光學基礎知識

1、光學加工基礎知識1光學玻璃基本知識一.基本分類和概念光學材料分類：光學玻璃、光學晶體、光學塑料三類。玻璃的定義：不論化學成分和固化溫度范圍如何，一切由熔體過冷卻所得的無定形體，由于粘度逐漸增加而具有固體的機械性質(zhì)的，均稱為玻璃。光學玻璃分為冕牌K和火石F兩大類，火石玻璃比冕牌玻璃具有較大的折射率nd和較小的色散系數(shù)vd。二.光學玻璃熔制過程將配合料經(jīng)過高溫加熱,形成均勻的，高品質(zhì)的，并符合成型要求的玻璃液的過程,稱玻璃的熔制。玻璃的熔制，是玻璃生產(chǎn)中很重要的環(huán)節(jié).，玻璃的許多缺陷都是在熔制過程中造成的,玻璃的產(chǎn)量、質(zhì)量、生產(chǎn)成本、動力消耗、熔爐壽命等都與玻璃的熔制有密切關(guān)系?；旌狭霞訜徇^程發(fā)生

2、的變化有:物理過程配合料的加熱，吸附水的蒸發(fā)，單組分的熔融，個別組分揮發(fā).某些組分的多晶轉(zhuǎn)變?；瘜W過程固相反應，鹽的分解，水化物分解，結(jié)晶水的排除，組分間的作用反應及硅酸鹽的形成。物理化學過程低共熔物的組分和生成物間相互溶解,玻璃與爐氣介質(zhì)，耐火材料相互作用等。上述這些現(xiàn)象的發(fā)生過程與溫度和配合料的組成性質(zhì)有關(guān).對于玻璃熔制的過程,由于在高溫下的反應很復雜,尚待充分了解,但大致可分為以下幾個階段。.加料過程硅酸鹽的形成.熔化過程玻璃形成.澄清過程消除氣泡.均化過程消除條紋.降溫過程調(diào)節(jié)粘度.出料成型過程總之,玻璃熔制的每個階段各有其特點,同時,它們又是彼此互相密切聯(lián)系和相互影響的.在實際熔制中

3、,常常是同時或交錯進行的,這主要取決于熔制的工藝制度和玻璃窯爐結(jié)構(gòu)特點。三.玻璃材料性能.折射率nd、色散系數(shù)vd根據(jù)折射率和色散系數(shù)與標準數(shù)值的允許差值，光學玻璃可以分為五類表1-1：折射率和色散系數(shù)與標準數(shù)值的允許差值折射率與標準數(shù)值的允許差值色散系數(shù)與標準數(shù)值的允許差值類別折射率nd允許差值色散系數(shù)vd允許差值03x10-40.3%15x10-40.5%27x10-40.7%310 x10-40.9%420 x10-41.5%.光學均勻性光學均勻性指同一塊玻璃中折射率的漸變。玻璃直徑或邊長不大于150mm，用鑒別率比值法玻璃分類如表1-2。表1-2：光學均勻性類別1234/01.01.0

4、1.11.21類或2類還應測星點。玻璃直徑或邊長大于150mm，稱大塊光學玻璃，根據(jù)玻璃各部位間折射率微差值最大值nmax分類。如表1-3。表1-3：大塊光學玻璃光學均勻性類別H1H2H3H4nmax2x10-65x10-61x10-52x10-5.應力雙折射光學玻璃的應力分中部應力（張應力）和邊緣應力（壓應力）。中部應力：按長度單位上中部應力的最大光程差nmax（nm/cm）分類:表1-4：光學玻璃中部應力雙折射分類類別11a23nmax（nm/cm）24610邊緣應力：按單位厚度的最大光程差nmax（nm/cm）分類:表1-5：光學玻璃邊緣應力雙折射分類類別D0D1D2D3nmax（nm/

