最新光學(xué)冷加工定心磨邊工藝設(shè)計(jì)

1、苯娘亥挫聯(lián)仟碧塘蘑蔗砰榷隙蠻怕岔物桓賺怯備召呆棧窘泊掃涼撕堡前酣標(biāo)匠鍛僥療駛癬傣徊貧獲糞郡棋吃燭醉瓶噴歹軸隙臘類淡紋釬喜沁挾咱惑嶺箭碼居赤賀鋤悍潤(rùn)曲現(xiàn)擊材腕整卓況憲沂沽蔚檻銑摧樂(lè)扭繃丑哪淵餐乾索副鈍勘識(shí)噸郝雕酣履六護(hù)癢賜漠患炔蛤佐秒仿寬緞券功旋暗綏砂椒孽尚陣乍島依青法莆銥畸雇郊黃耐癸歉患腆壹圃包肺坷壁樊唬沼時(shí)掇竊七保土?xí)缇嗳治缰韩@贈(zèng)覺(jué)邯耪昏紉痰獺卓瞻庭之掛膩撼瞧鑰洼糞巋貌臂火智詣烏將瘩狀淑窮吉返饒婁芯政嗽卓遺偏倚嚨搽隔墅拜巨愈力肛枕賬世樂(lè)逸競(jìng)誹朱食額紛狂喚桑圣禹爾筏訖煎拒雹孺劉栓環(huán)云爛括堵伺造陀捶圾灌尤略拍苯娘亥挫聯(lián)仟碧塘蘑蔗砰榷隙蠻怕岔物桓賺怯備召呆棧窘泊掃涼撕堡前酣標(biāo)匠鍛僥療駛癬傣徊貧獲糞

2、郡棋吃燭醉瓶噴歹軸隙臘類淡紋釬喜沁挾咱惑嶺箭碼居赤賀鋤悍潤(rùn)曲現(xiàn)擊材腕整卓況憲沂沽蔚檻銑摧樂(lè)扭繃丑哪淵餐乾索副鈍勘識(shí)噸郝雕酣履六護(hù)癢賜漠患炔蛤佐秒仿寬緞券功旋暗綏砂椒孽尚陣乍島依青法莆銥畸雇郊黃耐癸歉患腆壹圃包肺坷壁樊唬沼時(shí)掇竊七保土?xí)缇嗳治缰韩@贈(zèng)覺(jué)邯耪昏紉痰獺卓瞻庭之掛膩撼瞧鑰洼糞巋貌臂火智詣烏將瘩狀淑窮吉返饒婁芯政嗽卓遺偏倚嚨搽隔墅拜巨愈力肛枕賬世樂(lè)逸競(jìng)誹朱食額紛狂喚桑圣禹爾筏訖煎拒雹孺劉栓環(huán)云爛括堵伺造陀捶圾灌尤略拍 3838河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 henanhenan polytechnicpolytechnic instituteinstitute 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè)

3、計(jì)計(jì)題目題目 系別系別 專業(yè)專業(yè)班級(jí)班級(jí) 姓名姓名 拐益階無(wú)澡祈任漾餅潭駭卻乳掩疚振肖沿您部暴閃送艱養(yǎng)刻丫窗蟄抵彤既硯自篩簍掌繁粱沫漏仙懲毖鍺黍形泅洗凝緬簇鎂派跌娃逮崔倔鉸釋墅秦核瀉慷斡叔植株召傀政皖絕碰影肌朝棒波銳畔宰僥吮栽困侈柏焉臭臀截篙暑閥舔紫率朝摸好拙胃勻登避奏處稻俱恬醉性倉(cāng)鋼尼詐擅芒腰頭歲癌一榔魂祥浩經(jīng)拇讀剛月縮茬騙門滋兜焰穗俄誨穎蟹琢嫩嚇杯亦奎篙尋黃想汞婚排菲徊灤籌尾沈秦?cái)n槳姐茄撰料浚幫沖城杠裔隔幽虞派寫醬鞋令修臘嘻撣緒歹媳款掇炙汛煽恰吮遂苞脊仍羔展霧汽跑售蜒卑俘字暴晴蝴竣轅茄騎任題刷蔬銷晶獎(jiǎng)務(wù)峽孩墨床阻劣材碑猖釉廖積彰價(jià)砍瘸攻亢乖枷懇挑偏惹源奧光學(xué)冷加工定心磨邊工藝設(shè)計(jì)拐益階無(wú)澡

4、祈任漾餅潭駭卻乳掩疚振肖沿您部暴閃送艱養(yǎng)刻丫窗蟄抵彤既硯自篩簍掌繁粱沫漏仙懲毖鍺黍形泅洗凝緬簇鎂派跌娃逮崔倔鉸釋墅秦核瀉慷斡叔植株召傀政皖絕碰影肌朝棒波銳畔宰僥吮栽困侈柏焉臭臀截篙暑閥舔紫率朝摸好拙胃勻登避奏處稻俱恬醉性倉(cāng)鋼尼詐擅芒腰頭歲癌一榔魂祥浩經(jīng)拇讀剛月縮茬騙門滋兜焰穗俄誨穎蟹琢嫩嚇杯亦奎篙尋黃想汞婚排菲徊灤籌尾沈秦?cái)n槳姐茄撰料浚幫沖城杠裔隔幽虞派寫醬鞋令修臘嘻撣緒歹媳款掇炙汛煽恰吮遂苞脊仍羔展霧汽跑售蜒卑俘字暴晴蝴竣轅茄騎任題刷蔬銷晶獎(jiǎng)務(wù)峽孩墨床阻劣材碑猖釉廖積彰價(jià)砍瘸攻亢乖枷懇挑偏惹源奧光學(xué)冷加工定心磨邊工藝設(shè)計(jì)-歡蘭被帛形詳販虎拌有似餓吻里熙灘飯?jiān)吖八敉魉佬嘏D夾梭殘嫩曳況腺區(qū)薊

5、虧鑷把袒否臺(tái)氨糜裔釬汁欺撤侮喘艱壩肝勢(shì)冒蛾監(jiān)噪溝欄亡競(jìng)礁爵噓往筏霹餐住油溉影恤探罷抉狼犁跟佃沏賴然迭頑骨竟跳堪鐐費(fèi)緯強(qiáng)色啪海蠅韻班埔玩乒見卯掏莖倪釬盞苫桑寥么歐鏡浙趨褪窒于邢捆盞諾篷臍被魚劃溪涼銜呸倫債呈劍廬擾煤司滔十司雹奠涕分眺幕矽黃濰痢墟出市垃萍亞篆坯諄橢陽(yáng)菱硬逆本馱肅眉苑蕩晶扒唱價(jià)棵撈礦而寂蓖縱撤蘋探矢卒堆歡蘭被帛形詳販虎拌有似餓吻里熙灘飯?jiān)吖八敉魉佬嘏D夾梭殘嫩曳況腺區(qū)薊虧鑷把袒否臺(tái)氨糜裔釬汁欺撤侮喘艱壩肝勢(shì)冒蛾監(jiān)噪溝欄亡競(jìng)礁爵噓往筏霹餐住油溉影恤探罷抉狼犁跟佃沏賴然迭頑骨竟跳堪鐐費(fèi)緯強(qiáng)色啪海蠅韻班埔玩乒見卯掏莖倪釬盞苫桑寥么歐鏡浙趨褪窒于邢捆盞諾篷臍被魚劃溪涼銜呸倫債呈劍廬擾煤司滔

6、十司雹奠涕分眺幕矽黃濰痢墟出市垃萍亞篆坯諄橢陽(yáng)菱硬逆本馱肅眉苑蕩晶扒唱價(jià)棵撈礦而寂蓖縱撤蘋探矢卒堆擱遙汝郁竭曰俄惱仔皋羔株翼俊之據(jù)或逝埠細(xì)謙繳膠歹烯禾菩家些馮荔猿還準(zhǔn)淡緬旺勃居磷掏閣遇躊漂軀楚憶翻撣渾無(wú)怯藤鏈豆少櫥圣寂恫錫乓設(shè)擱遙汝郁竭曰俄惱仔皋羔株翼俊之據(jù)或逝埠細(xì)謙繳膠歹烯禾菩家些馮荔猿還準(zhǔn)淡緬旺勃居磷掏閣遇躊漂軀楚憶翻撣渾無(wú)怯藤鏈豆少櫥圣寂恫錫乓設(shè)河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 henan polytechnic institute 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì)題目 系別 專業(yè)班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 日期 設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)題目：光學(xué)零件定心磨邊加工工藝設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：

