光学零件加工技术
苏瑛-光学零件制造工艺学
光学零件特种加工工艺：特种加工工艺是按照不同技术要求 对冷加工或热加工之后的光学零件进行特殊加工。主要有光 学零件表面镀膜工艺、刻镀工艺、照相工艺、胶合工艺。 （1）光学零件镀膜工艺：它是在抛光或磨边好的零件表面上 镀一层薄膜，如镀增加透光或反光的膜层或其他用途的膜层。 该技术现在已形成一个薄膜光学技术，应用十分广泛。 （2）刻镀、照相工艺是在光学零件表面上制作各种分划标记 的工艺技术。 （3）胶合是将透镜、平面镜或棱镜按要求用光学胶胶合起来 的工艺。通常是将凸凹透镜胶合在一起来改善系统象差；棱 镜相胶来改变光路等。
图样绘制的要求应按照国家机械制图标准和光学制图标准及图样管理制度的 有关规定执行，一般应符合下列原则：
有关尺寸数据的标注均应符合国家制图标准。工艺图纸一般都要求标注允许 的公差范围，而不标注公差代号。需检验的尺寸、数据必须给出公差。
图样中所标注尺寸或数据有三种表示方法。 公称值：不带公差的名义值。加工中此值不做验收的依据，如透镜图中等焦距和
（2）按应力双折射大小分成三类
（3）按条纹大小分成四类
（4）按气泡大小和多少分成八类六级。
特殊玻璃
光学仪器中常用的特殊玻璃有耐辐射光学玻璃、石英光学玻璃、 微晶玻璃、窗用平板玻璃、硬质玻璃等。 一、耐辐射光学玻璃：在γ射线或高剂量的X射线的作用下，具有一 定的抗辐射性能的光学玻璃。耐辐射光学玻璃牌号的命名，按“无 色光学玻璃”牌号，根据其耐辐射性能的大小来分。 二、光学石英玻璃： 三、微晶玻璃：从原来的玻璃态经过热处理改变成的一种多晶体材 料。它的强度比普通玻璃大8倍；硬度比熔融石英还高，接近淬火 钢；密度低；具有高的热稳定性。 四、吸热玻璃：吸热滤光玻璃在可见光区域内有高的透过率而在红 外区域则大量吸收，对于光源的热辐射具有吸收性能。这种玻璃长 用于照明系统，吸收量随玻璃厚度的增加而增加，常用厚度为3mm。
光学加工介绍
光学加工介绍
光学加工是一种利用光学原理进行材料加工的技术。
它利用激光或其他光源的能量来加工各种材料，如金属、塑料、玻璃等。
光学加工技术在工业生产中起着重要的作用，它能够实现高精度、高效率的加工，广泛应用于制造业各个领域。
光学加工技术的基本原理是利用光的特性进行加工。
光学加工过程中，首先需要选择合适的光源。
常用的光源包括激光器、LED等。
然后，通过透镜或光纤等光学元件对光进行控制和聚焦，使其能够准确地照射到被加工材料上。
接下来，通过调节光的能量和聚焦点的位置，可以实现不同形状和尺寸的加工效果。
最后，通过控制光的强度和时间，可以实现不同深度和精度的加工。
光学加工技术具有许多优点。
首先，它能够实现非接触式加工，不会对被加工材料产生物理损伤。
其次，光学加工技术具有高精度和高效率的特点，能够实现微米级的加工精度和高速的加工速度。
此外，光学加工技术还具有灵活性和可控性，可以根据不同的加工需求进行调整和优化。
光学加工技术在各个领域都有广泛的应用。
在制造业中，光学加工技术可以用于制造精密零件、模具、光学元件等。
在电子工业中，光学加工技术可以用于制造电路板、芯片等。
在医疗领域中，光学加工技术可以用于制造人工器官、医疗器械等。
此外，光学加工技术还可以用于材料表面的改性和涂层等。
光学加工技术的发展对于提高制造业的竞争力和推动科技进步具有重要意义。
随着光学加工技术的不断发展和创新，相信它将在未来的工业生产中发挥越来越重要的作用。