5、cm）351020.條紋度條紋是玻璃內(nèi)部折射率的局部不均勻引起。邊長或直徑小于150mm，稱小塊光學玻璃，分四類;表1-6：小塊光學玻璃條紋度類別光闌孔徑投影距離L2（mm）投影距離L1（mm）觀察結(jié)果0016503002000100無條紋影象026503002000100132501075030242501075030長度12mm，每300cm3中10條間距10mm邊長或直徑大于150mm，為大塊玻璃，分四類；表1-7：大塊光學玻璃條紋度類別光闌孔徑投影距離L2（mm）投影距離L1（mm）觀察結(jié)果D00.525001008000200無條紋影象D1225001008000200D222500

6、1008000200有細小條紋影象，間距間距40mmD32250010080002001.直徑或邊長250mm，允許有1條，長度玻璃直徑或邊長的1/4；2.直徑或邊長250mm，允許有3條，長度玻璃直徑或邊長的1/3按觀察玻璃的方向數(shù)，分三級。表1-8：條紋度分級級別ABC觀察玻璃的方向數(shù)321.氣泡度根據(jù)氣泡度根據(jù)其直徑或最大邊長，按最大氣泡的直徑分三類。表1-8：氣泡度分類類別012最大直徑或邊長mm/0-20/0.050-20/0.10-20/0.1允許氣泡最大直徑20-120/0.420-120/0.620-120/0.9mm120/0.4120/0.6120/0.9根據(jù)100cm3體

7、積內(nèi)含直徑0.05mm氣泡總截面積分七級。扁長氣泡按最長軸與最短軸算術(shù)平均值，結(jié)石和晶體按氣泡計算。表1-10：氣泡度分級級別A00A0ABCDE總截面積0.003-0.030.03-0.10.1-0.250.25-0.50.5-1.01.0-2.02.0.光吸收系數(shù)1cm厚光學玻璃所吸收的白光光通量與進入該玻璃的白光光通量之比(E值工表1-11：光吸收系數(shù)分類類別000123456Emax0.0010.0020.0040.0060.0080.010.0150.037.主要化學性能、機械性能7.1RC(S)抗潮濕大氣作用穩(wěn)定性表面法光學玻璃被潮濕大氣侵蝕后，其表面產(chǎn)生“白斑”和“霧濁”等變質(zhì)層

8、，該變質(zhì)層會使平行光的散射性增大。因此可根據(jù)侵蝕玻璃表面對光散射性的強弱來確定侵蝕表面的變質(zhì)程度。按國家標準GB7962.15測試方法，可測出被侵蝕試樣變霧濁程度的“濁度”H值，將該置于BaK7和ZK9玻璃標樣的濁度值(4水7和HZK9)比較。表1-12：玻璃抗潮濕大氣穩(wěn)定性級別H說明1HHBaK7BdK/80倍顯微鏡下觀察無均勻水斑2HHBaK74HHZK97.2RA(S)抗酸作用穩(wěn)定性表面法光學玻璃抗酸穩(wěn)定性采用PH2.9醋酸、PH4.6醋酸鈉和PH6.0蒸餾水做侵蝕介質(zhì)，按國家標準GB7962.14測試方法進行測定。按在白熾燈下觀察侵蝕試樣表面出現(xiàn)紫藍干涉色的時間大小。表1-13：抗酸作

9、用級別PH2.90.2PH4.60.2PH6.00.2出現(xiàn)十涉色時間出現(xiàn)十涉色時間出現(xiàn)十涉色時間1a-5h1b5h,-0.5h2a-30min2b3h3b3h7.3粉末法耐酸作用穩(wěn)定性RA（P）將相當于玻璃密度大小重量（克）的玻璃粉末（粒度420-590nm）置于箱制網(wǎng)籃中，然后，放進盛有80ML硝酸（0.01N）溶液的石英燒杯中，經(jīng)1小時煮沸處理，取出烘干稱重，根據(jù)其重量損失（Wt%）分為6級。表1-13：粉末法耐酸作用級別123Wt%0.2-0.350.35-0.65級別456Wt%0.65-1.21.2-2.22.27.4FA相對研磨硬度相對研磨硬度指同等研磨條件下被測玻璃相對于標準玻璃

