)名義尺寸)+1.5(磨(mó)邊餘量)+1(滾圓餘量)+1(磨方餘量)+2(鋸縫(féng)寬度)=35.5 。
(3)鋸切:在泥鋸上鋸切;先檢(jiǎn)查機床是(shì)否正常,砂桶內有無合適的砂漿,工作台是否可靠。然後開動機床,手持玻璃(lí)沿靠板緩緩推進切割;對較薄的玻璃塊,為防止最後崩邊可預(yù)先膠上一(yī)塊保護玻璃再行切割。
若在金剛石鋸片(piàn)切割機上切割,先按操作說明書檢查機床是否正(zhèng)常,鋸片裝夾是否緊固,冷卻(què)液是(shì)否流通。然後裝夾玻璃,調(diào)整好位(wèi)置,開動電(diàn)機自(zì)動切割。
(4)鋸切操作注意事項
a、鋸片不平直時:應先調整平直,軸上安裝要正(zhèng)確、可靠;
b、進料時,應對準(zhǔn)鋸縫,鋸片和玻璃接觸線不應過長,並應從玻璃邊緣開始切割;
c、用手握住玻璃時,不應有上下與左右方向(xiàng)的(de)跳動,切割開始與結(jié)束時(shí)用力要輕,以防(fáng)崩邊;
d、鋸大的(de)玻璃塊料時,切(qiē)到中間應調轉180o再切;
e、鋸下的餘料,必須(xū)即時重新打印或者用玻璃鉛筆寫上原來的牌(pái)號及有關質量指(zhǐ)標,以防止(zhǐ)以(yǐ)後不可辨認而成為廢(fèi)料。
2、整平:整平(píng)的目的是磨(mó)平鋸切時留下的不平痕(hén)跡及破口,以保證零件平行度,控製尺寸,提高表麵光潔度。也有手工整平與機械整平兩種方法。
(1) 手工整平方(fāng)法 手握(wò)工件(jiàn),使(shǐ)其在鑄鐵研磨盤(pán)上沿橢圓形路線運動,運動方向(xiàng)應與磨盤轉動方向(xiàng)相(xiàng)反,同時加砂加水,研磨時需要多磨的地方應加大壓力,如在凸出部(bù)、形塊的厚(hòu)端部或者讓需要多磨的部位在磨盤的邊緣部分(fèn)停(tíng)留的時間較長些;
(2) 機械整平 用平麵磨床進行磨平,或(huò)者用銑磨機(jī)床(chuáng)銑平,一般(bān)是多塊成盤加工;
(3) 整平操作注意(yì)事項
手工整平時,要防止在(zài)工件上加壓不勻造成工件表麵(miàn)成凸起的弧形,正確的加壓方法是使工件(jiàn)始終貼緊磨盤(pán)表(biǎo)麵運動,同時(shí)不可一次(cì)加壓過劇,應從厚到薄逐漸過渡。
3、劃方:劃(huá)方是傳(chuán)統工藝中,加工(gōng)小尺寸球麵零件時常(cháng)見的工序方法。對於較薄(<
10mm)的整平毛坯(pī),不用鋸切方法而是用金剛石玻璃刀劃方(fāng),使用(yòng)金剛石玻璃刀劃方的要
點如下:
(1) 選擇號(hào)數合適的金剛(gāng)石刀、玻璃厚(hòu)時,相應的金剛石刀的號數要大;
(2) 走刀時,切削刀刃加力要合適(約2kg)應與玻璃表麵成一定傾角,走刀過程中不能
停頓斷線;
(3) 劃痕不能重複,交叉;
(4) 工作台麵要平,玻璃較厚時,刀路上應塗上煤油,d>lOmm時,劃後用小錘輕輕敲(qiāo)擊劃痕背麵,使之(zhī)開裂。
3、磨球麵(開R)
這是球麵光學零件的第一次成形加工。磨球麵(miàn)工藝的要(yào)求除加工出符合粗磨圖紙上規定的(de)球麵半(bàn)徑值外,還應該控製偏(piān)心差,並使加工麵具有一(yī)定的粗糙度。同樣,磨球麵也有手工與機械兩種方法。
(1)手工法磨球麵 用手工(gōng)法磨球麵指(zhǐ)用散粒磨料單件手工粗磨球麵的方法。
①研磨盤以速度w1作(zuò)逆時針方向轉動,工件用手指按住(較小的工件可以用一木棒粘(zhān)上)沿磨盤表麵上下移動。為防止產生較大(dà)偏心差(chà),工件還要(yào)依靠(kào)大拇指的推動,不斷圍繞自身軸線以(yǐ)速度w2轉動;
