光學零件加工入門教育

光學零件加工入門教育教材（試用）承認：胡君劍 作成：邢德華一、光學加工的意義什么是光學零件由光學材料制成的，用于光學儀器光學系統(tǒng)的元器件叫光學零件。光學材料一般有：光學玻璃、光學塑料、光學晶體等。我公司目前主要是生產(chǎn)光學玻璃制成的光學零件。（光學玻璃是不同于普通玻璃、有特殊要求的玻璃材料，目前有近200種）最常用的光學零件主要有二種：透鏡和棱鏡。（作圖）我公司目前主要生產(chǎn)的是透鏡。透鏡形狀有：正透鏡和負透鏡（作圖）中心厚度大于邊緣厚度的透鏡是正透鏡，光會聚中心厚度小于邊緣厚度的透鏡是負透鏡，光發(fā)散光學零件的作用透鏡主要用于光學系統(tǒng)成像，棱鏡主要用于光路轉(zhuǎn)折。常用的光學儀器有：照相機、顯微鏡、望遠鏡、眼鏡、放大鏡、潛望鏡、攝影機攝像機等等。他們的成像都是通過光學零件實現(xiàn)的光學零件加工的目的通過光學冷加工、光學特種加工，把光學零件胚料（硝材）加工成滿足客戶要求的合格光學零件。（這里的硝材可以是壓型料、棒料、大塊料。我公司目前用的是壓型料。有專門工廠熱壓成型加工的基本成型的光學零件原材料。）二、光學零件加工一般流程在我公司的一般流程主工序荒折 砂掛 研磨 芯取 鍍膜 粘合 涂墨 組立輔助工序上盤、下盤、清洗、洗凈㈠主工序荒折（銑磨）CG:就是把鏡片加工成一定形狀，寸法（尺寸）和外觀要求的工序本公司光學加工的第一道工序，加工模式類似于金加工中銑切加工，完成鏡片成型（球面曲率、面型、鏡片中心厚度、外觀）如圖所示?透鏡胚料夾持在主軸上，夾持的方法可以是真空吸附也可以是彈片夾持，我公司大部分采用彈片夾持。主軸是轉(zhuǎn)動的（低速）?圖標是立式的，實際加工中有立式的，也有臥式的，在我公司是臥式的。?銑磨是用砂輪來加工的，砂輪是金剛石環(huán)形砂輪，用規(guī)定大小的人造金剛石顆粒與銅、鎳等金屬或陶瓷混合壓型、燒結(jié)而成的。?砂輪高速旋轉(zhuǎn)，斜向推進鏡片，對鏡片進行磨削，銑出一個球面?調(diào)整砂輪的角度，確定球面的曲率?調(diào)整砂輪的方向，確定凸面或凹面?調(diào)整砂輪推進量，確定磨削量（鏡片中心厚度）?用油冷卻液。?翻面加工第二面砂掛（精磨）砂掛:就是去除CG后表面的破壞層，達到一定寸法及表面精度，且達到研磨前條件要求的工序本公司光學冷加工的第二道主工序。對鏡片球面精細加工，確保后到加工（研磨）有一個良好的基礎(chǔ)。比荒折有更高的技術(shù)要求（球面曲率、面型、鏡片中心厚度、外觀）?用金剛石精磨片對基片加工，精磨片用規(guī)定大小的人造金剛石顆粒與銅、鎳等金屬或陶瓷混合壓型、燒結(jié)而成的。相當于小砂輪，金剛石顆粒很細。我公司

用的是金屬結(jié)合劑的精磨片。?一般分二道加工，一道粗一些，一道細一些?砂掛皿的磨削面是球面的，粘貼了精磨片后（單片或多片），精密修正曲率（R）?與銑磨不一樣的是：鏡片或砂掛皿的旋轉(zhuǎn)，有一個是從動的，并且有一個是擺動的（準球心擺動）。為的是均勻磨削。（磨削軌跡越亂越好）?用水性冷卻液。?由金剛石粉的顆粒度、壓力、轉(zhuǎn)速、時間等因素控制磨削量。?由砂掛皿的曲率形狀、擺幅等因素控制給被加工鏡片的曲率。如圖示;研磨（拋光）研磨就是去除砂掛表面的破壞層,達到一定表面精度,寸法及透明度的工序光學冷加工中最重要的工序，最后一道透鏡表面磨削加工。由此道工序保證鏡片多項技術(shù)要求。外觀、中心厚度、球面曲率（用光圈數(shù)、亞斯來表征）等。?加工方式類似于砂掛（如上圖）?所用的皿稱為研磨皿，粘貼的是研磨片、研磨紙?所用的冷卻液是研磨液（研磨粉溶液）?由研磨皿的曲率形狀、擺幅等因素控制給被加工鏡片的曲率。?由研磨粉的顆粒度、型號，加工的壓力、轉(zhuǎn)速、時間等因素控制磨削量及外觀。芯?。ミ叄┩哥R外圓加工，保證外圓尺寸，同時達到使透鏡光軸與機械軸同心的目標。有專門的芯取機加工如圖示芯取機的主軸是同心圓筒，鏡片夾持在中間，利用透鏡的二個球面，通過主軸筒的壓移，使得鏡片光軸與機械軸同心。而后由金剛石砂輪對鏡片邊緣磨削。完成工作。?夾持鏡片的主軸轉(zhuǎn)動（低速）?金剛石砂輪高速轉(zhuǎn)動（加橫向平移）?由主軸的精度、鏡片的夾持角、夾持精度控制鏡片的同心度?有砂輪的進刀量控制鏡片外圓尺寸?有砂輪的顆粒度、轉(zhuǎn)速、進刀速率等因素控制外圓的外觀。