10、K9的研磨硬度。測量方法按國家標準GB7962.19進行。測出標準玻璃K9樣品的研磨量（體積V0）于被測玻璃時樣的研磨量（V），其比值FA即為被測玻璃的相對研磨硬度，相對研磨硬度小，更易于研磨。FA=V0/V=（W0/PO）/（W/P）式中W0、W分別指標準玻璃K9樣品和被測玻璃式樣研磨重量損失g;P0、P分別指標準玻璃K9樣品和被測玻璃的密度，g/cm3HKKnoop硬度Knoop硬度按國家標準GB7962.21測試方法進行測量。給其施加一定負荷垂直壓在試樣上，保持一定時間后，撤去負荷，用顯微鏡觀察并測試樣上壓痕長對角線的長度，用下式計算Knoop硬度（HK-Knoop,Pa）:HK=0.1

11、02*F/0.07028*L2式中：F一加壓負荷，N;L壓痕的長對角線長度，mm;8.光學玻璃熱性能線膨脹系數(shù)線膨脹系數(shù)指在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)(-60200C,20-1200C)每10C溫度變化對單位長度所引起的長度變化，用L表示，單位cm/cmC。轉(zhuǎn)變溫度玻璃的熱膨脹曲線中低溫區(qū)域和高溫區(qū)域的直線部分的延伸交點所表示的溫度。四.附件1：光學玻璃性能一覽表。2光學理論基礎知識一.光學基本概念狹義來說，光學是關(guān)于光和視見的科學，optics（光學）這個詞，早期只用于跟眼睛和視見相聯(lián)系的事物。而今天，常說的光學是廣義的，是研究從微波、紅外線、可見光、紫外線直到X射線的寬廣波段范圍內(nèi)的，關(guān)于電磁輻射的

12、發(fā)生、傳播、接收和顯示，以及跟物質(zhì)相互作用的科學。我們通常把光學分成幾何光學、物理光學和量子光學。.幾何光學幾何光學是光學學科中以光線為基礎，研究光的傳播和成像規(guī)律的一個重要的實用性分支學科。在幾何光學中，把組成物體的物點看作是幾何點，把它所發(fā)出的光束看作是無數(shù)幾何光線的集合，光線的方向代表光能的傳播方向。但實際上，上述光線的概念與光的波動性質(zhì)相違背，因為無論從能量的觀點，還是從光的衍射現(xiàn)象來看，這種幾何光線都是不可能存在的。所以，幾何光學只是波動光學的近似或極限。光線的傳播遵循三條基本定律：光線的直線傳播定律，既光在均勻媒質(zhì)中沿直線方向傳播；光的獨立傳播定律，既兩束光在傳播途中相遇時互不干擾

13、，仍按各自的途徑繼續(xù)傳播，而當兩束光會聚于同一點時，在該點上的光能量是簡單的相加；反射定律和折射定律，既光在傳播途中遇到兩種不同媒質(zhì)的光滑分界面時，一部分反射另一部分折射，反射光線和折射光線的傳播方向分別由反射定律和折射定律決定。光的反射反射定律:如圖2-1所示，從光的入射點O所作的垂直于鏡面的線ON叫做法線，入射光線與法線的夾角叫入射角（i），反射線與法線的夾角叫反射角，有:反射線與入射線.法線同在一個平面上,且反射角等于入射角（i=r）。N2-1：光的反射圖1.1.3.2光的折射光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳播方向一般會發(fā)生變化,這種現(xiàn)象叫光的折射，并遵守折射定律:n1Sini=n2S

14、inr折射公式中:i、幾為入射角和折射角n1、n2分別為兩種介質(zhì)的折射率.當r=900,相應的入射角i.稱為臨界角.特別強調(diào)的是:在折射時光路是可逆的，不管光線以什么角度射向玻璃表面,Sini/Sinr的值總是一個常數(shù).他稱這一常數(shù)為玻璃的折射率.通常用字母n來表示.圖2-2：光的折射圖1.2基本鏡面成像規(guī)律1.2.1平面鏡成像平面鏡所成的像距鏡面的距離與物體到鏡面的距離相等,且像的大小與物體的大小相同。非光線所成的像,而是光線的延長線相交而成的稱虛像。球面鏡如果鏡子的反射面是球面的一部分,這樣的鏡子稱球面鏡.球面鏡分凸面鏡和凹面境兩種。凹面鏡把射向它的平行光線會聚在一點,這一點叫凹面鏡的焦點