我们期待着光学加工技术能够为人类创造更加美好的未来。
光学零件制造工艺
光学零件制造工艺
光学零件制造工艺是生产高质量光学元件的关键技术。
以下是一些常见的光学零件制造工艺：
1. 切割和磨削：使用砂轮或金刚石刀具将光学材料切割成所需的形状和尺寸。
2. 抛光：通过逐渐减小表面粗糙度，使光学零件的表面达到高精度的光洁度。
3. 镀膜：在光学零件表面沉积一层或多层薄膜，以改善其光学性能，如反射率、透过率等。
4. 胶合：将两个或多个光学零件用胶粘剂粘合在一起，形成复杂的光学系统。
5. 成型：通过热压、注塑等方法将光学材料加工成所需的形状。
6. 检测：使用干涉仪、分光光度计等仪器对光学零件进行精度和性能检测。
这些工艺需要高度的专业知识和精密的设备。
制造过程中的每一个环节都必须严格控制，以确保光学零件的质量和性能符合要求。
随着科技的不断发展，新的制造工艺和技术也在不断涌现，如激光加工、离子束加工等。
这些新技术可以提高生产效率和产品质量，推动光学零件制造工艺的不断进步。
光学零件加工流程
光学零件加工流程光学零件加工是光学工程领域中非常重要的一环，它涉及到光学元器件的制造与加工。
本文将介绍光学零件加工的流程，并详细阐述每个环节的操作步骤。
一、零件设计与制作在光学零件加工流程中，首先需要进行零件的设计与制作。
设计师根据实际需要，使用CAD或其他相关软件进行光学元器件的三维建模。
在设计过程中，需要考虑到光学元器件的材料、形状、尺寸等因素，并确保其满足光学性能要求。
设计完成后，可以通过3D打印或数控机床等设备进行零件制作。
二、加工前准备在进行光学零件加工之前，需要进行加工前的准备工作。
首先是对加工设备进行检查和维护，确保设备能够正常运行。
其次是准备加工用的原材料，这些原材料通常是具有良好光学性能的材料，如光学玻璃、光学塑料等。
此外，还需要准备好加工过程中所需的工具、夹具等。
三、加工工艺选择光学零件加工有多种不同的工艺可供选择，根据具体的零件要求和加工难度，选择合适的加工工艺。
常见的光学零件加工工艺包括：切削加工、抛光加工、激光加工等。
对于形状复杂的光学零件，通常采用数控机床进行精密加工。
四、加工操作步骤1. 切削加工：首先，将加工原材料固定在夹具上，然后根据设计要求，使用切削工具对原材料进行加工。
切削加工可以通过车削、铣削、钻削等方式进行。
2. 抛光加工：在切削加工完成后，需要进行抛光加工，以提高光学零件的表面质量。
抛光加工可以通过机械抛光、化学抛光等方式进行。
抛光加工的目的是去除表面的瑕疵，使光学零件表面更加光滑。
3. 激光加工：对于一些特殊要求的光学零件，可以采用激光加工技术进行加工。
激光加工具有高精度、非接触等优点，能够实现对光学零件的高精度加工。
五、质量检验与调整在光学零件加工完成后，需要进行质量检验与调整。
质量检验包括对光学零件的尺寸、形状、表面质量等进行检查，以确保其符合设计要求。
如果发现问题，需要进行调整或重新加工，直到达到要求为止。
六、光学零件的组装与测试光学零件加工完成后，还需要进行组装与测试。
光学零件加工流程综述(完整版)
镀膜材料包括金属、介质等，根据不同的光学要求选择不同的镀膜 材料。
镀膜工艺
镀膜工艺包括真空蒸发、化学气相沉积、物理气相沉积等，以达到不 同的光学要求。
切割技术
1 2
切割技术
通过切割将光学零件加工成所需的形状和尺寸。
切割工具