②粗磨球麵一般要用從粗到細的三道磨料加工,每一(yī)號磨料應有相應曲率半(bàn)徑的粗磨球模,第一道磨料要根據單件矢高的大(dà)小,選擇不同的粒(lì)度(矢高大於1毫米時用粒度180#磨料;矢高為(wéi)0.4~l毫米時用200~180#磨料,矢高小於0.4毫米的,用小於200#的磨料);第二道選用(yòng)280#磨料,第三道選用W40。(或W2a)磨料;
③為控製偏(piān)心和檢驗厚度,磨完第一道磨(mó)料後應(yīng)留出具一(yī)定尺寸的檢驗環(凹球(qiú)麵)和檢驗 點(凸球麵)用觀察(chá)檢驗環是否對徑等寬分布,檢驗點是否位於中(zhōng)心來判斷偏心的(de)程度。磨完第二道磨料的(de)中心厚度大於粗磨完工(gōng)尺寸約0.1毫米,第三道磨料則磨到粗磨完工尺寸。
2.1.3 平麵(miàn)零件的粗磨(mó)
一、平麵零件的粗磨
對於具有一個側圓柱麵的一般平麵零件,如分劃板(bǎn)、度盤、平麵平晶,平行平晶(jīng)等,傳統(tǒng)工藝的工藝過程類似於球(qiú)麵(miàn)零件的粗磨工序,不同之(zhī)處是無需磨製球麵;平(píng)麵零件(jiàn)粗磨表麵質量比球麵的要求高,應比球麵零件多磨一道細(xì)一號的砂,同時要(yào)修改兩表麵的平行性。
用(yòng)散粒磨料粗磨平麵時,第一道(dào)砂根據工件的加工餘量的不同(tóng),選用不(bú)同的粒度。用粒度小於180#的砂研(yán)磨(mó)後(hòu),厚(hòu)度餘量應比粗磨(mó)完工尺寸至少大0.5毫米;用(yòng)180#砂研磨後留餘量0.3毫米以上(shàng);用240#砂磨後留餘量0.25毫米以上;用280#砂磨後留餘量0.1毫米(mǐ);
最後用W40(或W2s)砂磨到粗磨(mó)完工尺(chǐ)寸,粗磨完工的工件表麵以中間略凹些為(wéi)好。
粗磨時檢驗工件和平模的平麵性用刀口(kǒu)平尺,根(gēn)據平(píng)尺刃口下是否(fǒu)漏光的情況來判斷麵形。檢(jiǎn)驗(yàn)前應將表麵(miàn)擦淨。平尺放到工件上後不要來(lái)回拖動,以免(miǎn)使平(píng)尺刃(rèn)口很快被磨損。
1、散(sàn)粒磨(mó)料(liào)多片加工
工(gōng)件尺寸小於150mm時,可采用多片成盤加工(gōng)工藝。具體操作(zuò)過程是:將粘盤加熱,用
石蠟或(huò)鬆香蠟將平麵工件上盤,粘盤中心要凹;
2、散粒磨料(liào)單件加工
工件尺寸大於150mm時,應用小平模粘(zhān)結單件加工,如外(wài)圓較規則,可不必粘結,裝在套模內加工(gōng)即可。
2.2 光學零件的(de)細磨(精(jīng)磨)工藝
一、細磨工藝(yì)及其要求(qiú)
粗磨完工的零件表麵是比較粗糙的,其幾(jǐ)何(hé)形狀也(yě)與圖紙要求差距較大,還不能用(yòng)來進(jìn) 行拋光加工(gōng),為此,零件的粗磨工序完工之後還必須設置細磨工序。其目的有兩個,一是通過細磨(mó)工序將零件的表麵粗(cū)糙度提高到0.8(R1=0.8μm)左右,相當於舊(jiù)標準光潔度等級V 7;二是使零件幾何形狀更(gèng)加精確,麵形更(gèng)為完善。所以細磨是(shì)粗(cū)磨與拋光之間的一道中間工序,也是不可少的基本工(gōng)序。
鑒於以上(shàng)原因,細磨(mó)工藝過程並無嚴格的界(jiè)限,通(tōng)常是指(zhǐ)從280#或320#到W1、W10等,粒度的散粒磨料的加工。有的地方,特別是(shì)采用金(jīn)剛石丸片加工的機械化工藝場合,通(tōng)常把 粗磨與拋光中(zhōng)間的(de)工序叫精磨工序。其作用與要求(qiú)與(yǔ)上述細磨相同。為便(biàn)於區分,以下把這 一工序中用散粒磨(mó)料加工的叫細磨;用金剛石工具(jù)加工的叫精磨。
二、細磨工序的特點
1、細磨(mó)完工後(hòu)工件表麵粗糙度低,凹(āo)凸層深度接近拋光(guāng)劑(jì)顆粒尺寸麵形基本接近圖紙
要求,角度(dù)用測角儀檢測應基本(běn)無誤差;