15、.反之,當把一個光源放在凹面鏡的焦點上,出射光經(jīng)凹面境反射后,成平行光射出。凸面鏡對光線起發(fā)散作用。透鏡透鏡可分為兩類:一類是中間厚邊緣薄,具有使光線會聚作用,叫做凸透鏡，另一類是中間薄邊緣厚,具有使光線發(fā)散作用的叫凹透鏡。當透鏡的厚度與其焦距比可以忽略不計時,通常稱為薄透鏡。如圖2-3，為薄透鏡原理圖，UO為物距u,OV為像距v,OF為焦距f。物與像的位置滿足下面透鏡成像公式：1/u+1/v=1/f式中u為物體到透鏡的距離，也稱物距v像到透鏡的距離，也稱像距，實像為+值，虛象為-值。f為透鏡的焦距，凸透鏡為正，凹透鏡為負.圖2-3：薄透鏡成像1.3光學成像概念幾何光學中研究和討論光學系統(tǒng)理想

16、成像性質(zhì)的分支稱為高斯光學，或稱近軸光學。它通常只討論對某一軸線（即光軸）具有旋轉(zhuǎn)對稱性的光學系統(tǒng)。如果從物點發(fā)出的所有光線經(jīng)光學系統(tǒng)以后都交于同一點，則稱此點是物點的完善像。如果物點在垂軸平面上移動時，其完善像點也在垂軸平面上作線性移動，則此光學系統(tǒng)成像是理想的。高斯光學的理論是進行光學系統(tǒng)的整體分析和計算有關(guān)光學參量的必要基礎。利用光學系統(tǒng)的近軸區(qū)可以獲得完善成像，但沒有什么實用價值。因為近軸區(qū)只有很小的孔徑（即成像光束的孔徑角）和很小的視場（即成像范圍），當光學系統(tǒng)的孔徑和視場超出近軸區(qū)時，成像質(zhì)量會逐漸下降。這是因為自然點發(fā)出的光束中，遠離近軸區(qū)的那些光線在系統(tǒng)中的傳播光路偏離理想途徑

17、，而不再相交于高斯像點（即理想像點）之故。這時，一點的像不再是一個點，而是一個模糊的彌散斑；物平面的像不再是一個平面，而是一個曲面，而且像相對于物還失去了相似性。所有這些成像缺陷，稱為像差。用單色光成像時，有五種不同性質(zhì)的像差，即球差、彗差、像散、場曲和畸變。球差使物點的像成為圓形彌散斑。彗差造成彗星狀彌散斑。像散則導致橢圓形彌散斑。場曲使物平面的像面彎曲?；兪刮矬w的像變形。此外，當用較寬波段的復色光成像時，由于光學媒質(zhì)的折射率隨波長而異，各色光經(jīng)透鏡系統(tǒng)逐面折射時，必會因色散而有不同的傳播途徑，產(chǎn)生被稱為色差的成像缺陷。色差分兩種：位置色差和倍率色差。位置色差導致不同的色光有不同的成像位置

18、。倍率色差導致不同的色光有不同的成像倍率。為使光學系統(tǒng)在具有大的孔徑和視場時能良好成像，必須對像差和色差作精細校正和平衡。物理光學從光的波動性出發(fā)來研究光在傳播過程中所發(fā)生的現(xiàn)象的學科，所以也稱為波動光學。它可以比較方便的研究光的干涉、光的衍射、光的偏振，以及光在各向異性的媒質(zhì)中傳插時所表現(xiàn)出的現(xiàn)象。光的干涉把曲率半徑很大的凸透鏡放在光學平玻璃板上，當用白光照射時，則見透鏡與玻璃平板接觸處出現(xiàn)一組彩色的同心環(huán)狀條紋；當用某一單色光照射時，則出現(xiàn)一組明暗相間的同心環(huán)條紋，后人把這種現(xiàn)象稱牛頓環(huán)。光的衍射用雙狹縫干涉現(xiàn)象，可圓滿地解釋光的干涉和衍射現(xiàn)象，也能解釋光的直線傳播。光的偏振波動光學的基礎