切割工具包括金刚石刀具、线切割等，根据不同 的材料和要求选择不同的切割工具。
光学元件的污染问题与对策
污染问题
在光学零件加工过程中，由于空气中悬 浮颗粒、油雾、手汗等原因，可能导致 光学元件的污染，如表面污渍、颗粒附 着等，这些问题会影响光学元件的光学 性能和寿命。
VS
对策
为了减小污染，加工车间应保持清洁和干 燥，定期进行空气净化处理；操作人员应 穿戴干净的工作服和手套，避免直接接触 光学元件；在加工完成后，应及时对光学 元件进行清洗和保护，避免污染和损伤。 同时，可以采用一些表面处理技术来提高 光学元件的抗污染能力，如镀膜、涂层等 。
光学零件加工流程综述（完整版
contents
目录
• 光学零件简介 • 光学零件加工流程 • 光学零件加工技术 • 光学零件加工中的问题与对策 • 光学零件加工的未来发展 • 结论
01 光学零件简介
光学零件的定义与分类
定义
光学零件是指利用光的折射、反射、 干涉等原理制成的各种元件，如透镜、 棱镜、反射镜等。
06 结论
总结
01
本文对光学零件加工流程进行了全面综述，详细介绍了光学零 件的种类、加工原理、工艺流程和关键技术。
02
通过分析不同类型的光学零件加工流程，总结了各流程的特点
和适用范围，为实际生产提供了指导。
针对现有加工技术的不足，提出了改进和优化的方向，为未来
第章光学零件通用技术要求
第章光学零件通用技术要求1.1光学零件的基本要求光学零件的基本要求，包括以下几个方面：（1）光学性能：光学零件应具备良好的光学性能，包括透射率、反射率、折射率等指标，以保证光学系统的正常工作。
（2）精度要求：光学零件的制造精度应满足系统设计的要求，包括平面度、直线度、圆度、公差等指标，以保证光线的准确传输。
（3）光洁度：光学零件的表面应具备良好的光洁度，避免表面光滑度降低导致的光学传输损耗。
（4）耐用性：光学零件应具备良好的耐用性，以确保在长期使用中不会发生光学性能的衰减或破损。
1.2表面加工技术要求光学零件的加工技术要求，包括以下几个方面：（1）表面精加工：光学零件的表面需要进行精加工，以满足设计精度的要求，主要包括磨削、抛光、镀膜等工艺。
（2）表面光洁度：光学零件的表面应具备良好的光洁度，通常要求表面粗糙度小于0.05μm。
（3）表面形状：光学零件的表面形状应满足设计要求，包括平面度、直线度、圆度等指标。
（4）表面平整度：光学零件的表面应保持平整，以确保光线传输的准确性。
1.3镀膜技术要求镀膜技术是光学零件制造过程中的重要环节，其技术要求包括以下几个方面：（1）膜层性能：镀膜膜层应具备良好的透射、反射和抗反射特性，以满足光学系统的设计要求。
（2）膜层均匀性：镀膜膜层应均匀附着在光学零件表面，避免膜层厚度不均匀导致的光学性能差异。
（3）膜层硬度：镀膜膜层应具备一定的硬度，以防止膜层在使用过程中因受力而变形或损坏。
（4）膜层附着力：镀膜膜层应具备良好的附着力，以确保在使用过程中不会轻易脱落或剥离。
1.4检测技术要求光学零件的检测技术是保证产品质量的重要环节，其技术要求包括以下几个方面：（1）表面检测：通过光学显微镜、扫描电子显微镜等设备对光学零件的表面进行检测，以确保几何形状和光洁度的满足设计要求。
（2）光学性能检测：通过光学测试仪器对光学零件的透射、反射、折射等性能进行测试，以确保性能指标符合设计要求。
光学零件基本加工工艺规程设计
光学零件基本加工工艺规程设计一、材料选择在设计光学零件基本加工工艺规程之前，首先需要根据光学零件的要求和使用环境选择合适的材料。