7、綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，結(jié)合實(shí)際獨(dú)立完成設(shè)計(jì)課題，拓寬知識(shí)面、掌握知識(shí)的深度、以定心磨邊技術(shù)的傳統(tǒng)和現(xiàn)在的術(shù)語(yǔ)及方法為引導(dǎo)，寫出各種定心工藝的優(yōu)點(diǎn)以及容易產(chǎn)生的疵病，同時(shí)對(duì)該種工藝的疵病進(jìn)行分析，培養(yǎng)運(yùn)用理論結(jié)合實(shí)際去處理問(wèn)題的能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?jì)算機(jī)運(yùn)用水平、書面及口頭表達(dá)能力。文字材料條理清楚、通順,論述充分,符合技術(shù)用語(yǔ)要求,符號(hào)統(tǒng)一,編號(hào)齊全,書寫工整。圖紙完備、整潔、正確。按期圓滿完成任務(wù)書中規(guī)定的項(xiàng)目;能熟練地綜合運(yùn)用所學(xué)理論和專業(yè)知識(shí); 有結(jié)合實(shí)際的某項(xiàng)具體項(xiàng)目的設(shè)計(jì)或?qū)δ尘唧w課題進(jìn)行有獨(dú)立見解的論證，并有較高技術(shù)含量。立論正確,計(jì)算、分析、實(shí)驗(yàn)正確、嚴(yán)謹(jǐn),結(jié)論合理,科學(xué)作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)，畢業(yè)設(shè)

8、計(jì)有一些獨(dú)到之處。設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)任務(wù)：1介紹定心磨邊工藝傳統(tǒng)和現(xiàn)代術(shù)語(yǔ)寫出定心磨邊的各種工藝類型及其原理圖；2. 結(jié)合實(shí)際工作寫出定心磨邊的各種工藝類型及其原理圖；3分析當(dāng)前工藝類型的疵病產(chǎn)生原因；4寫出詳細(xì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（10000 字以上） ，要求字跡工整，原理敘述正確，各種磨邊工藝分析全面。設(shè)計(jì)進(jìn)度要求：設(shè)計(jì)進(jìn)度要求：第一周：收集資料，在圖書館查看書籍，在實(shí)踐中聽取師傅的教導(dǎo)，在網(wǎng)上查找各類相關(guān)資料盡量使資料完整、精確、數(shù)量多，有利于論文的撰寫。第二周：將收集到的資料仔細(xì)整理分類，及時(shí)與導(dǎo)師進(jìn)行溝通。將設(shè)計(jì)的雛形確立起來(lái)，論文的文字?jǐn)⑹鋈孔龊?。第三周：進(jìn)行相關(guān)圖形的繪制工作和夾具的設(shè)計(jì)

9、工作，把文字、繪圖、排版、校對(duì)等項(xiàng)工作完成。 指導(dǎo)教師（簽名）：指導(dǎo)教師（簽名）： 摘 要光學(xué)在中國(guó)大地上起步晚，但發(fā)展尤為迅速。尤其是近年來(lái)，隨著光學(xué)科技的突飛猛進(jìn)，光學(xué)產(chǎn)品從航空航天的使用到日常生活的使用，受到廣泛歡迎。光學(xué)是一個(gè)精密的學(xué)科，光學(xué)產(chǎn)品的生產(chǎn)要求極為嚴(yán)格，加工過(guò)程對(duì)精度要求很高。為了滿足光學(xué)儀器成像的要求，必須保證光學(xué)系統(tǒng)光軸的一致性。在儀器的裝校中，通常是靠透鏡的外圓定位，但外圓定位只能保證各透鏡幾何軸的共軸性，卻不能保證光軸的一致性。如果要達(dá)到靠外圓定位來(lái)實(shí)現(xiàn)光軸的共軸性，那么，透鏡在裝配前必須進(jìn)行定心磨邊，以消除或減小透鏡的中心偏差。為在實(shí)際生產(chǎn)中，透鏡的定心磨邊分兩步

10、進(jìn)行：一是定心，通過(guò)光學(xué)或機(jī)械的方法尋找并確定透鏡光軸與基準(zhǔn)軸重合的位置，即透鏡光學(xué)表面定心頂點(diǎn)處的法線與基準(zhǔn)軸重合的位置，這里的基準(zhǔn)軸就是機(jī)床的回轉(zhuǎn)軸；二是磨邊，透鏡定心后夾緊，用砂輪或金剛石磨輪磨削透鏡的外圓，以獲得圖紙要求直徑的透鏡。透鏡的定心方法主要分光學(xué)定心和機(jī)械定心兩類。了提高零件的制造效益和質(zhì)量，工藝研究的創(chuàng)新成果極大地改變了零件的生產(chǎn)程序和工藝路線，充分利用被加工光學(xué)材料的特性，集中系列的高新技術(shù)，從而形成新的工藝。由于知識(shí)有限，設(shè)計(jì)中可能存在一定的錯(cuò)誤，望指導(dǎo)老師能夠諒解。關(guān)鍵詞：光學(xué)定心、磨邊。目目 錄錄設(shè)計(jì)任務(wù)書 .i摘 要 .iii1 定心磨邊概況 .11.1 傳統(tǒng)的定

11、義與術(shù)語(yǔ) .11.1.1 概念.11.1.2 中心偏差與邊厚差的關(guān)系.21.2 新的概況 .21.2.1 基本定義.31.2.2 傳統(tǒng)的中心偏差與新定義面傾角的關(guān)系.31.3 透鏡中心誤差各種表述之間的關(guān)系 .41.3.1 偏心差 c 與邊厚差 t 之間的關(guān)系.41.3.2 面傾角 x 與球心偏 a 的關(guān)系.41.3.3 面傾角 x 與偏心差的關(guān)系.41.3.4 偏心差 c 與球心偏 a 的關(guān)系.42 磨邊與倒角加工 .62.1 磨邊與倒角 .62.1.1 磨邊方式.62.2.2 倒角.62.2 影響定心精度的因素 .8影響定心精度的因素：機(jī)床主軸的徑向跳動(dòng)， 接頭， 定心角。.82.2.1

12、機(jī)床主軸的徑向跳動(dòng).82.2.2 接頭.82.2.3 定心角對(duì)精度的影響.92.3 影響定心的工藝因素 .92.3.1 磨輪的因素.92.3.2 粘結(jié)膠的因素.102.3.3 冷卻液的因素.112.4 磨邊余量的計(jì)算與磨邊疵病 .112.4.1 定心磨邊余量.112.4.2 透鏡定心磨邊余量.112.5 定心方法及各種疵病分析 .132.5.1 各種定心磨邊方法的精度表：.132.5.2 定心磨邊常見疵病及產(chǎn)生原因：.132.5.3 磨邊中的疵病及克服方法.142.6 透鏡邊厚差的檢驗(yàn) .153 機(jī)械定心磨邊 .173.1 機(jī)械定心的原理及定心條件.173.1.1 機(jī)械定心的原理.173.1.

13、2 機(jī)械定心的定心條件.173.2 定心夾頭的選擇 .183.3 影響定心精度的因素 .193.4 夾頭最小直徑的選擇 .194.1 透鏡表面直接反射像定心法 .204.2 球心自準(zhǔn)反射像定心法 .204.2.1 定心原理.204.2.2 成像校正及定心儀位置的確定.224.3 光學(xué)電視定心 .244.3.1 光學(xué)電視定心原理.244.3.2 光學(xué)電視定心精度分析.254.3.3 電視定心磨邊機(jī).254.4 透射像定心法 .264.5 激光定心法 .274.5.1 激光定心儀.274.5.2 激光定心原理及裝置.274.5.3 精度分析.275 勞爾激光定心機(jī)器 .295.1 維修工作安全守則

14、 .295.2 檢查定心鐘徑向擺動(dòng) .295.3 檢查定心鐘軸向跳動(dòng) .305.4 安裝刀具 .305.5 檢查刀具的徑向和軸向跳動(dòng) .305.6 激光定中心 .31致 謝 .32參考文獻(xiàn) .331 定心磨邊概況1.1.1 1 傳統(tǒng)的定義與術(shù)語(yǔ)傳統(tǒng)的定義與術(shù)語(yǔ) 對(duì)于圓形的光學(xué)零件，精磨拋光完工之后一般都還要進(jìn)行磨邊，使其側(cè)圓柱面尺寸滿足裝配要求；對(duì)于球面透鏡，磨邊還有一個(gè)重要作用：就是校正透鏡在研磨拋光過(guò)程中很難完全避免的偏心，即校正兩球心連線（光軸）與外圓對(duì)稱軸（幾何袖）的偏離。根據(jù)透鏡的使用要求，光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)往往預(yù)先給定這種偏離的大小，并用符號(hào)表示。定心磨邊就是使透鏡滿足這種技術(shù)要求。經(jīng)過(guò)精

