光学零件基本加工工艺规程设计

第二节 加工余量
? 一、基本概念 ? 为了获得所需的零件形状、尺寸 和表面质量，必须从玻璃毛坯上 磨去一定量的光学材料层，此光 学材料层通常称为加工余量。
? 加工余量的种类： ? 线性尺寸余量 ? 角度余量 ? 工序余量 ? 总加工余量
? 根据光学零件加工工序的特点，一般零 件的全部加工余量是由下列余量组合而 成的。
? 确定粗磨余量 ? 确定粗磨完工尺寸 ? 设计粗磨工装 ? 选择粗磨辅助材料 ? 编制粗磨工艺规程
? （六）确定毛坯尺寸并绘制毛坯图
? （七）编制工艺规程，填写工艺卡片
? 设计工艺规程时，要充分发挥现有的生产技 术手段，同时应适当的采用最新的工艺技术。
? 工艺规程一旦确定下来，生产人员必须严格 遵守。当然工艺规程也不是一成不变的，随 着科学技术的发展，到一定时期，工艺规程 必须修改，否则就会阻碍生产的发展。
? 2、设计镜盘和磨具 ? 3、确定精磨抛光余量 ? 4、选择精磨抛光的设备及辅助材料 ? 5、编制精磨抛光工艺规程
（五）确定粗磨工艺规程
? 确定加工顺序 透镜粗磨：先加工曲率半径大的面； 先加工凹面；钻孔一般在开球面之前； 铣槽根据零件结构安排。 棱镜粗磨：基准面或辅助基准面先加 工，工作面较大（或能使下道工序成条 或成对）加工的面先加工；铣槽后加工。
? 锯切余量；
? 整平余量； ? 表面粗磨余量；
? 表面精磨、抛光余量； ? 定心磨边余量。
? ? 1.2(M n ? M n?1)
Δc
tc
Δj1
tj1
t j2
A
A
图18-1 加工余量的确定
三、各工序余量的计算
? 1.锯切余量与公差
2.研磨、抛光余量与公差
一般可以采用的数据：零件直径小于10mm时，单面余量取0.150.20mm，零件直径大于10mm时，单面余量取0.20-0.25mm。
? （四）确定精磨抛光工艺规程
? 1、确定加工顺序
透镜精磨抛光：平面先于球面；凹面先于 凸面；曲率半径大的表面先于曲率半径小的表 面；表面疵病要求低的先加工。
棱镜精磨抛光：基准面或辅助基准面先加 工；不规则的工作面或零件重心不通过它的工 作面先加工；表面疵病要求低的先加工；角度 精度要求高的先加工（屋脊棱镜除外）；容易 修改光学平行差的面最后加工。
? 根据零件的中心偏要求，确定是否定中心磨边； ? 根据零件尺寸大小，中心ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ差要求的精度和设备
情况确定磨边方法； ? 定中心磨边余量的确定； ? 选择定中心磨边的工装夹具和辅料； ? 编制透镜定心磨边工艺规程。
? （三）设计球面工作样板（透镜）
? 按磨边前的零件直径确定工作样板的 直径。工作样板由标准样板套制而成。
典型光学零件工艺规程举例
? 对玻璃的要求：
? Δ nd ? Δ (nf-nc) ? 光学均匀性 ? 应力双折射 ? 条纹度 ? 气泡度 ? 光吸收系数
? 对光学零件的要求：
?N ?ΔN ?ΔR ?χ ?B ?C ?q ?φ 效
? 什么是光学元件工艺规程？编制工艺规 程，需要考虑的主要内容有哪些？
第三节 工艺规程的设计原则和步骤
? 一、一般原则 ? 原则：在一定的条件下，如何
保证以最低的成本和最高的效 率来达到零件图上的全部尺寸、 形状、位置精度、表面质量和 其他技术要求。
? 全面了解、熟悉零件图技术条件以及其他原始资料， 进行综合分析；
? 首先考虑选用通用样板和仪器，如果没有，设计必 要的专用样板和专用仪器。
3.磨外圆与定心磨边余量与公差
焦距小于300mm，偏心差要求不高时： 易偏心零件：
四、光学零件毛坯尺寸的计算
? 1.透镜毛坯尺寸的计算（块料）
毛坯的中心厚度为d，透镜的最大允 许的中心厚度为d0，凹面的矢高为h，单 面精磨余量为Pj，单面粗磨余量为Pc,则有 下面关系式： 双凸透镜 d=d0+2(Pj+Pc) 弯月透镜 d=d0+2(Pj+Pc)+h 双凹透镜 d=d0+2(Pj+Pc)+h1+h2
第18章 光学零件基本加工工艺 规程设计
? 工艺规程是光学零件制造过程中的法律 文件，它是根据零件的图纸、生产批量、 车间的加工设备、制造过程中夹具、模 具和检测手段由车间技术人员提出，并 经过一定审查批准程序制定的，每个需 要制造的零件都有相应的工艺规程。
? 工艺规程的主要内容和制定程序
? 1.分析被加工零件的技术条件和工艺性； ? 2.选择毛坯，确定加工余量； ? 3.根据设备和工模具，设计零件工艺过程； ? 4.进行工序设计，确定工序加工余量和量具； ? 5.编制工艺规程和相应表格； ? 6.按工艺规程，做经济分析。
第一节 工艺审查
? 就是按照多、快、好、省的原则 对产品的设计合理性、结构工艺 性、制造经济性做全面的审查和 综合评定。
? 一、设计合理性
? 形状 ? 尺寸 ? 精度 ? 重量 ? 材料
? 二、结构继承性
? 三、“三化”程度（ 标准化、系列化、通用化 ）
? 四、先进性：及时适当采用新材料、新技术、新 工艺。
? 2.棱镜毛坯尺寸的计算
设三棱镜的角度分别是α 、β 、γ ，其对 应的面为3、2、1，毛坯的尺寸为Lx，精磨余 量为Pj，粗磨余量为Pc，则有下列关系式：
Lx1=L1+(Pj+Pc)(ctanα /2+ctanβ /2) Lx2=L2+(Pj+Pc)(ctanα /2+ctanγ /2) Lx3=L3+(Pj+Pc)(ctanβ /2+ctanγ /2)
? 设计工艺规程时，应先从最后一道工序开始考虑。 如透镜加工余量，应先从定中心磨边余量开始给定 直径尺寸；棱镜和平面镜应先从抛光开始给定厚度 尺寸。然后再考虑相应的工序余量和尺寸。
? 设计必要的工装和选择必要的辅助材料。
? 编写和工艺规程有关的目录和各种明细表。
二、设计步骤
? （一）设计球面标准样板（透镜） ? （二）确定透镜定中心磨边工艺过程（透镜）
? 欲加工一等腰直角棱镜，其中要求完工 的直角边长度L=40mm，查表得到粗磨 和精磨的加工余量分别为Pc=1.2mm和 Pj=0.2mm，试计算毛坯尺寸LX1、LX2 和LX3。