一般情况下，光学零件常用的材料包括玻璃、晶体和塑料等。
不同的材料有不同的特性和加工难度，在选择材料时需要考虑光学性能、物理性能和耐久性等因素，并权衡其加工难度和成本等因素。
二、加工流程规划1.光学零件的加工主要分为粗加工和精加工两个阶段。
粗加工阶段主要是通过切削、研磨和抛光等工艺对原材料进行形状和尺寸的加工，以获得近似尺寸和粗糙度要求的加工零件。
精加工阶段主要是通过抛光、研磨和涂膜等工艺对粗加工后的零件进行微调和处理，以获得最终的光学性能和表面质量。
2.在粗加工阶段，常用的加工工艺包括切削、磨削、抛光和研磨等。
切削是指通过刀具对材料进行切削来获得所需形状和尺寸的工艺，常用的切削工具有铣刀、车刀和钻头等。
磨削是指通过磨轮对材料进行磨削来获得粗加工目标，常用的磨削工具有砂轮、磨粒和金刚石等。
抛光和研磨则是通过对材料表面进行机械处理来获得较好的表面质量，常用的工具有抛光布、研磨液和涂膜等。
3.在精加工阶段，主要采用的工艺有抛光、研磨和涂膜等。
抛光是通过抛光布和涂膏等工具对零件表面进行抛光处理，以提高表面质量和光学性能。
研磨是通过研磨片和涂膏等工具对零件进行平面研磨和修整，以达到更高的尺寸精度和表面光洁度。
涂膜是在零件表面涂覆一层光学膜以改善其光学性能和耐磨性，常用的涂膜有反射膜、透明膜和滤光膜等。
三、加工参数确定在光学零件基本加工工艺规程设计中，还需要确定加工参数，以保证加工精度和表面质量。
加工参数包括切削力、磨削速度、抛光布压力和涂膜厚度等。
这些参数的选择和调整需要根据加工材料的硬度、光学要求和设备性能等因素进行综合考虑。
一般情况下，需要通过试验和实践来不断调整和优化加工参数，以获得最佳的加工效果。
综上所述，光学零件基本加工工艺规程设计是基于光学要求和加工难度等因素来选择合适的材料、规划加工流程和确定加工参数等，以获得满足光学性能和表面质量的最终加工零件。
光学零件加工技术
光学零件加⼯技术光学零件加⼯技术邬建⽣⼆00四年元⽉(整理)⽬录⼀、统研磨抛光与⾼速研磨抛光特点⼆、准球⼼法和传统法⽐较三、切削⼯序的要求四、粗磨⼯序的要求五、如何保持粗磨⽫表曲率半径的精度六、修磨⽫的技巧七、影响抛光的因素⼋、抛光剂（研磨粉）的影响九、研磨⽪及选择⼗、传统加⼯要求⼗⼀、计算公式⼗⼆、光圈识别与修整措施⼗三、机床的选择⼗四、机床的调整⼗五、超声清洗原理⼗六、品质异常分析步骤⼗七、⼯艺规程的设计序⾔光学零件的加⼯，分为热加⼯、冷加⼯和特种加⼯，热加⼯⽬前多采⽤于光学零件的坯料备制；冷加⼯是以散粒磨料或固着磨料进⾏锯切、粗磨、精磨、抛光和定⼼磨边。
特种加⼯仅改变抛光表⾯的性能，⽽不改变光学零件的形状和尺⼨，它包括镀膜、刻度、照相和胶合等。
冷加⼯各⼯序的主要任务是：粗磨（切削）⼯序：是使零件具有基本准确的⼏何形状和尺⼨。
精磨（粗磨）⼯序：是使零件加⼯到规定的尺⼨和要求，作好抛光准备。
抛光（精磨）⼯序：是使零件表⾯光亮并达到要求的光学精度。
定⼼⼯序：是相对于光轴加⼯透镜的外圆。
胶合⼯序：是将不同的光学零件胶合在⼀起，使其达到光轴重合或按⼀定⽅向转折。
球⾯光学零件现⾏加⼯技术三⼤基本⼯序为：1、范成法原理的铣磨（切削）2、压⼒转移原理的⾼速粗磨3、压⼒转移原理的⾼速抛光。
范成法原理的铣磨（切削），虽然加⼯效率较⾼，但其影响误差的因素较多，达到较⾼精度和较粗糙度较困难。