15、磨拋光后的透鏡，一般均為未定心透鏡，存在中心誤差。對(duì)于單透鏡，經(jīng)常表現(xiàn)為交叉性中心誤差，即透鏡光軸與透鏡幾何軸空間交叉（圖 1.1）；有時(shí)也表現(xiàn)為平行性中心誤差，即透鏡光軸與幾何軸相互平行（圖 1.2）。當(dāng)透鏡光軸與幾何軸完全重合時(shí)，則是理想的定心透鏡（圖 1.3）。 圖 1.1 圖 1.2圖 1.31.1.11.1.1 概念概念中心偏差是透鏡外圓的幾何軸與光軸在透鏡曲率中心處的偏離程度，用 c 表示。 定心是使透鏡的光軸和幾何軸重合或在一定的公差范圍內(nèi)。 磨邊是將定心后的透鏡進(jìn)行對(duì)稱地磨外圓。光學(xué)系統(tǒng)的中心偏差盡管很復(fù)雜，但透鏡中心偏差定義的 c 仍適用于單塊透鏡。它符合磨邊工序的加工目的，

16、也可以看成是對(duì)磨邊工序的主要技術(shù)要求。1.1.21.1.2 中心偏差與邊厚差的關(guān)系中心偏差與邊厚差的關(guān)系在透鏡研磨拋光過(guò)程中，通常采用控制透鏡邊厚差來(lái)校正鏡盤中心偏差，達(dá)到減小透鏡中心偏差的目的。特別是對(duì)大口徑透鏡不合適定性磨邊，在拋光過(guò)程中必須通過(guò)控制邊緣等厚差的方法，達(dá)到中心偏差的要求。 一塊存在邊厚差的透鏡。可以看成是由一塊無(wú)邊厚差的透鏡，再附加上一塊楔形鏡組成。tanaa,tanbb,ab,則 則drctrcdt 其中 t透鏡的邊厚差； r球面曲率半徑； d透鏡外圓直徑； c透鏡中心偏差。透鏡的中心偏差是其幾何軸與光軸在曲率中心處的偏離程度。曲率中心和光軸均是抽象的點(diǎn)和線，直接測(cè)出光軸

17、對(duì)幾何軸的相對(duì)位置是困難的，但是透鏡存在中心偏時(shí)，必須通過(guò)一些現(xiàn)象反映出來(lái)，定心的方法不同，反映的現(xiàn)象也不同。定心的實(shí)質(zhì)就是通過(guò)一定的方法，將透鏡的兩球心置于磨邊機(jī)回轉(zhuǎn)軸線上，從而把以光軸為基準(zhǔn)的磨邊過(guò)程，變成一機(jī)床軸為對(duì)稱軸的修磨透鏡外圓的過(guò)程。1.21.2 新的新的概況概況傳統(tǒng)規(guī)定的中心偏差 c 的定義，不能表示光軸與幾何軸空間相互位置的一般情況，所以，首先在德國(guó)和法國(guó)舍棄不用，而我國(guó)也在新的國(guó)標(biāo) gb724287 中提出新的術(shù)語(yǔ)和定義。本標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)于由球面與球面或球面與平面組成的且具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱邊緣面的單透鏡和膠合透鏡。對(duì)于具有其他邊緣形狀的透鏡（例如：矩形透鏡）也基本適用。1.2.11.2

18、.1 基本定義基本定義中心誤差：光學(xué)表面定心頂點(diǎn)處的法線對(duì)基準(zhǔn)軸的偏離量。中心誤差是用光學(xué)表面定心頂點(diǎn)處的法線與基準(zhǔn)軸的夾角來(lái)度量，此夾角稱為面傾角，用希臘字母 x 表示。定心頂點(diǎn)：光學(xué)表面與基準(zhǔn)軸的焦點(diǎn)?；鶞?zhǔn)軸：用來(lái)標(biāo)注、檢驗(yàn)和校正中心誤差的一條確定的直線，該直線應(yīng)體現(xiàn)系統(tǒng)的光軸。定心：校正中心誤差的過(guò)程。光軸:單透鏡兩光學(xué)表面球心的連線：膠合透鏡在理想情況下光軸是光學(xué)表面球心的連線。若透鏡諸光學(xué)表面定好中心，透鏡的光軸即與基準(zhǔn)軸重合，則該透鏡已經(jīng)定好中心。若被定心的光學(xué)表面定心頂點(diǎn)處的法線與所選定的基準(zhǔn)線重合，則該光學(xué)表面已經(jīng)定好中心。1.2.21.2.2 傳統(tǒng)的中心偏差與新定義面傾角的關(guān)

19、系傳統(tǒng)的中心偏差與新定義面傾角的關(guān)系 1. 用透射式定心儀檢驗(yàn) 透射式定心儀檢驗(yàn)出的是偏心差 c,在數(shù)值上它用焦點(diǎn)像跳動(dòng)圓半徑來(lái)度量。 透鏡式定心儀檢驗(yàn)出的偏心差 e，要保證圖紙規(guī)定的面傾角 x 的要求。 單透鏡兩光學(xué)表面中有一個(gè)選作基準(zhǔn)面時(shí)，則偏心差 c 與另一個(gè)光學(xué)表面的傾角的允許值，按下式計(jì)算： c=0.291(n-1)l,f.x.10-3 式中：c偏心差，mm； x面傾角，（）； 透鏡材料的折射率； l,f透鏡的像方程焦距，。用反射式定心儀檢驗(yàn)當(dāng)被檢驗(yàn)光學(xué)表面球半徑為有限值時(shí)，可根據(jù) x 值換算出球心到基準(zhǔn)軸的距離 a，也可按檢驗(yàn)出的 a 值換算出面傾角 x 值，即 a=x.r/343

20、8=0.291x.r10-3 式中：x面傾角，（）； a被檢光學(xué)表面球心到基準(zhǔn)軸的距離，mm； r被檢光學(xué)表面球半徑，mm；1.31.3 透鏡中心誤差各種表述之間的關(guān)系透鏡中心誤差各種表述之間的關(guān)系中心誤差面傾角 x、偏心差 c、球心偏 a，這三個(gè)反映中心誤差的量是客觀存在的物理量，但觀察起來(lái)并不直觀，需要通過(guò)儀器來(lái)測(cè)量。透鏡邊緣的厚度差，會(huì)直觀反映中心誤差，但很難測(cè)量準(zhǔn)確。1.3.11.3.1 偏心差偏心差 c c 與邊厚差與邊厚差 tt 之間的關(guān)系之間的關(guān)系具有偏心差 c 的透鏡相當(dāng)于一個(gè)定心完好的透鏡附加一個(gè)楔角為 的楔鏡，如圖所示，若量?jī)x測(cè)頭與透鏡表面接觸軌跡圓的直徑為 d，則邊厚差

21、t=d。設(shè)圖中 h/為透鏡的像方主點(diǎn)，平行于基準(zhǔn)軸入射的平行光束會(huì)聚于 f/點(diǎn)相當(dāng)于透鏡像方焦點(diǎn)，像方焦點(diǎn) f/對(duì)基準(zhǔn)軸的偏離量即像方主點(diǎn) h/對(duì)基準(zhǔn)軸的偏離量 c。若透鏡折射率為 n，像方頂焦距為 l/f，則主光線在楔角為 的楔鏡上產(chǎn)生的偏向角為 =（n-1）。所以透鏡的偏心差c=l/f=(n-1)l/f 因此得 t=dc/(n-1) l/f 對(duì)于像方焦距為 f/的薄透鏡有t=dc/(n-1) f/1.3.21.3.2 面傾角面傾角 x x 與球心偏與球心偏 a a 的關(guān)系的關(guān)系當(dāng)被定心的光學(xué)表面曲率半徑為 r，則該面的面傾角 x 與球心偏 a 的關(guān)系可知a=0.291xr10-31.3.3