2、細磨工序(xù)隻要(yào)零件結構允許,多是成盤加工.必須指出,如(rú)果(guǒ)采用機械化工藝,用金剛石磨(mó)輪(lún)銑磨,金剛石丸片精(jīng)磨的方式則往往在粗磨前即應完成成(chéng)盤工(gōng)作;
3、細磨所用機床、工具應較粗磨時精密,特別是平麵研(yán)磨模,球麵研磨(mó)模等,必須經過反複修(xiū)改,試磨、檢驗符合要求後(hòu)才(cái)能使用;
4、對清潔工作的要求(qiú)更高,粗砂絕(jué)對不可帶入細(xì)砂。為此,每道砂後都必須對工件、磨具、機床台麵進行清(qīng)洗。細磨完畢後用皂液作更精(jīng)細地清洗。
2.2.2上盤與(yǔ)下盤技術
上盤是細磨<精磨(mó))加工(gōng)前的一道(dào)關鍵工序。無論(lùn)用哪一種方法加工,無論是單件或多件加工,一般(bān)都要先(xiān)上盤,即把零件按一定要求固定在粘(zhān)結模上。固(gù)定的方式有用膠粘結的(de),也有(yǒu)不用膠粘結而依靠分子吸引力固定著的(光(guāng)膠).對於單件(jiàn)上盤隻是要求把零件無偏心地固定在粘結模上;對於多件上盤,則要求(1)所有零件在鏡盤(pán)上加工麵一致(zhì),即(jí)要求球麵鏡盤上所有零件的加工麵位於同一球麵上。如果(guǒ)是平麵鏡盤,則(zé)要(yào)求所有加工麵處於同一平麵內。(2)零件在鏡盤上的排列必須符合可排片數多和磨損均勻的原則。由(yóu)於機(jī)床功率限製和球麵半徑的(de)約束,每一鏡盤上所能排列(liè)的鏡片數(shù)量有一極限值。另外,由於鏡盤增大,均勻磨損困難程度也(yě)隨之增大(dà),所以每一鏡盤上也不是排列的片數越多(duō)越(yuè)好。因此,上盤以前必須進行鏡(jìng)盤設(shè)計,確定采用鏡盤的排列方式和(hé)尺寸,所用粘結模(mó)的尺寸等。然後(hòu)方能進行上盤操(cāo)作。鏡盤設計一般由工藝人(rén)員完成(chéng)。感興趣者可查閱曹天寧等(děng)編《光學零件製(zhì)造工藝學(xué)》第五(wǔ)章有關(guān)內容,此處從略(luè)。
2.2.3 透鏡的細磨工(gōng)藝
透鏡的細磨方法有(yǒu)兩種,即用散粒磨粒細磨與金剛石工具高速精磨。
一、用散粒磨料細磨球麵
用散粒磨料細磨時,磨料在研磨磨具和零件之間處於鬆散的自由狀態(tài),借助細磨(mó)所加壓
力,通(tōng)過模具(jù)、磨料和零件之間的相對運動,實現零件表麵成型目的。細磨前應根(gēn)據零件(jiàn)粗磨後的表麵質量,選擇細磨用磨(mó)料粒度號。通常(cháng)粗磨完工,表麵粗糙度為3.2,相當於用w28
(302#)磨料加工的表麵,則細(xì)磨第一道(dào)磨料粒度號應選用W28(302#)。
散粒磨料細磨的技術關鍵在於(yú)細(xì)磨磨具的麵形精度、研磨速度及壓力調整(zhěng)。如細磨研磨
模具麵形精度達不到要求(qiú),則應先修改研磨模具。
1、細磨模具的(de)修改
細磨(mó)模具的修改方法根據修改量的大小,可有對磨法(凹(āo)凸一對磨具對磨),砂(shā)石或刮刀修改法。若表麵誤(wù)差太大時,可(kě)在球麵車床上進行修改。細磨模(mó)修改後,工作表麵曲率(lǜ)半徑(jìng)應(yīng)符合要求,表麵且(qiě)不允許有不規則的凹(āo)凸不平,不允許有砂眼、氣孔、大擦(cā)痕,模具工作麵相對鏡盤旋轉中心的跳動量應小於0.1毫米。
對磨修改球麵(miàn)研磨模操作方法:
(1)凹模修改
①用凹模在(zài)細磨(mó)機上細磨一盤零件;
②洗淨、擦幹,用(yòng)樣板檢查加工麵光圈,若出現低光圈(quān),凹模中(zhōng)心應多磨,將凸模安裝在主軸上,凹模在上(shàng),擺幅要大,擺幅量是凹模直徑的1/2左右;