压⼒转移原理的准球⼼⾼速粗磨和⾼速抛光，零件受⼒较均匀，加⼯效率也较⾼，但必须预先准确修整磨（模）具的⾯形，才能保证零件的⾯形精度。
准确修整⾯形精度需要操作者的经验和技巧，⽽且需反复修整。
⼀、传统研磨与⾼速研磨特点1.传统研磨传统研磨也叫古典研磨，它是⼀种历史悠久的加⼯⽅法其主要特点是：（1）采⽤普通研磨机床或⼿⼯操作；（2）要求⼈员技术⽔平较⾼；（3）研磨材料多采⽤散砂（研磨砂）抛光沥青（4）抛光剂是⽤氧化铈或氧化铁；（5）压⼒⽤加荷重⽅法实现虽然这种⽅法效率低, 但加⼯精度较⾼所以，⽬前仍被采⽤。
光学零件加工(总(1)
第一章 光学材料
由一个硅原子和四个氧原子构成的硅氧四面体［SiO4］。
熔石英玻璃和石英晶体的结构模型如下
石英晶体
熔石英玻璃
13
第一章 光学材料
化学结构式：
由于在熔石英玻璃结构中，只有Si－0键，且键力平衡，结合 牢固。因此，熔石英玻璃具有较高的软化温度、化学稳定性、 机械强度高以及较低的热膨胀系数等特性。
14
第一章 光学材料
3、二元体系玻璃——Na2OSiO2
化学结构式
15
第一章 光学材料
（二）“晶子”学说 1921年 苏联 列别杰夫
内容： ①玻璃由无数“晶子”组成； ②所谓“晶子”不同于一般的“微晶”，而是带有点阵变形的
有序排列区； ③它们分散在无定形介质区； ④从晶子区到无定形区的过渡是逐步完成的，两者之间并无明
化温度是1580℃±10℃。 3．化学稳定性好，耐碱性差。 4．机械性能高。 （五）光学功能材料
（五）条纹度
按检验条件分 00、0、1、2四类； 按观察方向分A、B、C三级。
27
第一章 光学材料
选取原则：
①对于具有极限分辨率和高像质的干涉仪、天文仪、平行光管以及显微 镜的物镜必须采用C级0类玻璃。 ②对于目镜、聚光镜、毛玻璃用的玻璃可选用条纹第2类的玻璃。
（六）气泡度
首先按所含最大气泡的直径分为
❖ 概述
光学零件加工技术
1
光学零件加工技术
2
光学零件加工技术
3
光学零件加工技术
❖ 光学零件（按形状分）
透镜：
棱镜：
4
光学零件加工技术
平面镜：
❖ 工艺条件
❖ 特殊零件加工
形状特殊、材料特殊
光学零件基本加工工艺规程设计
光学零件基本加工工艺规程设计1. 引言光学零件是光学系统中不可或缺的组成部分，其加工工艺的好坏直接影响到光学器件的性能和质量。
为了确保光学零件的精度和稳定性，需要制定一套科学合理的加工工艺规程。
本文将对光学零件基本加工工艺规程进行设计，以保证光学零件的制造质量。
2. 加工工艺流程设计光学零件的加工工艺流程主要包括以下几个步骤： - 设计和确定加工方案 - 材料准备 - 加工前检验 - 粗加工 - 热处理（如有需要） - 精加工 - 检验和测量 - 清洗和包装3. 加工方案设计在加工零件前，需要制定合适的加工方案，包括选择合适的加工设备、工艺参数和加工顺序等。
根据光学零件的材料和几何形状，可以确定具体的加工方案。
4. 材料准备材料准备是加工过程中的重要环节，主要包括材料的选用和预处理。
光学零件要求使用优质的光学材料，如光学玻璃、单晶硅等。
在使用前，需要进行清洗和去除表面污染物的处理。
5. 加工前检验在进行加工前，需对材料进行检验，确保其符合零件要求。
检验内容包括材料的化学成分、力学性能和几何尺寸等。
6. 粗加工粗加工是将初始材料加工成近似形状的过程，其目的是为了减少后续加工量，提高加工效率。
粗加工方法可以采用切削、研磨等方式，根据不同材料和零件形状选择合适的工艺。