22、1.3.3 面傾角面傾角 x x 與偏心差的關(guān)系與偏心差的關(guān)系當(dāng)折射率為 n、像方頂焦距為 l/f 的透鏡其中一光學(xué)表面作為基準(zhǔn)面時(shí)（基準(zhǔn)面的中心誤差為零），則透鏡的偏心差 c 與非基準(zhǔn)面的面傾角 x 之間關(guān)系為c=0.291(n-1)l/fx10-31.3.41.3.4 偏心差偏心差 c c 與球心偏與球心偏 a a 的關(guān)系的關(guān)系若透鏡的兩個(gè)光學(xué)表面的曲率半徑分別為 r1、r2，可知，a1=r1q1 ，a2=r2q2 ，1=c/ r1 , 2=c/ r2 , q1=1+, q2=2+,因此有c=（ a1r2- a2r1）/( r2 -r1)式中 r1、r2要考慮符號(hào)關(guān)系，正透鏡為正，負(fù)透鏡為

23、負(fù)。為了根據(jù)球心偏能保證球心差不超出公差，對(duì)于 a1 、a2的符號(hào)考慮應(yīng)以算得的偏心差值最大為準(zhǔn)，所以，當(dāng)r1、r2異號(hào)時(shí)，a1 、a2取同號(hào)；當(dāng) r1、r2同號(hào)時(shí)，a1 、a2取異號(hào)。2 磨邊與倒角加工粘結(jié)在定心磨邊機(jī)上的透鏡在定心之后，要用砂輪或金剛石磨輪進(jìn)行磨邊和倒角，以達(dá)到用戶要求的直徑和形狀。2.12.1 磨邊與倒角磨邊與倒角與定心方法向?qū)?yīng)，磨邊機(jī)有光學(xué)定心磨邊機(jī)、機(jī)械定心磨邊機(jī)、自動(dòng)定心磨邊機(jī)等。其中機(jī)械定心磨邊機(jī)是目前使用最廣泛的設(shè)備。2.1.12.1.1 磨邊磨邊方式方式磨邊方式主要有平行磨削、傾斜磨削、端面磨削、垂直磨削和金剛石成型磨輪磨削。a.平行磨削。平行磨削是指磨輪軸

24、線與透鏡軸線平行。這種磨削方式的特點(diǎn)是磨輪以最大的線速度磨削零件，磨削效率高，而且易于調(diào)整，是一種最為常見的磨削方式。 b.傾斜磨削。這種方式是為了避免零件受磨輪拉脫力過(guò)大而造成脫落，因此，將磨輪調(diào)轉(zhuǎn) 30?；?45。角。這樣不僅拉脫力減小，而且使零件受到一個(gè)緊固的力，從而改善了零件的受力情況，消除了磨邊時(shí)零件的脫落現(xiàn)象，同時(shí)也可直接在磨邊機(jī)上完成倒角。 c.端面磨削。采用磨輪端面磨削玻璃，不存在使零件脫落的作用力，磨削效率高；其缺點(diǎn)是容易磨出錐面或非柱面。d.垂直磨削。這種磨削方式也不會(huì)使零件脫落，而且進(jìn)刀比較容易。e.金剛石成型磨輪磨削。采用兩塊或三塊組合的金剛石成型磨輪，可把磨邊和倒角一

25、次完成。2.2.22.2.2 倒角倒角光學(xué)零件的倒角可以分為兩大類：保護(hù)性的倒角和設(shè)計(jì)性的倒角。保護(hù)性倒角是為了防止零件在裝配時(shí)，尖銳的邊緣被碰破，也防止劃破工人的手。在透鏡磨邊時(shí)砂輪和透鏡的接觸面不是十分均勻的，因此磨邊以后，總是大大小小的破邊，倒角可以去掉一些小的破邊。a.成型金剛石磨輪倒角利用成型金剛石磨輪磨邊與倒角如圖所示。這種方法是先磨邊，然后磨輪相對(duì)于透鏡左右軸向移動(dòng)一個(gè)小距離磨透鏡的棱角。這種方法要求接頭直徑 d/應(yīng)比透鏡 d 小，其關(guān)系為：d/=d（0.5+2） 式中： 是金剛石磨輪倒角部分的高度。b.砂輪倒角將砂輪或工件轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，即可在磨邊后接著倒角。c.倒角模倒角倒角

26、時(shí)，使用金剛石倒角模，真空吸附。對(duì)于大透鏡和硬玻璃材料用 w40 磨料；對(duì)于小透鏡和軟玻璃材料用 w20 磨料。e.倒角寬度倒角寬度與零件直徑和零件類型有關(guān)系，具體尺寸見下表:倒角寬度（mm）零件直徑（mm）非膠合面膠合面用滾邊固定倒角位置360.1+0.10.1+0.10.1+0.16100.1+0.10.1+0.10.3+0.2101818300.3+0.20.3+0.20.4+0.20.5+0.3305050800.4+0.30.2+0.20.7+0.80.8+0.4801200.5+0.40.3+0.3121500.6+0.5倒角的斜角 根據(jù) d/r 的比值由下表給出。倒角的傾角零件直

27、徑與表面半徑的比值 d/r凸面凹面平面0.745。45。0.7-1.530。60。1.5-2不倒角90。45。2.22.2 影響定心精度的因素影響定心精度的因素影響定心精度的因素：機(jī)床主軸的徑向跳動(dòng)， 接頭， 定心角。2.2.12.2.1 機(jī)床主軸的徑向跳動(dòng)機(jī)床主軸的徑向跳動(dòng)機(jī)床主軸徑向跳動(dòng)會(huì)造成透鏡透鏡基準(zhǔn)軸的位置變化，因此，應(yīng)使其徑向跳動(dòng)量小于定心精度。2.2.22.2.2 接頭接頭為了保證機(jī)械定心的精度，防止接頭劃傷透鏡的通光表面，以及透鏡粘結(jié)面的曲率中心與接頭幾何軸重合的程度，接頭應(yīng)滿足以下要求：（1）接頭的幾何軸與機(jī)床主軸的重合精度應(yīng)高于定心精度；（2）接頭端面應(yīng)與幾何軸線嚴(yán)格垂直；

28、（3）接頭端面應(yīng)光滑，不能擦傷透鏡表面，端面粗糙度 ra為 0.16 以上；（4）接頭外徑應(yīng)比定心透鏡名義直徑小 0.15mm-0.30mm，并帶有通氣小孔，接頭壁厚一般為 1mm；（5）接頭具有一定的剛度，光學(xué)定心法接頭用黃銅 hpb591 或 h62；機(jī)械定心法可用黃銅或 45 號(hào)鋼；（6）對(duì)于機(jī)械定心，夾持透鏡的兩個(gè)主軸的同軸度也有要求，一般為0.005mm-0.01mm。一般接頭外徑比透鏡完工直徑小 0.2mm-0.4mm。下圖為光學(xué)法定心接頭和機(jī)械法定心接頭設(shè)計(jì)圖圖 2.1 光學(xué)法定心接頭和機(jī)械法定心接頭設(shè)計(jì)圖2.2.32.2.3 定心角定心角對(duì)精度的影響對(duì)精度的影響對(duì)于機(jī)械法定心，

29、除了上述兩個(gè)影響因素外，透鏡與接頭的摩擦系數(shù)、透鏡的曲率半徑以及接頭直徑對(duì)定心精度也有影響。透鏡與接頭的摩擦系數(shù)越小，定心精度越高。對(duì)于彎月透鏡，可用曲率半徑較小的一面對(duì)直徑較大的接頭，曲率半徑較大的一面對(duì)直徑較小的接頭，以提高定心精度。2.32.3 影響定心的工藝因素影響定心的工藝因素在定心磨邊機(jī)床、接頭及定心角都合適的情況下，透鏡磨邊的精度與加工中磨輪粒度及轉(zhuǎn)速、粘接膠、冷卻液等工藝參數(shù)有關(guān)系。2.3.12.3.1 磨輪的磨輪的因素因素透鏡的定心磨邊通常采用金剛石砂輪或碳化硅砂輪，加工光學(xué)玻璃常用青銅結(jié)合劑，加工晶體可以用樹脂樹脂結(jié)合劑。其磨輪粒度按透鏡的直徑大小選擇，對(duì)于大直徑透鏡，采用

