2第二章光學(xué)零件加工常用輔料

1、第二章光學(xué)零件加工常用輔料光學(xué)零件加工根據(jù)各工序加工特點(diǎn)、加工要求、以及加工工藝、加工設(shè)備 的不同，加工過程中所使用的輔料也各有不同，以下結(jié)合我司現(xiàn)有實(shí)際，對各 工序輔料使用情況作一個(gè)簡單介紹。一、銃磨銃磨是光冷加工過程中的粗加工工序，根據(jù)加工條件的不同可分為散粒磨 料加工和金剛石磨輪銃削加工兩種加工方式，我司目前光學(xué)零件的粗加工主要 采用精剛石磨輪銃削的加工方式，所采用的輔料主要是金石剛石磨輪，磨輪的 種類根據(jù)用途的不同分為銃鏡片用磨輪和倒角用磨輪，根據(jù)磨輪的粒度不同、 口徑不同又分為若干個(gè)型號，我司目前根據(jù)所加工的零件材質(zhì)、直徑大小所采 用的磨輪粒度150#300#之間，磨輪內(nèi)徑02055

2、之間。除金剛石磨輪外，冷卻液也是銃削加工過程中必備的輔料，冷卻液具有冷 卻、清洗和潤滑的作用，對銃削加工來說冷卻液的作用主要是冷卻。因?yàn)椴Ａ?的導(dǎo)熱性差，在高速磨輪作用下，玻璃去除量較大，產(chǎn)生大量的摩擦熱，如果 不把這些熱量及時(shí)帶走，不僅使磨具磨損嚴(yán)重，而且工件質(zhì)量也難以保證。目 前國內(nèi)采用的冷卻液主要有三大類：水溶性冷卻液、乳化液冷卻液、油性冷卻液。我司目前主要采用乳化液冷 卻液，是由礦物油和水在乳化劑的作用下所形成的一種穩(wěn)定的乳化液。由于它 既含有水又含有油，應(yīng)此它兼有水和油作冷卻液的優(yōu)點(diǎn)，即冷卻、清洗、潤滑 和防銹性好。主要缺點(diǎn)是配制困難，易油水分相不均勻，另外容易堵塞磨輪。二、精磨精磨

3、的方法分為散粒磨料精磨和金剛石精，前者稱為古典法精磨，后者稱 為高速精磨。我司目前主要采用金剛石精磨，加工過程中所使用的輔料主要有 金剛石丸片、金剛砂、和冷卻液。1、XX丸片：a、根據(jù)丸片結(jié)合劑不同分為金屬丸片和樹脂丸片，金屬丸片主要用于第一 道精磨，樹脂丸片主要用于第二道精磨。b、根據(jù)丸片粒度不同又分為若干型號，我司目前主要采用日本進(jìn)口丸片， 金屬丸片粒度在1200#1500#之間，樹脂丸片粒度在1500#2000#之間，另外 由于進(jìn)口丸片價(jià)格比較昂貴，在磚修皿制作時(shí)以及較硬材質(zhì)第一道加工時(shí)也采 用一些國產(chǎn)W20-Q1、W20-Q2、W20-Q3的丸片。c、根據(jù)丸片的形狀不同又分為磚石粒和總

4、型丸片，總型丸片有便于帖付， 便于修理和加工品質(zhì)好的特點(diǎn)，但價(jià)格昂貴，一般主要針對020以下鏡片采用 總型丸片。2、xx：金剛砂主要用來修復(fù)金剛石磨具和各總皿臺的修復(fù)，國內(nèi)金剛砂根據(jù)粒度 不同從46#W0.5分為22個(gè)等級，下表是一些主要國家金剛石粒度表示方法XX尺寸范圍粒度號um46#40031560#31525070#25020080#200160100#160125120#125100150#10080180#8063240#6350280#5040W40 28W28 20W20 14W14 10W10 7W77 5W553.5W3.53.5 2.5W2.52.5 1.5W1.51.5

5、10.5W0.5<0.5美國、日本粒度號平均尺寸um3648607080901001251502202402803204006007001000150018002000424360320250 22018014012095706050423830221510875俄羅斯尺寸范圍粒度號umA50630500A40500400A32400325A25315250A20250200A16200160A12160125A10125100A810080A68063A56350A45040AM40 28AM28 20AM20 14AM 14 10AM 10 7AM77 5AM55 3AM33 1AM