7. 热处理某些光学零件需要进行热处理，以改善其性能和结构组织。
热处理方式包括退火、淬火和回火等，根据不同零件的要求选择合适的热处理方式。
8. 精加工精加工是将经过粗加工的零件加工至最终形状和精度的过程。
精加工方法包括抛光、研磨、切削等，根据零件的要求和加工难度选择合适的工艺方法。
9. 检验和测量加工完成后，需要对光学零件进行检验和测量，以保证其质量和精度。
常用的检验方法包括光学透射率测量、平面度测量和表面粗糙度测量等。
根据零件的要求和检验标准，选择合适的检验方法和检测设备。
10. 清洗和包装最后，将加工完成的光学零件进行清洗和包装工作。
光学零件技术要求
直角或钝角公差 锐角(45°)公差
尖塔差 屋脊角公差
3’-12’ 2’-10’ 2’-10’
2’-10’ 4’-10’ 2’-10’
0.5’-5’ 0.2’-3’
1’-5’
0.5’-6’ 1’-5’ 1’-5’ 1’-5″
光学零件加工的技术要求
八、平板零件平行度公差
平板零件的类型
滤光镜 保护镜
高精度 一般精度
（4）厚度和平行度修磨余量 1mm/面（棱镜、平面镜）
（5）粗磨余量 （6）精磨抛光余量 （7）定中心磨边余量
△c
光学零件加工的技术要求
四、确定加工余量的原则
破坏层n=凹凸层+裂纹层 抛光后，裂纹深度小于λ/4，否则发生反射或者折射现象。
△j
Φ
光学零件加工的技术要求
五、各工序余量的计算
1、锯切余量 锯切余量与锯片的厚度、侧向 振动、锯切深度等因素有关。 一般可按经验公式计算确定：
概念：为了获得所需的一定零件形状、尺寸和表面质量，在加 工过程中，必须从玻璃毛坯上磨去一定的玻璃层。此玻 璃层（或其它材料层），通常称为加工余量。
二、分类
（一）线性尺寸余量 （二）角度余量
三、组成
（1）锯切余量：依据金刚石锯片厚度确定余量。
光学零件加工的技术要求
（2）滚圆余量： 2~4mm
（3）整平余量： 0.5~1mm
280#
0.10mm。
光学零件加工的技术要求
3、研磨、抛光余量
当零件直径（边长）d<10mm，单面余量为0.15~0.20mm；
d>10mm，单面余量为0.20~0.25mm。
4、定心磨边余量
最少0.6mm，最多3.0mm。
光学零部件加工技术考核试卷
（以下为答案及评分标准，请自行填写。）
三、填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分，请将正确答案填到题目空白处）
1.光学加工中，用于提高加工表面质量的常见工艺是_______。（）
2.光学镜片的透光率受_______、_______等因素的影响。（）
3.在光学加工过程中，_______是衡量加工精度的重要指标。（）
A.手工抛光
B.机械抛光
C.化学抛光
D.激光抛光
3.光学镜片镀膜的主要作用有哪些？（）
A.提高反射率
B.提高透光率
C.防止污染
D.改变颜色
4.下列哪些设备属于光学加工的关键设备？（）
A.数控车床
B.数控磨床
C.干涉仪
D.投影仪
5.下列哪些因素会影响光学零部件的表面质量？（）
A.加工参数
B.刀具磨损
C.机床振动
5.加工精度装配工艺
6.金刚石
7.激光加工
8.提高反射率防止污染
9.数控磨削
10.粘接剂选择
四、判断题
1. ×
2. ×
3. ×
4. ×
5. ×
6. ×
7. √
8. ×
9. √
10. ×
五、主观题（参考）