③若零件表麵出現高光圈,則凹模邊緣(yuán)應多磨。修改方法:凹模在下,凸模在上,擺幅(fú)要大(dà),擺幅量是凸模直徑的1/3左右;
各道細磨用的研磨模具的修改順序以最後一(yī)道磨料所用模具為基準,逐步修改上(shàng)一道磨料用的研磨模具。用擦貼度檢驗,擦(cā)貼度為1/3~1/2,即接觸麵積(jī)占1/3~1/2,且接觸區不應集中在(zài)零件中心。如細磨用302#、302、303#三道磨(mó)料,相應(yīng)有三對研磨模具。先修改303#磨料用模具,用廢零(líng)件試(shì)磨看光圈檢驗,303磨料用(yòng)模具修改好後,修改(gǎi)302磨,用模具亦用零件檢驗,試磨後的零件在303#磨料模具上看擦貼度,若合格最後修改302#
磨料用研(yán)模具。
(2)凸(tū)模修(xiū)改(gǎi)
①試磨一盤(pán)零件。用件板檢查被加工麵,是高光圈時,應多磨模具(jù)邊緣、修改方(fāng)法是凸模在下,凹(āo)模在上,加大擺幅,擺(bǎi)幅量是凹模直徑的1/2左右;
②用樣(yàng)板檢查被加(jiā)工麵時(shí),若是低圈則應(yīng)多磨模子中心,凹(āo)模在(zài)下、凸模在上。擺幅要大,擺(bǎi)幅量是凸模直徑的1/3;
③擦貼(tiē)度觀察方法 為了(le)方便而有效地觀察擦貼度,可在零件(鏡盤)上哈氣,哈出的帶有水汽的氣體在玻璃表麵冷凝成水膜(mó),貼合在(zài)模子上(shàng),接觸處形成水印。取下鏡盤後,看水印大小及分布狀態即可(kě)判別擦貼度大小(xiǎo)。
2、細磨操作過程
散粒磨料在普通細磨機上細磨過程如下:
(1)根(gēn)據被加(jiā)工零件的技術要求和鏡盤大小選擇機床。一般機床(chuáng)可加工的最大(dà)鏡盤尺寸(cùn)按平麵鏡盤尺寸千計算,球麵鏡盤應進行(háng)換算。決定機床轉速、三角架擺幅、鐵筆的前後位置和高低。
(2)分清磨料粒度號,依次確定磨去餘量分配。細磨餘量根據(jù)磨料號。零件大小、零件材料軟(ruǎn)硬程度確定。單(dān)麵餘量<0.01mm時可用Wu和Wzo號磨料;單麵餘(yú)量0.1mm左右時,可用(yòng)Wo\Wi4\Wlo號磨料。為了保證零件(jiàn)厚度,對於(yú)厚度公(gōng)差0.1mm的零件,在第二麵(miàn)加工時應按厚度大小配盤,若厚度差別過大,應單隻修磨,整盤零件厚度公差在0.05mm以(yǐ)內;
(3)將鏡盤或模(mó)具(jù)裝上機床主軸。正常情況(kuàng)下,一般凸鏡盤(pán)及(jí)直徑大於350mm的(de)凹鏡盤應裝在主軸上,而凹研磨模應扣在其上,由鐵筆撥動;
(4)在下盤上均勻塗(tú)布濃些磨料漿(jiāng),放(fàng)上鏡盤,手推動幾下,使磨料(liào)分布均勻。然後手扶鐵筆,架至上盤支(zhī)承孔內,開動機器。先開主軸開關,再開擺動開(kāi)關。5分鍾左右取(qǔ)下鏡盤檢查零件是(shì)否全部磨到.如果均勻(yún)磨(mó)到,可繼續加磨料研磨。如果鏡盤邊緣或中間均勻地未磨(mó)到,應再修改模具。如鏡盤上局部區域未磨(mó)到,應預熱一下鏡盤(pán)再磨。如仍磨不到,則表示上盤時各零件的加工麵(miàn)不在一個球麵上(shàng),應重新上盤。
(5)鏡盤和模具研合後,可(kě)在鐵筆上部(bù)加荷重,以加快研(yán)磨速度,采用兩道磨料製時(shí),球麵第一道(dào)磨料應研磨10—20分鍾(zhōng)。
(6)清洗鏡盤(pán)。檢(jiǎn)驗無砂眼和擦痕時,換(huàn)用第(dì)二道磨料。第二道磨料開始前,磨具、台麵、鐵筆等均應清洗幹淨.當最後一道(dào)磨料在整個鏡盤(pán)表麵研磨均勻之後應停止加磨料,再加5—10分鍾的水,磨到模具表麵呈(chéng)灰青色或灰黑色時取下。
(7)用溫(wēn)水洗淨鏡盤,檢(jiǎn)查表麵細磨質量。合格後送拋光。細磨中零件最後麵形和樣板相比,一般應為低光圈,光圈數為2—3為宜。