6、lvl德國、瑞士尺寸范圍粒度號um D500400600D350300400D250200300D150120200D10080 120D706080D503860D301838D15918D759D3253 冷卻液在精磨加工過程冷卻液不僅具有冷卻、清洗、潤滑的作用，而且對磨具還 起一定的化學(xué)作用，目前國內(nèi)外在高速精磨中，廣泛使用的冷卻液是以水為主 體的，再加入少量的三乙醇胺、甘油、硫酸銀等組成三乙醇胺一一水、甘油一一 水、三乙醇胺一一甘油一一水等水溶性的冷卻液。同時(shí)還添加一些防銹劑、防泡 沫添加劑、偶合劑、和防霧劑以達(dá)到防銹、除泡、防霧和增強(qiáng)磨具表面活性的 目的。三、拋光（一）拋光粉玻璃拋光

7、是光學(xué)零件精磨以后的一道主要工序，拋光粉是拋光中的主要化 工輔料。拋光的目的有兩個(gè)。一是去除精磨后的凹凸層及裂紋層，使表面透明 光滑，達(dá)到規(guī)定的表面疵離等級，其二是精確修正光學(xué)零件表面的幾何形狀， 達(dá)到規(guī)定的面形精度N和AN（N光圈數(shù)，AN光圈局部差）。因此對拋光粉有一定 的要求如下：1、外觀均勻一致，不含有機(jī)械雜質(zhì)2、粒度大小基本上均勻一致3、具有一定的晶格形態(tài)和晶格缺陷，化學(xué)活性較高4、具有良好的分散性（不易結(jié)塊），有良好的吸附性，拋光粉顆粒能均勻分 布并吸附于拋光模表面，不致有聚集和流失現(xiàn)象5、有合適的硬度和比重拋光粉的基本成分是一些金屬氧化物，如鐵、肺、錯(cuò)、鋁、鈦等金屬氧化 物。常用的

8、拋光粉有：三氧化二鐵（紅粉）、肺稀土氧化物、氧化鏈三類，它們可單獨(dú)使用或混 合使用，也可加入添加劑使用。1、三氧化二鐵拋光粉又稱紅粉，顆粒大小約0.51 um,莫氏硬度47,比重為52紅粉雖然拋光效率低，但拋光表面粗糙度小,因此對于粗糙度要求達(dá)到較 小值的零件拋光目前仍采用紅粉。2、肺稀土氧化物拋光粉它是一種以鐘為主要成分的稀土氧化物拋光粉，按其氧化肺含量不同可分 為三類：a、高肺拋光粉：氧化肺含量95%以上，呈淺黃色，比重7.3左右，主要用于古典法拋光和高精度零件加工。也有很多廠將它用作高 速拋光，但由于比重大懸浮性不好。b、富肺拋光粉：含氧化肺70%80%,黃色或褐色，比重6.5左右，適用

9、于高速拋光。c、混合稀土拋光粉：含氧化肺在40%50%之間，通常呈紅色或褐紅色。主要用于顯像管玻璃的 拋光，眼鏡片和平板玻璃的拋光。3、氧化鉗拋光粉氧化鉗拋光粉莫氏硬度5.762其拋光能力一般介于氧化肺和紅粉之間，適合于高速低壓的拋光條件下 使用。我司目前所用的拋光粉主要為肺稀土氧化物拋光粉其型號和規(guī)格大致以如 下：型號平均粒度(um)ROXH-4 (K)1.8TE-1000#1.2HDXP-101MP-100CEPOL-201#TE-506#CEROX-1650#ZOXN(糊狀)N-5SY-84<13.03.90.82±11.01.41.51.8CeO2含量50%50%90%

10、±5%65%75%50%61%ZrO248% 550/050%50%顏色紅褐紅褐白色黃棕膚色紅褐白色膚色黃褐黃褐備注一般硝種適用軟硝種適用高效率研磨力強(qiáng)研磨力較強(qiáng)，高效軟硝材適用硬硝材適合燒蝕的防止發(fā)生佳Lak,FK,SF適用一般硝種適用SY101.055%黃褐軟硝種適用（二）拋光模層材料拋光模和拋光粉一樣也是拋光所用的主要材料，兩者如果配臺得好，不但 拋光效率高，而且拋光出的光學(xué)零件表面質(zhì)量也好，否則，不但拋光效率低， 而且零件表面光潔度差。拋光模是由拋光模層和拋光?；w兩部分組成，拋光 模層直接與工件接觸，在拋光過程中，除了承載拋光粉粒子外，還會參與拋光 過程的許多物理化學(xué)作用。