鍍膜在真空狀態(tài)下，將一些金屬、介質(zhì)材料蒸發(fā)，沉積在鏡片表面，形成薄膜，達到改變光在鏡片表面光譜透反射特性。滿足客戶規(guī)定的技術(shù)要求。?用真空鍍膜機實施鍍膜，鍍膜機是高檔、精密、高價值的機器。?用儀器控制膜層厚度，膜厚控制精確到納米級?用電子束蒸發(fā)膜料，蒸發(fā)溫度達1000度以上。?我公司大部分鍍膜機是進口的智能自動鍍膜機。?鍍一層膜的叫單層膜，鍍二層以上的叫多層膜，有時多達100多層。?我公司目前大部分零件鍍得是多層減反膜（減少鏡片表面的光反射）粘合粘合是將正負二片透鏡或三片透鏡，用透明的膠粘合起來，組成一個組合透鏡。組合透鏡的功能是為整組鏡頭消除像差、色差。粘合同時要保證二片鏡片同時達到光軸和機械軸同心。?粘合用膠是一種光敏膠，在紫外光照射下固化。?鏡片在固化前，在專門的對中心儀器（偏心顯微鏡）的監(jiān)視下調(diào)整二鏡片的相對位置，使之同心。涂墨涂墨是在鏡片邊緣涂上一層無光黑墨，防止鏡片邊緣的雜散光。涂墨的主要要求是：墨的尺寸位置、墨的厚度、墨的濃度等。㈡輔助工序上盤、下盤砂掛、研磨工序，鏡片多片加工時，需要將鏡片膠合在一個皿（膠接頭）上。上盤、下盤就是為此服務(wù)的。?上盤用膠是一種柏油松香的混合物?采用加熱的方法上盤?采用加熱或冷凍的方法下盤。清洗、洗凈清洗、洗凈，是將鏡片加工過程產(chǎn)生的臟、附著物去除，使得鏡片干凈。?清洗使用手工方法，用汽油、酒精的有機溶劑?洗凈是使用超聲波清洗機（有祛油、洗滌、漂洗、脫水、干燥等步驟）三、光學加工注意要點1?應遵守的事：移動鏡片時，自面前拿，擱在遠處（近拿深放）。不應做的事：*在鏡片上方作業(yè)。減少鏡片掉落時可能造成的危害。2?應遵守的事：接觸鏡片時，注意力高度集中。不應做的事：*放置鏡片時，從指定位置上方跌落鏡片；*不小心掉落鏡片；*作業(yè)中鏡片之間相互碰撞，鏡片與盒摩擦。要點：作業(yè)動作正確，注意力高度集中。3?應遵守的事：鏡片之間擺放保持間隔。不應做的事：*鏡片擺放無間隔，相互碰撞。要點：防止鏡片碰撞造成報廢。4?應遵守的事：搬運鏡片箱盒，應托住搬運鏡片箱盒，應不擋住視線。不應做的事：*不托箱盒底部搬運；*箱盒超過肩部，擋住視線搬運。要點：搬運過程中防止鏡片箱盒跌落造成損失；防止人體腰部損傷。5?應遵守的事：不面對鏡片講話；必須講話時，用手掩住嘴部。不應做的事：*面對鏡片講閑話；講話時不掩住嘴部。要點：防止口水點造成鏡片不良。應遵守的事：除正在作業(yè)時外，必須將鏡片盒、箱蓋上蓋子或蓋上潔凈拷貝紙。不應做的事：*放在棚架上的鏡片盒、箱不蓋蓋子或拷貝紙；*鏡片涂有保護膜時不蓋蓋子或拷貝紙；*搬運時無蓋子或拷貝紙*空箱盒無蓋子或拷貝紙；*空箱盒擺放鏡片時，不換潔凈拷貝紙。要點：保護鏡片表面不受污染。應遵守的事：先進先出，按入庫/進入現(xiàn)場日先后順序安排加工。不應做的事：*不管入庫/進入現(xiàn)場日先后順序安排加工。要點：便于鏡片早期發(fā)現(xiàn)問題，防止積壓時間過長造成鏡片霉變。應遵守的事：接觸鏡片光面時必須戴擦拭干凈的指套作業(yè)。不應做的事：*裸手接觸鏡片光面。要點：防止指紋印對鏡片造成不良。應遵守的事：鏡片箱盒不直接放在地面上。不應做的事：*鏡片箱盒直接放在地面上。要點：防止水、潮濕、臟物對鏡片傷害。應遵守的事：鏡片箱盒擺放不超出通行線、限高線、作業(yè)臺、棚架位置。不應做的事：*不在指定位置放置鏡片箱盒；*鏡片箱盒擺放超規(guī)定線。要點：避免鏡片箱盒跌落；防止事故發(fā)生。應遵守的事：認真觀察了上道給你的零件，確認符合加工要求時，才開始你的加工。不應做的事：*拿到零件就加工。要點：防止已經(jīng)不合格的零件再加工，造成不必要的損失。防止品質(zhì)責任不清。應遵守的事：認真理解了你加工的技術(shù)要求后，才開始你的加工不應做的事：*憑習慣、憑印象、想當然加工。要點：避免不必要的加工錯誤。應遵守的事：仔細檢查了你加工的零件，符合要求后才送檢或轉(zhuǎn)下一道工序。不應做的事：*一加工完畢就送檢。要點：不好的零件不能流往下一道；明白自己加工中的問題點。應遵守的事：本工序、本人能做好的事，盡量做好。不應做的事：*下一道工序能做的，就讓下道去做，盡量減少自己的事。要點：下一道就是用戶，為用戶提供更多的方便是企業(yè)的天職。應遵守的事：機床、工作臺面、工作環(huán)境符合工作要求后，才開始生產(chǎn)。