19、就是經(jīng)典電動力學的麥克斯韋方程組。波動光學可以解釋光在散射媒質(zhì)和各向異性媒質(zhì)中傳播時現(xiàn)象，以及光在媒質(zhì)界面附近的表現(xiàn)；也能解釋色散現(xiàn)象和各種媒質(zhì)中壓力、溫度、聲場、電場和磁場對光的現(xiàn)象的影響。量子光學從光子的性質(zhì)出發(fā)，來研究光與物質(zhì)相互作用的學科即為量子光學。它的基礎主要是量子力學和量子電動力學。光既表現(xiàn)出波動性又具有粒子性的現(xiàn)象既為光的波粒二象性。從光的干涉、衍射、偏振以及運動物體的光學現(xiàn)象確證了光是電磁波；而另一方面又從熱輻射、光電效應、光壓以及光的化學作用等無可懷疑地證明了光的量子性微粒性。光學是由許多與物理學緊密聯(lián)系的分支學科組成；由于它有廣泛的應用，所以還有一系列應用背景較強的分支學

20、科也屬于光學范圍。例如，有關(guān)電磁輻射的物理量的測量的光度學、輻射度學；以正常平均人眼為接收器，來研究電磁輻射所引起的彩色視覺，及其心理物理量的測量的色度學；以及眾多的技術(shù)光學：光學系統(tǒng)設計及光學儀器理論，光學制造和光學測試，干涉量度學、薄膜光學、纖維光學和集成光學等；還有與其他學科交叉的分支，如天文光學、海洋光學、遙感光學、大氣光學、生理光學及兵器光學等。3光學工藝材料一.磨料1.各種磨料及其代號（GB2476-83）名稱棕剛玉白剛玉單晶剛玉微晶剛玉鉻剛玉鋯剛玉黑碳化硅綠碳化硅鈰碳化硅碳化硼GZGBGDGWGGGATHTLTSTP2.金剛石粒度表示方法中國美國、日本標稱號公稱尺寸（|Jm）標稱

21、號#最大尺寸（|Jm）平均尺寸（|Jm）4640031560315250702502008020016010016012512012510015010080180806324063502409840328050-4028086342.5W40402832075282.3W28282040063232.1W20201450053191.6W14141060045161.3W1010-77003813.51.1W7758003211.30.9W55-3.51000279.40.8W3.53.52.51200237.50.6W2.52.51.51500196.30.5W1.51.512000155.

22、20.5W11-0.530001240.5W0.50.5以下40001030.4說明：標稱號#指1平方英寸上網(wǎng)孔數(shù)量。二、砂輪砂輪一般指除金剛石以外的人造磨料，用結(jié)合劑將其結(jié)合起來，制造成具有一定形狀的磨具，稱砂輪。結(jié)合劑種類及代號如表3-1：表3-1結(jié)合劑名稱陶瓷結(jié)合劑樹脂結(jié)合劑橡膠結(jié)合劑代號ASX三、人造金剛石磨具人造金剛石磨具的濃度是指含金剛石的結(jié)合劑層中，每cm3體積中所含金剛石的克拉數(shù)汝口圖3-2。圖3-2：金剛石磨具的濃度濃度25%50%75%100%150%含量克拉/531.12.23.34.46.6結(jié)合劑種類及代號如表3-3：表3-3結(jié)合劑名稱陶瓷結(jié)合劑樹脂結(jié)合劑青銅結(jié)合劑電鍍