11、1、對拋光模層的基本要求（1）.微孔結(jié)構(gòu)，拋光模層應(yīng)具有微孔結(jié)構(gòu)，一方面能夠吸附，貯存大量 的拋光粉。其孔穴大小足以使拋光粉顆粒在其中自由滾動，使拋光粉的鋒利尖 角不斷切削玻璃，另一方面，拋光模層與玻璃表面是由許多很小的表面接觸， 而不是整個(gè)面形接觸，比壓加大，從而加速拋光過程。在拋光模中加入纖維 質(zhì)，有利于形成微孔組織，在微孔不足的情形下，要在拋光模層上多開槽來彌 補(bǔ)。（2）.具有一定的彈性，塑性和韌性，以保證零件加工時(shí)的精度，加工 時(shí)，模層應(yīng)有微量的蠕變。（3）.具有一定的硬度，使之耐磨，能長期保持模層的面形精度。如果太 軟，則容易變形而引起塌邊，若硬度太大，模層與玻璃之間就吻合不好。則易

12、 產(chǎn)生劃傷和難于消除局部誤差。（4）.具有良好的耐熱性，使模層在加工中不致因受熱而變形。一般來說，拋光模材料的軟化點(diǎn)應(yīng)在901009C以上，以保證光圈的穩(wěn)定 性。（5）.有一定的粘性，能牢固地粘附在拋光模基體上。（6）成型收縮率小，老化期長，吸水性能較好。（7）.能溶于一般有機(jī)溶劑中，易于清洗。2、常用的拋光模層材料（1）、拋光柏油主要成分：瀝青、松香、蜂蠟，拋光柏油適用于低速拋光，亦即古典法拋光。（2）、古馬龍混合拋光模主要成分：古馬龍樹脂、瀝青、氧化肺、氧化鋅、羊毛、地蠟、鄰苯二甲酸二丁酯， 硬度高與拋光柏油，適用于高速低壓條件下的多片拋光。（3）、環(huán)氧拋光模主要成分：環(huán)氧樹脂、聚酰胺、乙

13、二胺、瑪瑙粉、核桃粉、尼龍粉，硬度及耐磨性 好，拋光效率高，但吸附性差、彈性差、容易大滑，適用于中等精度零件加 工。（4）、聚氨酯模聚氨酯模是一種新型拋光模，又稱聚氨基甲酸乙酯微孔橡膠拋光模。它耐 磨性能優(yōu)異。強(qiáng)度高，具有微孔結(jié)構(gòu)，能儲存拋光液，去麻點(diǎn)快，能抗壓，變 形小，易保存面形，模層壽命長。適用于高速高壓條件下的大批量零件高效拋 光。3、公司主要模層材料我司目前鏡片加工主要采用聚氨酯拋光模層材料，其規(guī)格型號如下：1、LP-87淡黃色或膚色（硬硝材多用）2、LP-57白色（一般硝種多用）3、LP-26粉紅色（一般硝種多用，單片、多片均可）4、LP-66紅褐色或暗紅色（多片或大鏡盤多用）5、

14、GR-35灰色（軟硝材多用）除聚氨酯材料外，我司在多片加工時(shí)還使用到少量古馬龍材料，在樣板拋 光時(shí)使用了大量拋光柏油。四、磨邊磨邊常用輔料有：磨邊磨輪和冷卻液磨邊磨輪通常采用金剛石磨輪或碳化硅砂論，其粒度在300#400#之間， 我司主要使用金剛石磨輪，粒度350#居多。我司磨邊冷卻液主要采用油性冷卻 液，冷卻效果好，對鏡片的防護(hù)性好。五、鍍膜薄膜材料迄今已不下百余種，根據(jù)形成薄膜的技術(shù)分為化學(xué)鍍膜材料、真 空鍍膜材料?，F(xiàn)代光學(xué)薄膜，幾乎完全是用真空蒸發(fā)鍍制的。因此，這里主要介紹真空鍍膜材料。（一）真空薄膜材料的性質(zhì)主要有以下幾點(diǎn)1. 光學(xué)特性，主要是折射率和透明區(qū)2. 材料所必需采用的鍍制方