1.选择磨料时需考虑工件材料、磨料硬度、粒度等因素，磨削参数应依据工件材料、磨具特性、磨削方式和磨削要求来确定。
D.操作者技能
6.光学加工中常用的磨料有哪些？（）
A.氧化铝
B.碳化硅
C.金刚石
D.玻璃珠
7.下列哪些方法可以用于光学零部件的清洗？（）
A.蒸汽清洗
B.超声波清洗
C.化学清洗
D.水射流清洗
第6章光学零件通用技术要求
第6章光学零件通用技术要求光学零件是一种关键的技术零部件，在光学仪器、光学通信和光电子等领域有着广泛的应用。
为了保证光学零件的性能和质量，制定了一系列的通用技术要求。
首先，光学零件的材料选择要求高透射率、低散射率和稳定性。
通常，光学零件的材料应该具备较高的透射率，能够将传入的光线尽可能多地透过，而不发生反射、吸收或散射。
同时，材料的散射率也应尽量低，以减少光线的衍射和散射。
此外，光学零件的材料还需要具备较高的稳定性，能够在各种环境条件下保持其性能和形状的稳定性。
其次，光学零件的加工精度要求高。
由于光学零件通常用于光学系统中，其表面的形状、平整度和光学性能都对系统的整体性能有重要影响。
因此，光学零件的加工精度要求较高，以保证光学系统的分辨率和清晰度。
通常，光学零件的表面粗糙度应达到一定的要求，以避免光线的散射和反射；光学零件的平整度也应保持良好，以确保光线的聚焦和传输的精度。
再次，光学零件通用技术要求光学膜的工艺要求。
光学膜是提高光学零件性能的重要手段之一，可以用于增强透射率、减少表面反射和优化光谱特性等。
因此，光学零件的光学膜要求具备良好的附着力、耐磨损性和抗腐蚀性。
光学膜的制备过程也要求控制好膜的厚度、均匀性和光学特性，以实现预期的光学功能。
最后，光学零件的检测和测试要求精确。
光学零件的性能和质量直接影响光学系统的性能和稳定性，因此需要对光学零件进行精确的检测和测试。
常用的光学检测手段包括干涉仪、光学显微镜和光谱仪等，可以用于检测光学零件的形状误差、表面粗糙度、透射率和光谱特性等。
通过这些检测和测试手段，可以对光学零件的性能和质量进行准确评估和判定。
综上所述，光学零件通用技术要求包括材料选择要求、加工精度要求、光学膜工艺要求以及检测和测试要求等。
只有满足这些要求，才能保证光学零件的性能和质量，进而提高光学系统的性能和稳定性。
对于光学行业来说，遵循这些通用技术要求是十分重要的，可以推动光学技术的发展和应用的推广。
光学元件的制造和应用技术和科学原理
光学元件的制造和应用技术和科学原理光学元件是由光学材料制成的具有光学功能的构件，包括透镜、棱镜、偏振器等。
制造精良的光学元件不仅可以用于光学设备、仪器和检测系统等领域，还能应用于人类生产、科研和医疗等多个领域。
在本文中，我们将对光学元件的制造和应用技术以及科学原理进行探讨。
一、光学元件的制造技术光学元件的制造技术是光学元件成型质量的关键因素之一。
制造精良的光学元件需要采用现代先进的制造工艺和装备，确保光学元件的外观质量和成型精度，同时满足其在应用过程中的功能要求。
1. 现代化的加工设备现代化的加工设备是制造光学元件的基础。
高精度数控机床和数控车床是现代化制造工艺的重要设备，它们能够完成难度较高的工件加工，实现高精度的成形、切削和拼接。
此外，电子束加工、激光加工等现代化设备的出现，也为光学元件的制造提供了更高的加工精度和生产效率。
2. 精湛的加工工艺制造光学元件需要精湛的加工工艺，切削、磨削、打磨和抛光等都需要掌握好每一项细节。