23、金屬結(jié)合劑代號ASQD四、拋光粉拋光粉基本要求：外觀均勻一致，無機械雜質(zhì)；粒度基本均勻一致；化學活性好；良好的分散性和吸附性；合適的硬度和比重。如圖3-4。圖3-4：常用拋光粉物理性能氧化鐵氧化鈰氧化鋯分子式Fe2O3CeO2ZrO2外觀紅色白色、黃色白色、黃色、棕色比重5.15.37-7.35.76.2莫氏硬度5-7685.56.5顆粒大?。╱m）0.210.540.25-0.7五、拋光膜材料拋光膜材料要求：微孔結(jié)構(gòu)；耐磨性；吻合性；耐熱性；無彈性變形；老化期長；成型收縮率??；吸水性好。常用拋光膜柏油混合膜；古馬隆柏油混合膜；毛氈柏油膜；聚氨脂微孔塑料拋光片；固著磨料拋光片。六、其他材料.冷

24、卻液作用：冷卻作用；清洗作用；潤滑作用；化學作用。.粘結(jié)材料.清洗材料對被清洗物應有良好的溶解能力，對零件的腐蝕性小，無毒。.擦拭材料.保護材料.防霧劑4光學加工基本理論一、毛坯成型與切割工藝.毛坯成型：一次壓型法和二次壓型法。一次壓型法（滴料成型法）工藝流程：配料熔煉流量控制滴料剪切壓型退火檢驗。二次壓型法（熱壓成型法）工藝流程：切割重量調(diào)整加熱軟化壓型退火檢驗。.切割工藝切割是固體材料的連續(xù)界面發(fā)生規(guī)則斷開并有序分離?？煞譃殇徠懈詈挽o壓切割，前者為有屑切割，后者成無屑切割。外圓切割：通過對機床采用金剛石鋸片，對玻璃進行高速切割。公司采用金剛石鋸片切割方式中，通過調(diào)整工作臺，手動進給玻璃來

25、完成。內(nèi)圓切割：通過采用內(nèi)圓鋸片進行切割，適宜于工件厚度薄、平面度要求高、材料貴重的玻璃。外圓銑磨：包括磨輪高速旋轉(zhuǎn)的主切割運動、工件低速度旋轉(zhuǎn)的圓周進給。工件的縱向進給，即工件每一轉(zhuǎn)期間沿自身軸線方向移動的距離；磨輪的橫向進給，即吃刀深度。無心外圓銑磨：主要用于玻璃棒料磨外圓。二、銑磨工藝.主要針對工件外形尺寸、角度等保證，多數(shù)情況下銑磨完工后工件外部尺寸及角度將不再發(fā)生變化。.銑磨工藝銑磨成型目的：將工件加工成規(guī)定的幾何形狀，通常用于加工具有高精度角度要求、邊長要求的長方體和正方體等。銑磨原理：特點是依靠機床的精確運動形成平面包絡面,對機床精度要求高。磨輪軸與工件軸交于O點，兩軸夾角為a，

26、磨輪中徑為Dm，磨輪端面切削圓弧半徑r則工件曲率半徑R滿足關(guān)系式：sina=DM/2（Rr），R=DM/2sinar；凸取+，凹取一。當a等于0時，為平面加工。用筒狀金剛石磨輪銑磨平面技形成球面正弦公式當a=0時,R=8范成了平面。銑磨誤差產(chǎn)生原因：工件軸與磨論軸夾角誤差；加工過程中易產(chǎn)生軸向跳動，并切吃刀深度易產(chǎn)生變化，造成崩邊、面；當工件軸與磨論軸平行且不相交時，銑磨出理想平面。電磁盤面與磨輪面不共面誤差。加工過程中易產(chǎn)生徑向跳動，加工后角度難以保證。若電磁盤面與磨輪面夾角為，則加工后該角度誤差將復制到工件上，工件角度誤差將略大于。因此設備水平基準應得到保證，磨輪位置應得到保證。銑磨夾具誤