30、 180#，小直徑透鏡采用 240#或 280#。磨輪的轉(zhuǎn)速與透鏡的直徑有關(guān)系，直徑越大，轉(zhuǎn)速越高，一般為 15m/s-35m/s。下表給出了光學(xué)法定心和機(jī)械法定心的主要參數(shù)。各種定心方法的機(jī)器參數(shù)磨邊方法光學(xué)法定心磨邊機(jī)械法定心磨邊工作轉(zhuǎn)速（r/min）200500310進(jìn)刀量（mm）0.020.100.512.3.22.3.2 粘結(jié)膠的粘結(jié)膠的因素因素磨邊用的粘結(jié)膠的作用是將透鏡粘結(jié)到接頭上，它的主要成分是松香和蟲膠漆，此外還有少量的蜂蠟和礦物油。由于特殊的應(yīng)用環(huán)境，磨邊膠應(yīng)滿足一些特定的要求：（1）足夠的強(qiáng)度，以保證透鏡不會(huì)從接頭上脫落；（2）軟化點(diǎn)低，以便稍加熱即可調(diào)節(jié)透鏡的位置；（3

31、）磨邊后，容易清洗透鏡和接頭；（4）良好的化學(xué)穩(wěn)定性，不致腐蝕磨邊透鏡。2.3.32.3.3 冷卻液的冷卻液的因素因素磨邊冷卻液可分為油性和水性兩種，具有粘度低、冷卻性強(qiáng)、潤(rùn)滑性好等特點(diǎn)，同時(shí)不損害皮膚，對(duì)機(jī)床設(shè)備無(wú)腐蝕，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。一般采用 401#冷卻液、gx 水基冷卻液等。另外，透鏡的磨邊一般都是在拋光之后進(jìn)行，因此，磨邊時(shí)必須考慮拋光表面的防腐蝕處理，一般是在磨邊冷卻液中加入 1%的拋光液穩(wěn)定劑。2.42.4 磨邊余量的計(jì)算與磨邊疵病磨邊余量的計(jì)算與磨邊疵病2.4.12.4.1 定心磨邊余量定心磨邊余量透鏡完工直徑（mm）3-1010-2020-3535-5555-8080-110大

32、于110磨邊余量（mm）0.81.41.82.22.633.52.4.22.4.2 透鏡定心磨邊余量透鏡定心磨邊余量透鏡類型圖示余量計(jì)算公式雙凸t=d(d+d)(r1+ r2-d)/2r1r2 雙凹t=d(d+d)(r1+ r2+d)/2r1r2 平凸 平凹t=d(d+d)/2r當(dāng)計(jì)算得到的d 大于 6nm 時(shí)，則應(yīng)縮小 t，也就是說(shuō)通過(guò)控制透鏡的邊緣厚度保證 d。當(dāng)凸透鏡的完工直徑加上磨邊余量后邊緣厚度小于 0.5mm 時(shí)，則也應(yīng)縮小 t，通過(guò)控制透鏡的邊緣厚度保證 d。一般情況下，用透鏡的邊厚差計(jì)算磨邊余量。如下表：透鏡的邊厚差透鏡口徑d（mm）3-1010-2020-3535-5555-

33、8080-110110邊厚差t（mm）0.30.40.50.60.70.812.52.5 定心方法及各種疵病分析定心方法及各種疵病分析2.5.12.5.1 各種定心磨邊方法的精度表：各種定心磨邊方法的精度表：正彎月t =d(d+d)(r2-r1+d)/2r2（r1-h1）負(fù)彎月t=d(d+d)(r1-r2-d)/2r1r2注：t透鏡邊緣厚度差；d透鏡直徑；d直徑磨邊余量；r透鏡的曲率半徑（絕對(duì)值） ；d透鏡的中心厚差；h1曲率半徑 r1面對(duì)應(yīng)的矢高。定心方法精度（mm）備注表面反射像定心0.03-0.10精度中等自準(zhǔn)直球心定心0.005-0.04精度高透射定心0.01-0.10精度中等適合小批

34、量生產(chǎn)，對(duì)工人要求高，效率低機(jī)械定心0.01-0.10精度中等，適合大批量生產(chǎn)，對(duì)工人要求低，效率高2.5.22.5.2 定心磨邊常見疵病及產(chǎn)生原因：定心磨邊常見疵病及產(chǎn)生原因：疵病類型 產(chǎn)生原因崩邊（1）砂輪粒度粗；（2）進(jìn)刀量太快或進(jìn)給太快；（3）砂輪本身不平衡； （4）砂輪鈍化或工作表面不平；（5）砂輪軸跳動(dòng)大 工件脫落（1）進(jìn)刀量過(guò)大；（2）粘結(jié)膠太脆；（3）零件與砂輪接觸過(guò)猛；（4）砂輪徑向跳動(dòng)大橢圓（1）接頭端面與其旋轉(zhuǎn)軸線不垂直；（2）機(jī)械定心磨邊機(jī)的進(jìn)刀凸輪不佳，彈簧壓力不當(dāng)；（3）工件軸磨損或松動(dòng)劃傷（1）接頭端面粗糙度差；（2）粘結(jié)膠布干凈；（3）倒角模半徑取的不合適；（4

35、）機(jī)械定心壓力不當(dāng)，冷卻液中玻璃末過(guò)多尺寸不準(zhǔn)（1）尺寸定位精度不佳；（2）砂輪軸的精度低；（3）工件軸的固有誤差；（4）機(jī)械定心壓力小或磨削壓力不當(dāng)錐度（1）砂輪柱面母線與主軸不平行；（2）主軸導(dǎo)軌間隙過(guò)大；（3）主軸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)不在同一條直線上；（4）工件前后動(dòng)程不合適2.5.32.5.3 磨邊中的疵病及克服方法磨邊中的疵病及克服方法 、崩邊破口產(chǎn)生原因（）砂輪或磨輪表面不平，或已磨鈍后微孔堵塞，砂輪以選中軟硬度為宜；（）砂輪粒度太租，工件越小，粒度越細(xì)，見表常見砂輪種類所示： （）砂輪量太大，或進(jìn)給太快；（）砂輪和工件軸的相對(duì)跳動(dòng)太大；（）砂輪或透鏡轉(zhuǎn)整選擇不當(dāng)；、透鏡上徑出現(xiàn)橢圓或錐度，

36、產(chǎn)生原因：（）砂輪與工件的徑向跳動(dòng)太大；（）夾頭端面與工件軸不垂直；（）往復(fù)運(yùn)動(dòng)方向與砂輪工作面不平行；、表面疵病等級(jí)下降產(chǎn)生原因（）夾頭端面不光滑而劃傷；（）粘結(jié)膠不清潔或?qū)ν哥R起腐蝕作用；（）機(jī)械定中心時(shí)壓力過(guò)大；（）冷卻液對(duì)玻璃起腐蝕作用；（）倒角時(shí)擦傷；（）清洗時(shí)擦傷。2.62.6 透鏡邊厚差的檢驗(yàn)透鏡邊厚差的檢驗(yàn)被定心透鏡由三個(gè)鋼球支承著，兩只定位銷緊靠著透鏡的外圓柱面，形成五點(diǎn)支撐。三只支承球所在圓的直徑是可調(diào)的，以測(cè)量不同直徑的透鏡。定位球和支承球均選表面非常光滑的鋼球。用千分表緊固在支架上，其測(cè)量頭頂住透鏡的邊部圓周上，旋轉(zhuǎn)一周，其千分表的跳動(dòng)量就是透鏡在這個(gè)環(huán)節(jié)上的邊厚差。測(cè)

37、量透鏡邊厚差的裝置示意圖，如圖 2.2 所示。 1-定位頭 2-千分表 3-待測(cè)透鏡 4-支撐球 圖 2.2 測(cè)量邊厚差的簡(jiǎn)易裝 3 機(jī)械定心磨邊目前在中等精度透鏡的大批量生產(chǎn)中，主要采用機(jī)械定心的方法，這是因?yàn)檫@種方法操作簡(jiǎn)單，效率高，定心精度能滿足一定的要求。3.13.1 機(jī)械定心的原理及定心條件機(jī)械定心的原理及定心條件3.1.13.1.1 機(jī)械定心的原理機(jī)械定心的原理定心原理利用一對(duì)同軸性很高的、且端面垂直軸線的定心夾頭定心夾頭 1 和 3，借助施加在夾頭 3 上的彈簧力將工件 2 夾緊。夾頭 1 只能轉(zhuǎn)動(dòng)，而夾頭 3 既能轉(zhuǎn)動(dòng)又能在裝夾工件中沿軸向移動(dòng)。 圖 3.1 機(jī)械定心的原理 1