15、法3. 薄膜的機(jī)械特性，如硬度、耐磨性以及內(nèi)應(yīng)力的大小4. 化學(xué)特性，溶解度，抗大氣腐蝕的穩(wěn)定性以及與其它材料的相溶性5. 毒性，應(yīng)盡量避免采用有毒的材料6. 在特殊應(yīng)用的其它特性，如導(dǎo)電率或其它常數(shù)（二）、真空鍍膜材料的分類真空鍍膜材科大致可分為金屬與合金材料、介質(zhì)和半導(dǎo)體材料、有機(jī)薄膜 材料等，也可鍍成混合膜、合成膜，多層膜等。1、金屬膜：如鋁、銀、金都是廣泛應(yīng)用的鍍膜材料，它們有幾個(gè)非?？少F的性質(zhì)，如 反射率高、截止帶寬、中性好、偏振效應(yīng)小等，對鍍制一些有特殊應(yīng)用的膜系 有重要的作用。2、合金：如銀銘合金、同鋁合金等常被用作中性衰減片3、介質(zhì)和半導(dǎo)體材料：如氟化鎂、三氧化二鋁、硫化鋅、氧

16、化鋸、氧化肺、氧化鈦、二氧化鏈、 二氧化硅以及各種氧化物的混合料等4、有機(jī)膜:如聚全氟乙丙烯、四氯化氟、四氯乙烯等，常用于光學(xué)元件的保護(hù)膜和干 涉膜六、膠合光學(xué)零件的膠合是把兩塊或多塊單個(gè)零件，用膠粘劑或光膠等辦法，按一 定技術(shù)要求連接在一起的工藝過程。膠粘劑是膠合過程的主要輔料，對膠粘劑 的要求如下：(1) 無色透明，在指定的光譜范圍內(nèi)，透過率大于90%以上，并且固化后的 折射率與被粘結(jié)零件的折射率相近。(2) 在膠合時(shí)浸潤性好，固化后收縮率小，零件不易變形。(3) 在膠合件使用溫度范圍內(nèi)，耐沖擊強(qiáng)度和耐冷熱性能好(4) 化學(xué)穩(wěn)定性好，長期使用不變質(zhì)。(5) 膠合工藝簡單，對操作者無毒無害。

17、拆膠容易，便于返修。目前國內(nèi)光學(xué)工業(yè)中，應(yīng)用的膠粘劑主要分為四大類：(一) 天然冷杉樹脂膠冷杉樹脂膠俗稱熱膠。它是由松柏科冷杉屬植物分泌的樹汁，經(jīng)提純精煉 而成。冷杉樹脂膠具有良好的透光性和一定的粘結(jié)力；折射率(nd二1. 62I. 64)與K9玻璃相近，能長對間保持透明，凝固時(shí)體積收縮率較小 56%,故膠合應(yīng)力小，使用簡便，折膠清洗容易，無毒無害。因此，使用較 為廣泛。一般用于膠合透鏡，棱鏡、濾光片、度盤、分劃板等室內(nèi)使用的儀 器。但是，冷杉樹脂膠機(jī)械強(qiáng)度低，不適用于野外使用的光學(xué)儀器中的光學(xué)元 件的膠合。耐熱、耐寒性能差(40乂+409c),溫度稍高，膠層變軟，膠合件易 發(fā)生位移產(chǎn)生中心偏差，溫度低時(shí)，膠質(zhì)變脆，容易龜裂而引起脫膠，在近紫 外區(qū)光譜有明顯吸收，不能用于紫外光學(xué)零件的膠合。(二) 甲醇膠甲醇膠，俗稱冷膠.又名鳳仙膠或卡丙諾膠。它是人工合成的有機(jī)化合 物，甲醇膠具有良好的透明度，其膠合強(qiáng)度、耐高低溫性能都優(yōu)于冷杉樹脂 膠。但是，它的缺點(diǎn)也較明顯，固化后收縮率高達(dá)12%,易引起零件變形，膠 層抗老化性能差，配制工藝復(fù)雜，保存期短，拆膠困難。（三）光學(xué)環(huán)氧膠光學(xué)環(huán)氧膠色澤淺，粘度低。透明度好，折射率近似于玻璃。特別是在膠 結(jié)強(qiáng)度、收縮率（一般小于2%）、耐高低溫，耐水和化學(xué)穩(wěn)定性等方面均優(yōu)于冷 杉樹脂膠和甲醇膠。而且使用方便。室溫即可固化。其主要缺點(diǎn)是