27、差夾具角度應比工件小2-5；夾具角度精度應比工件高1-2，同時注意槽角度與止推基準面垂直，基準面應開溝槽，夾具同時耐磨、變形小。2.2.3.1槽角度誤差引起工件角度偏差當槽角度為900+1（-1）,則450=12.2.3.2槽溝不對稱設900準確，有450=22零件加工過程中將出現(xiàn)累加角度誤差。工藝因素對銑磨工序的影響：銑磨指標：磨削效率、工件表面粗糙度、磨輪磨耗比（指每消耗1mg磨輪，所能磨去的玻璃的重量，以g/mg表示）等；影響銑磨過程的因素：設備、磨輪、冷卻液；磨頭轉(zhuǎn)速：磨輪邊緣線速度的提高有利于磨削效率的提高和改善工件表面粗糙度。工件軸轉(zhuǎn)速：工件軸轉(zhuǎn)速增加，磨輪磨耗比加大。磨削壓力：磨

28、削壓力增加，工件表面粗糙度加大。吃刀深度：指工件每轉(zhuǎn)的進給量，隨銑磨壓力、磨料粒度、磨輪轉(zhuǎn)速增加成正比增加，而與工件轉(zhuǎn)速成反比。金剛石磨具粒度金剛石磨具濃度：通常濃度100%比較合適。金剛石磨具結(jié)合劑：電鍍磨具磨削效率最高，且耐磨，但表面粗糙度大；青銅結(jié)合劑，沒有電鍍耐磨，但表面粗糙度好。國內(nèi)通常用青銅結(jié)合劑。銑模夾具和工件定位：銑模夾具和工件定位是銑磨成型的必要保證，在銑磨成型加工過程中具有重要意義?；鶞剩狐c、線、面的綜合，可以根據(jù)其來確定被考慮的其他點、線、面的位置分為設計基準和工藝基準設計基準：任何一個點、線、面，根據(jù)其來確定零件圖上其他點、線、面的位置。工藝基準：加工工藝過程中的基準。

29、可以分為：原始基準：任何一個點、線、面，來確定工藝要求的表面的位置。定位基準：工件上任何一個表面，用來確定工件在夾具中的位置測量基準：測量加工面位置所依據(jù)的基準。2.4.2工件在空間的位置及六點定位原則：剛體在空間有六個自由度，即沿三個互相垂直的軸線的軸移動和轉(zhuǎn)動。限制這六個自由度就必須有六個定點與工件相接觸。XOY面三點限制三個自由度，OZ方向移動，OX、OY方向轉(zhuǎn)動，為主要定位基準，通常選最大表面；XOZ面上兩點限制兩個自由度，OY方向移動，OZ方向轉(zhuǎn)動，為導向定位基準，通常選最長表面；YOZ面上一個點限制最后一個自由度，OX方向移動，為止推定位基準，通常選最短、窄面。定位是使工件在夾具中

30、占據(jù)正確位置，而夾具的作用就是消除工件在加工時的移動，不需要限制六個自由度的定位稱為不完全定位，根據(jù)實際情況予以確定。2.4.3基面的選擇：基面分為毛基面（未加工表面）、光基面（已加工表面）。選擇基面原則：非全部加工的工件，應取完全不需加工的表面；全部加工的工件，取余量最小的表面作為毛基面；取做毛基面的表面，制作過程中應盡量平整、光潔，并使其與其他加工表面偏差最?。?.4.3.4已加工一些表面后，毛基面必須用光基面代替。光基面選擇時，應與待加工表面有公差要求，并盡量使全部工序在同一基準下進行；2.4.3.5主要定位基準應表面應盡量大，導向基準盡量長，止推定位基準盡量短、窄；2.4.3.6基準面

31、應使夾具設計制造簡單。銑磨工序中：1.工件膠條的定位、夾具精度直接影響膠條的精度，主要表現(xiàn)為基準面及膠條長度方向直角程度。膠條效果將直接影響該批工件在設備上的定位。2.安裝定位，需要嚴格認真的態(tài)度，同時夾具也是實現(xiàn)安裝定位的重要保證。三、精磨加工工藝1.雙面研磨加工基本原理研磨加工原理：通過運動實現(xiàn)工件和研磨盤之間的相對磨擦，在磨擦過程中實現(xiàn)磨粒切削、滑擦、化學反應等，從而達到材料的去除。研磨的運動方式，概括起來主要有圓周運動、直線運動和擺動運動等。其中最常見的為行星式研磨運動機構(gòu)，其運動的結(jié)構(gòu)參量便于調(diào)整，配以適當?shù)膴A具可以獲得雙面加工的效果，在雙面研磨加工領(lǐng)域占據(jù)著舉足輕重的地位。工件的運