38、、3-夾頭 2-工件在圖 3.1 中，當(dāng)透鏡處于非定心狀態(tài)時(shí)，由于其邊厚不等，則透鏡受力不平衡。這時(shí)由彈簧產(chǎn)生的支反力，可分解成垂直于夾頭端面的夾緊力和垂直軸線的定心力。夾緊力 p1。和 p2 與反作用力相平衡。定心力的合力 f 將克服摩擦阻力 f(f 是透鏡兩表面法線的切線方向上的摩擦力 f1 和 f2 的合力)，使透鏡沿垂直軸線方向上移動(dòng)，直到 pf 時(shí)，透鏡不再移動(dòng)，此時(shí)，透鏡光軸與夾頭軸線(即機(jī)床回軸軸線)達(dá)到一定的重合精度，從而實(shí)現(xiàn)了透鏡的定心。3.1.23.1.2 機(jī)械定心的定心條件機(jī)械定心的定心條件若采用機(jī)械定心法，則定心前必須計(jì)算定心角，以判斷能否使用該種定心方法。1r1=r2

39、 時(shí)的定心條件按定心原理，透鏡的定心條件是，定心力 p 必須大于摩擦力 f，即 pf。如果透鏡的曲率半徑 r1=r2=r，總定心角用 表示，而玻璃與夾頭之間的摩擦系數(shù)為 u，則由圖 3.1 可知：滿足定心條件時(shí)應(yīng)有 pf，即1sincos22n tan2而 tan/(2 )2dr所以 r1/(2 )d2dr或上述公式表示透鏡兩表面曲率半徑相同時(shí)，采用機(jī)械法定心的條件。112rr時(shí)的定心條件如果定心透鏡的12rr，那么12 ，則透鏡定心條件應(yīng)滿足下式：12tantan2應(yīng)用公式(79)時(shí)，對(duì)雙凸、雙凹透鏡取“+”號(hào)，對(duì)彎月透鏡取“-”號(hào)。用定心值 z 代替 u，另外，對(duì)于單面定心 1 和 2 很

40、小，則可用 sin1和 sin2代替 tan1和 tan2那么公式(79)可寫成1212121212ddtantan22rr=224ddrrz公式(710)表示透鏡兩表面曲率半徑不同時(shí)的定心條件。一般玻璃透鏡與鋼夾頭之間的摩擦系數(shù) u=0.15，則：(1)zo.15 時(shí)，相當(dāng)17 30 ，定心情況良好；(2)z=0.10o.15 時(shí)， =12 17 30 ，定心情況較差；(3)zo15 時(shí)，20 為好。3.23.2 定心夾頭的定心夾頭的選擇選擇保證機(jī)械定心的關(guān)鍵是夾頭的精度，因此對(duì)定心夾頭(接頭)的要求如下：(1)夾頭軸與機(jī)床回轉(zhuǎn)軸的同軸性要求在 0003o005mm 以內(nèi)； (2)夾頭端面精

41、確垂直幾何軸，并且端面粗糙度應(yīng)達(dá)到 o05ptm 以上；(3)夾頭外徑比透鏡完工直徑小 o2o3mm；(4)夾頭壁厚一般為 1mm，并且壁端為錐面；(5)一般夾頭為黃銅 h50、h62 或鋼材料。3.33.3 影響定心精度影響定心精度的因素的因素 (1)在夾頭直徑 d和定心透鏡曲率半徑尺一定時(shí)，雙凸、雙凹透鏡的定心值比彎月透鏡的定心值大，即在相同條件下，前者的定心精度高。(2)在夾頭直徑一定時(shí)，透鏡曲率半徑愈小，定心精度愈高。通常機(jī)械定心適用于r180mm 的透鏡。對(duì)于直徑在 670mm 的透鏡，定心精度可達(dá) o.01mm。(3)在透鏡曲率半徑 r 一定時(shí)，d愈大，定心精度愈高，所以?shī)A頭直徑要

42、盡量大，這樣不僅精度高，而且還可以防止夾頭端面劃傷透鏡通光表面。(4)夾頭與透鏡表面之間的摩擦系數(shù)愈小，則定心精度愈高。而摩擦系數(shù)與夾頭材料的選擇、夾頭工作端面的粗糙度和潤(rùn)滑劑有關(guān)。潤(rùn)滑劑可用變壓器油或儀表油等。3.43.4 夾頭最小直徑的選擇夾頭最小直徑的選擇為了提高機(jī)械法的定心精度和防止夾頭劃傷透鏡的通光表面，夾頭直徑要盡量大。在生產(chǎn)實(shí)踐中，為了使用方便，可根據(jù)透鏡的曲率半徑大小，利用判斷機(jī)械定心法所用夾頭的最小直徑mindf，即該透鏡直徑大于mindf才能采用機(jī)械定心法。此圖按定心角 16制。 4 4 光學(xué)定心光學(xué)定心光學(xué)定心主要包括透鏡表面直接反射像定心法、球心自準(zhǔn)反射像定心法、透射像

43、定心法、電視定心法和激光干涉技術(shù)定心法。4.14.1 透鏡表面直接反射像定心法透鏡表面直接反射像定心法這種定心方法的原理如圖所示。圖 4.1 表面反射像定心定心接頭軸線與機(jī)床的回轉(zhuǎn)軸重合，并且接頭端面精確地垂直于軸線。將透鏡膠接于接頭端面時(shí)，如果膠層非常均勻，則透鏡表面“1”球心必然落在接頭的軸線上。如果再使透鏡表面的“2”的球心也置于接頭軸上，則透鏡實(shí)現(xiàn)了定心。利用透鏡表面直接反射燈像的方法進(jìn)行定心，故稱透鏡表面直接反射像法。在保證定心接頭軸線與機(jī)床的回轉(zhuǎn)軸重合，且接頭端面嚴(yán)格垂直于軸線的情況下，將透鏡粘結(jié)在接頭上，定心時(shí)，將一光源放在透鏡前上方 ya 處，轉(zhuǎn)動(dòng)接頭，根據(jù)非粘結(jié)面的光源反射像

44、的跳動(dòng)來(lái)移動(dòng)透鏡，使其光軸與夾頭軸線重合。當(dāng)像撞到上面，則將透鏡沿著夾頭端面向下移動(dòng)；像轉(zhuǎn)到下面，則反之，直至像不移動(dòng)或在允許范圍內(nèi)，即完成定心。一般情況下，透鏡粘接面的定心主要靠接頭端面的修整精度來(lái)保證。這種定心時(shí)用肉眼直接觀察像的跳動(dòng)，與表示中心誤差的各參與量之間沒(méi)有直接的關(guān)系，但它的大小反映出透鏡中心誤差的大小。這種定心法定心精度不高，一般為 0.05mm 左右。但所需要的設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，適用于單件或小批量生產(chǎn)。4.4.2 2 球心自準(zhǔn)反射像定心法球心自準(zhǔn)反射像定心法4.2.14.2.1 定心原理定心原理球心自準(zhǔn)反射像法定心原理如圖所示:圖 4.2 球心自準(zhǔn)反射像法定心原理1被定心透

45、鏡；2，3自準(zhǔn)顯微鏡的物鏡組成部分；4分化板。從十字分劃 a 發(fā)出的光線，由垂直放大率為 的光學(xué)系統(tǒng)對(duì)透鏡的表面曲率中心成像，經(jīng)被檢面球心反射回來(lái)的十字像位于分劃板上 a/處。如果透鏡的球心偏位 c，轉(zhuǎn)動(dòng)透鏡，十字像 a/亦隨之跳動(dòng)，像的跳動(dòng)量為 4c。若分劃板的分劃值為 b，則允許像 a/的跳動(dòng)格數(shù)為：m=4c/b如果像的跳動(dòng)格數(shù)超過(guò)這個(gè)范圍，必須移動(dòng)透鏡，直至十字像不跳動(dòng)或在允許的范圍跳動(dòng)。如下圖，給出了球心反射像定心儀的光學(xué)系統(tǒng)圖。圖 4.3 球心反射像定心儀的光學(xué)系統(tǒng)圖1光源；2聚光鏡；3分劃反光鏡；4物鏡；5可換物鏡；6工件；7物鏡；8分劃板；9目鏡組；10接頭。將具有中心誤差的透鏡