32、動通過夾具（即通常為行星輪載體）帶動，而夾具通過太陽輪和內(nèi)齒輪帶動。工件放置于夾具內(nèi)所開護孔內(nèi)，配以載荷，在摩擦力的驅(qū)動下實現(xiàn)研磨運動。模型見圖4-1。2圖4-1：由內(nèi)向外圓分別表示1-太陽輪、2-外齒輪、1，2之間為行星輪和工件雙面研磨的基本概念：對上、下兩表面均為平面，并具有一定形狀的工件在一次加工過程中同時磨削兩表面，且上、下兩被加工表面磨削效率基本相同的加工過程。工件相對于研磨盤的運動軌跡不但與研磨盤的磨損有關(guān)，而且與工件的平面度、表面粗糙度及材料的去除率密切相關(guān)。研磨運動影響因素：運動研究過程中，側(cè)重的是研磨過程中軌跡的變化形態(tài)和軌跡的疏密度等，由于磨料或磨粒分布的不均勻性、化學及機

33、械作用的影響，研磨盤自身的接觸作用，僅從軌跡狀態(tài)并不能完全描述研磨過程。工件表面受磨料磨削的頻率、熱變形狀態(tài)及化學作用等都將影響工件表面的平面度、紋理方向、表面完整性及一致性。通過選擇正確的研磨軌跡，用機械運動機構(gòu)實現(xiàn)最終的研磨過程。2磨運動方程設xoy為固定坐標系，xloyl為第一動坐標系，固定在工件上，x2oy2為第二動坐標系,固定在研磨盤上，其絕對角速度和相對角速度關(guān)系如下：表4-1絕對角速度和相對角速度關(guān)系研磨盤外齒輪行星輪太陽輪角速度絕對3033323i相對3H03H33H23Hi轉(zhuǎn)速絕對n0n3n2ni相對nH0nH3nH2nHi齒數(shù)z3z2zi系桿角速度3H基本運動方程如下：3H

34、=W1+z1*33/z2）/（z3/z1+1）3H2=32-3H；3H1=31-3H；wH0=w0-wH33=K*3（3-1）設研磨盤任意點為P（R，n），則P點在xloyl坐標系的軌跡及速度分別為：軌跡：x1p=Rcos（3H0-3H2）t+n-Lcos3H2tyip=Rsin（3H0-3H2）t+n-Lsin3H2t（3-2）速度：vpx1=-R（3h0-3H2）sin（3H0-3H2）t+n-L3H2sin3H2tvpy1=R（3h0-3H2）cos（3H0-3H2）t+n-L3H2cos3H2t（3-3）其中，ReR0,Ri,R0,R1為研磨盤內(nèi)外徑；n0,2n，n為點p的隨機角。設工

35、件上任意點M(a，B),則M點在x2oy2坐標系的軌跡及速度分別為：軌跡：x2M=pcos(3H0-3H2)t+0+L3HOcos3HOty2M=psin(3H0-3H2)t+p-LwH0sinwH0t(3-4)速度：vMx2=-p(3h0-3H2)sin(3H0-3H2)t+p-LwH0sinwH0tvMy2=p(3h0-3H2)cos(3H0-3H2)t+p-L3H0cos3H0t(3-5)其中，pO,pM,pM工件最大直徑；氏0,2印邛為點乂的隨機角。3工件研磨過程分析切痕方向，切痕方向變化決定了工件表面的紋理，由式(3-5)得到切痕方向角a(p)的變化方程：a(p)=arctgvMy2(p)/vMx2(p)(3-6)可以看出，切痕方向變化的快慢受研磨盤轉(zhuǎn)速的影響，低速時切痕方向變化較為平穩(wěn)；一般在夾具中心處其變化比較平穩(wěn)