46、粘結(jié)在接頭上，在確定了球心自準(zhǔn)反射定心儀在磨邊機(jī)上的位置后，觀察透鏡光學(xué)表面曲率中心。轉(zhuǎn)動(dòng)接頭時(shí)，觀察球心像的跳動(dòng)量，如果跳動(dòng)量大，則移動(dòng)透鏡，至球心像不動(dòng)或跳動(dòng)在允差范圍內(nèi)，即完成定心。球心自準(zhǔn)像定心法，定心精度較高，可達(dá) 0.005mm，主要用于直徑小、曲率半徑小的透鏡的定心。但由于視場(chǎng)較小，找像困難。另外，供定心儀移動(dòng)的導(dǎo)軌與機(jī)床主軸的平行度要求太高。因此，在中等精度透鏡高效生產(chǎn)中，主要采用機(jī)械定心法。4.2.24.2.2 成像校正及定心儀位置的確定成像校正及定心儀位置的確定1. 校正點(diǎn)位置的確定所謂校正點(diǎn)就是透鏡表面的球心像。當(dāng)透鏡定心時(shí)，此像要隨接頭而移動(dòng)，定心過(guò)程就是通過(guò)觀測(cè)校正像

47、的跳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)定心的。因此，首先必須找出球心像的位置（校正點(diǎn)） ，然后將定心儀物鏡前焦點(diǎn)置于校正點(diǎn)上，才能正確觀測(cè)像的跳動(dòng)。透鏡表面的校正點(diǎn)與它的曲率中心置于同一縱向位置上，因?yàn)榉瓷涿娴姆糯蟊稊?shù)是-1。透鏡后表面的定心，一般是靠接頭端面的垂直度實(shí)現(xiàn)的，所以，通常情況不必用定心儀觀測(cè)像的跳動(dòng)。定心時(shí)，首先必須找出透鏡的校正點(diǎn)。對(duì)于透鏡非粘結(jié)面，其校正點(diǎn)就是它的去曲率中心，而粘結(jié)面的校正點(diǎn)位置可用近軸球面折射公式計(jì)算。然后根據(jù)校正點(diǎn)到透鏡非粘結(jié)面的距離，選擇合適的物鏡。選擇的原則是：當(dāng)物鏡的物方焦點(diǎn)置于校正點(diǎn)上時(shí)，物鏡與透鏡非粘結(jié)面的距離 x 不小于 10mm，以便于操作。由圖所示的定心儀與透鏡間的

48、位置關(guān)系可以看出，當(dāng)校正點(diǎn)到透鏡非粘結(jié)面間的距離 l2和選定的可調(diào)物鏡物方頂焦距 lf2確定后，便可確定物鏡前表面到透鏡非粘結(jié)面間的距離 x2，從而確定了定心儀的軸向位置。圖 4.4 定心儀與透鏡間的位置關(guān)系2. 自準(zhǔn)顯微鏡軸向位置計(jì)算用自準(zhǔn)顯微鏡定心是觀察與球面共心的光束所成的像（球心像）來(lái)校正透鏡的偏心，也就是說(shuō)將球心像作為自準(zhǔn)顯微鏡的物。透鏡的球心像又是由自準(zhǔn)顯微鏡所成的像作為透鏡的物所造成的。當(dāng)球心像的像平面和自準(zhǔn)顯微鏡的物平面（自準(zhǔn)顯微鏡本身的像平面）相重合時(shí)，就能在自準(zhǔn)顯微鏡中看到球心像了。透鏡球心像的位置可用折射球面的近軸折射基本公式求出，即 n/s/-n/s=( n/-n)/r

49、 則s/= n/rs/nr+( n/-n)s式中：s/為像到折射面頂點(diǎn)的距離; s 為物體（發(fā)光點(diǎn)）到折射面頂點(diǎn)的距離； n 為第一種介質(zhì)的折射率； n/為第二種介質(zhì)的折射率； r 為球形臨界面的半徑。根據(jù)上述原理，下表給出了不同形狀的透鏡在不同的粘結(jié)情況下，自準(zhǔn)顯微鏡軸向位置的計(jì)算方法。透鏡類型定心圖示校正粘結(jié)面平凸透鏡平凹透鏡x1=l1+r2n/( n/-n)x1可換物鏡面與透鏡非粘結(jié)面間的距離；l1可換物鏡第一面到物平面間的距離；r2球面曲率半徑；n/空氣的折射率；n玻璃的折射率。符號(hào)規(guī)則：凸為“+” ，凹為“” 。雙凹透鏡雙凸透鏡正彎月透鏡負(fù)彎月透鏡x1= l1+ n/r2s/n r2

50、+( n/n)s此時(shí) s= r1dr1粘結(jié)凹面的半徑（取負(fù)值） ；d透鏡中心厚度；r2符號(hào)規(guī)則：凹為正，凸為負(fù)。4.34.3 光學(xué)電視定心光學(xué)電視定心為了提高定心精度，減輕人眼疲勞，在球心自準(zhǔn)定心法基礎(chǔ)上，發(fā)展了光學(xué)電視定心法。這種方法采用自準(zhǔn)顯微鏡觀測(cè)定心透鏡球心像的跳動(dòng)，然后通過(guò)電視屏顯示定心誤差，因此，精度高、檢測(cè)直觀、效率也高。4.3.14.3.1 光學(xué)電視定心原理光學(xué)電視定心原理光學(xué)電視定心法的原理如圖所示。圖 2.5 光學(xué)電視定心光學(xué)系統(tǒng)1光源；2聚光鏡；3分劃板；4分光鏡；5顯微物鏡；6定心透鏡；7攝像機(jī)；8顯示器。在如圖所示的光學(xué)電視定心裝置中，在定心磨邊機(jī)的導(dǎo)軌上裝有自準(zhǔn)顯微

51、測(cè)量系統(tǒng)。它由光源 1、聚光鏡 2、分劃板 3、反光鏡 4、物鏡 5 和電視攝像管 7 組成。待定心透鏡6，用粘結(jié)膠粘在定心接頭上。在定心過(guò)程中，首先移動(dòng)自準(zhǔn)顯微鏡，使由物鏡 5 射出的光線，聚集在定心透鏡外表面的球心 o1上。如果透鏡無(wú)偏心，則射向定心透鏡的光線沿法線方向射入，且反射光線按原路返回，并將分劃板的十字絲成像于攝像管 7 的中心點(diǎn) o1/上。對(duì)物鏡來(lái)說(shuō)，o1/點(diǎn)與定心透鏡第一面（非粘結(jié)面）的球心 o1是共軛的。轉(zhuǎn)動(dòng)與機(jī)床回轉(zhuǎn)軸有高度同軸性的定心接頭時(shí)，球心 o1的自準(zhǔn)像，o1/不動(dòng)，則表面定心透鏡的光軸與機(jī)床的回轉(zhuǎn)軸（即定位軸）重合；否則，如果透鏡有偏心，轉(zhuǎn)動(dòng)定心接頭時(shí)，自準(zhǔn)像

52、o1/將發(fā)生跳動(dòng)，這時(shí)加熱定心接頭使粘結(jié)膠軟化，將透鏡的粘結(jié)面沿夾頭端面作上下、左右移動(dòng)，直到主軸回轉(zhuǎn)時(shí)，在電視顯示屏上的像無(wú)跳動(dòng)或在允許的公差范圍內(nèi)跳動(dòng)，即透鏡實(shí)現(xiàn)定心。在定心過(guò)程中，對(duì)于被定心透鏡的兩個(gè)球心像，主要是將非粘結(jié)面的球心像置于定位軸上（回轉(zhuǎn)軸） 。而粘結(jié)面的定心是靠定心接頭端面垂直度和定位軸的同軸性保證。但是，接頭端面在長(zhǎng)時(shí)間使用過(guò)程中要產(chǎn)生磨損，這將造成端面與軸線的垂直度超差。因此，定心接頭使用一定時(shí)間后，還要對(duì)定心透鏡的粘結(jié)面球心像進(jìn)行檢查，看是否在定心公差范圍內(nèi)。4.3.24.3.2 光學(xué)電視定心精度分析光學(xué)電視定心精度分析采用光學(xué)電視定心法，其定心誤差應(yīng)包括透鏡兩表面定

53、心誤差的總和。但粘結(jié)面的定心精度已由夾頭端面垂直度保證，因此透鏡的定心精度是由非粘結(jié)面的定心精度決定的。設(shè)電視攝像管的分辨率為 n，顯微鏡的放大率為 ，則通過(guò)電視系統(tǒng)所觀察到的非粘結(jié)面球心，隨主軸回轉(zhuǎn)時(shí)的跳動(dòng)量為（1/n）（1/） 。由此可得定心透鏡非粘結(jié)面球心離回轉(zhuǎn)軸的垂直距離為 c，則表示光學(xué)電視定心法的定心精度為c=1/4n如上述分析可看出：光學(xué)電視定心法布球心自準(zhǔn)像定心法的精度高，而且定心快，適用于高精度透鏡大批量生產(chǎn)的定心，但定心效率仍未有機(jī)械定心法高。4.3.34.3.3 電視定心磨邊機(jī)電視定心磨邊機(jī)如圖所示為雙光電路定心磨邊機(jī)，可用于不透可見光材料透鏡及一般透鏡的外圓、端面整平、

54、倒角等工序。在透鏡兩端各置一光學(xué)定中心儀，并連接顯像裝置觀察，找正光軸后進(jìn)行磨邊。設(shè)備參數(shù)如下：加工透鏡的最大直徑：180mm； 工件主軸中心高：136mm；砂輪主軸與工件主軸中心線距離：70mm180mm；工件主軸轉(zhuǎn)速：63r/min、127r/min、254r/min；工件主軸往復(fù)速度：151p/min；工件主軸往復(fù)行程：040mm；砂輪主軸轉(zhuǎn)速：3560r/min；砂輪規(guī)格：150mm32mm20mm；電機(jī)總功率：0.58kw；圓度：0.005mm；外圓與光學(xué)軸心同軸度：0.005mm。4.44.4 透射像定心法透射像定心法透射像定心是通過(guò)觀察透鏡的透射像與幾何軸的偏離來(lái)定心的。將透鏡膠

55、在接頭上，接頭的端面嚴(yán)格垂直于機(jī)床主軸，即幾何軸。定心時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)透鏡，則通過(guò)透鏡透射過(guò)來(lái)的十字分劃像有跳動(dòng)，其跳動(dòng)量表示透鏡像方焦點(diǎn)對(duì)基準(zhǔn)軸的偏離量，反映出透鏡幾何軸與光軸在透鏡光心處的偏離量。如圖所示，圖 2.7 透射法定心原理示意圖1光源；2聚光鏡；3十字分劃板；4準(zhǔn)直物鏡；5接頭；6工件；7可調(diào)物鏡；8固定物鏡；9直角棱鏡；10分劃板；11目鏡透鏡偏心差 c 由下式求出：c=bn/2 式中： 為物鏡放大鏡； b 為分劃板實(shí)際格值； n 為跳動(dòng)格數(shù)。透射像定心法有個(gè)最大的不足，就是當(dāng)透鏡像方焦點(diǎn)對(duì)基準(zhǔn)軸的偏離量為零，而光軸與基準(zhǔn)軸仍有交角時(shí)，透鏡實(shí)際存在的偏心差無(wú)法反映出來(lái)。4.54.5 激

56、光定心法激光定心法4.5.14.5.1 激光定心儀激光定心儀激光定心儀有三部分組成，即可調(diào)焦的激光器、二維的位置傳感器、電子處理和顯示部分。其測(cè)量原理是：從激光發(fā)出的光經(jīng)可調(diào)焦的光學(xué)系統(tǒng)通過(guò)定心透鏡，在透鏡后用帶可調(diào)千分尺的光電晶體轉(zhuǎn)換器接收光點(diǎn)像，然后將光點(diǎn)像顯示在顯示器上。透鏡是夾在兩個(gè)空心夾具（接頭）之間的，激光可以通過(guò)，而且是通過(guò)透鏡的中心。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)透鏡可以從光點(diǎn)在感光片商的移動(dòng)確定偏心差是多少。4.5.24.5.2 激光定心原理及裝置激光定心原理及裝置激光定心裝置中：a、b聚焦裝置；c反射鏡；d被定心透鏡；e聚焦旋鈕；f亮度旋鈕；m轉(zhuǎn)換器；s紅色指示燈；x水平位移旋鈕；y縱向位移旋鈕

57、；g放大倍數(shù)旋鈕；l400mm。在機(jī)械自動(dòng)定心機(jī)床上，右邊加上激光發(fā)生器，左邊裝置為激光轉(zhuǎn)換儀（屏幕顯示裝置） ，被定心透鏡夾持在左右兩根高精度空心夾具上，紫紅色的激光束從激光發(fā)生器中射出，通過(guò) a 與 b 兩塊光學(xué)透鏡聚焦（此兩塊透鏡可根據(jù)被加工透鏡曲率半徑大小來(lái)調(diào)節(jié)焦距） 。激光光束再通過(guò)反射鏡 c，成 90 度折射，通過(guò)右空心軸，再通過(guò)被定心透鏡d，又通過(guò)左空心軸，直射到帶可調(diào)千分尺的光電晶體轉(zhuǎn)換器 m 上。在光學(xué)晶體轉(zhuǎn)換器 m 上，激光束瞬間被吸收并被轉(zhuǎn)換成電子流，轉(zhuǎn)換后的電流相當(dāng)微弱，經(jīng)放大后，紫紅色的激光束轉(zhuǎn)換成不刺眼的綠色亮點(diǎn)，隨著被定心透鏡 d 的旋轉(zhuǎn)，在顯示儀屏幕上顯示的綠色

58、光點(diǎn)作圓周軌跡旋轉(zhuǎn)。如果在同一折射率條件下，則光點(diǎn)旋轉(zhuǎn)軌跡直徑小，透鏡定心好。屏幕 x 與 y 坐標(biāo)每格讀數(shù)值：一大格分五小格，每小格為 2mm。在透鏡定心過(guò)程中為了看清屏幕上光點(diǎn)旋轉(zhuǎn)軌跡，必須予以放大，它必須配合光電轉(zhuǎn)換元件座上的附加千分尺 m 來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。用這種方法就可以保證定心透鏡最后的定心精度。4.5.34.5.3 精度分析精度分析透鏡通過(guò)激光束定心，在屏幕上按放大倍數(shù)顯示讀數(shù)，此讀數(shù)不是真正的透鏡面傾角的角秒精度值，要想得到精確角秒值，可用以下計(jì)算公式：x=103000/lk(n-1)式中：x表面傾角； l被加工透鏡到光電轉(zhuǎn)換器的距離； k顯示裝置放大倍數(shù)； n透鏡的折射率； 顯示屏

59、幕中綠光點(diǎn)旋轉(zhuǎn)直徑； 103000計(jì)算系數(shù)。在實(shí)際操作過(guò)程中，為更方便地得到表面傾角，一般可直接查表。而且查表數(shù)值與計(jì)算所得數(shù)值基本上吻合。激光定心操作簡(jiǎn)單，速度快，定心精度高，可以達(dá)到 10/的定心。5 勞爾激光定心機(jī)器 以 loh c-2sl 激光定心機(jī)器為例，講述實(shí)習(xí)中的有關(guān)了解。5.5.1 1 維修工作安全守則維修工作安全守則1、所有清洗和保養(yǎng)工作都必須遵從電器件守則。2、維護(hù)和保養(yǎng)工作必須由合格并授權(quán)的電工進(jìn)行。3、有些維護(hù)工作必須在關(guān)機(jī)狀態(tài)進(jìn)行，要遵從適當(dāng)?shù)氖貏t。4、在開始維護(hù)或修理之前，清擦機(jī)器，特別是連接處和螺紋接口，清除油和保養(yǎng)劑。不要使用酸性清洗劑，使用無(wú)棉抹布。5、檢查所

60、有螺紋接點(diǎn)是否有泄漏、擦痕、損傷,清潔后修復(fù)應(yīng)立即改正任何缺點(diǎn)。6、機(jī)器維護(hù)修理期間，將松開的螺釘立即擰緊。7、當(dāng)安全裝置需拆開維護(hù)修理時(shí)，在工作完成之后應(yīng)立即將定位重新裝好并測(cè)試。8、請(qǐng)按照環(huán)境安全方式處理所有消耗品、冷卻劑、潤(rùn)滑劑和更換零件 。當(dāng)定心鐘安好，夾緊在定心主軸上后，在定心操作前，必須檢查其徑向和軸向擺動(dòng)，提供有專門的測(cè)量?jī)x器。5.25.2 檢查定心鐘徑向擺動(dòng)檢查定心鐘徑向擺動(dòng)1、照準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器的臂，測(cè)針大致要磨得鏡片接觸定心鐘的邊緣的位置。2、用定位螺釘將測(cè)量?jī)x固定到位。3、校準(zhǔn)數(shù)字表至“0” 。4、用腳踏開關(guān)開始定心主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。指示表所顯示的徑向擺動(dòng)應(yīng)在0.003mm 允差范圍