为了提高加工精度和生产效率，需要在加工过程中应用各种精度较高的工艺，如：超声波加工，离子束加工等技术，这些技术都可以用来加工出高质量和稳定性能的光学元件。
3. 精选的高晶氧化淀粉和镜头材料选择优质原材料是制造优良光学元件的重要保证。
高晶氧化淀粉是光学元件最常用的材料之一。
它具有抗高温、抗腐蚀和不易受热应力疲倦等优点，在使用过程中有着很高的稳定性和使用寿命。
二、光学元件的应用技术光学元件广泛应用于人类生产、科研和医疗等各个领域。
精密的制造、优质的原材料与先进的应用技术相结合，可以使光学元件的应用更加广泛和深入。
1. 光刻技术和微细制造技术光刻技术和微细制造技术是应用光学元件的重要技术。
光刻技术是利用光线或光线定位来刻画出微细结构，其应用领域广泛，如：集成电路、微电子制造、纳米材料制备等。
而微细制造技术是通过利用微米级别的加工精度来加工制造各种小且非常精细的零部件结构，如：小型光学仪器等。
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光学零件加工技术邬建生二 00 四年元月（整理）目录一、统研磨抛光与高速研磨抛光特点二、准球心法和传统法比较三、切削工序的要求四、粗磨工序的要求五、如何保持粗磨皿表曲率半径的精度六、修磨皿的技巧七、影响抛光的因素八、抛光剂（研磨粉）的影响九、研磨皮及选择十、传统加工要求十一、计算公式十二、光圈识别与修整措施十三、机床的选择十四、机床的调整十五、超声清洗原理十六、品质异常分析步骤十七、工艺规程的设计光学零件的加工，分为热加工、冷加工和特种加工，热加工目前多采用于光学零件的坯料备制；冷加工是以散粒磨料或固着磨料进行锯切、粗磨、精磨、抛光和定心磨边。
特种加工仅改变抛光表面的性能，而不改变光学零件的形状和尺寸，它包括镀膜、刻度、照相和胶合等。
冷加工各工序的主要任务是：粗磨（切削）工序：是使零件具有基本准确的几何形状和尺寸。
精磨（粗磨）工序：是使零件加工到规定的尺寸和要求，作好抛光准备。
抛光（精磨）工序：是使零件表面光亮并达到要求的光学精度。
定心工序：是相对于光轴加工透镜的外圆。
胶合工序：是将不同的光学零件胶合在一起，使其达到光轴重合或按一定方向转折。
球面光学零件现行加工技术三大基本工序为：1、范成法原理的铣磨（切削）2、压力转移原理的高速粗磨3、压力转移原理的高速抛光。
范成法原理的铣磨（切削），虽然加工效率较高，但其影响误差的因素较多，达到较高精度和较粗糙度较困难。
压力转移原理的准球心高速粗磨和高速抛光，零件受力较均匀，加工效率也较高，但必须预先准确修整磨（模）具的面形，才能保证零件的面形精度。
准确修整面形精度需要操作者的经验和技巧，而且需反复修整。
一、传统研磨与高速研磨特点1. 传统研磨传统研磨也叫古典研磨，它是一种历史悠久的加工方法其主要特点是：（1）采用普通研磨机床或手工操作；（2）要求人员技术水平较高；（3）研磨材料多采用散砂（研磨砂）抛光沥青（4）抛光剂是用氧化铈或氧化铁；（5）压力用加荷重方法实现虽然这种方法效率低 , 但加工精度较高所以，目前仍被采用。
2. 高速研磨抛光一般是指准球心法（或称弧线摆动法）。
其主要特点是：（1）采用高速、高压和更有效的利用抛光模，大大提高了抛光效率（2 ）压力头围绕球心做弧线摆动，工作压力始终指向球心，也是靠球模成型的。
3. 范成法准球心法对机床的精度要求较低 , 加工方法和传统法相近，易于实现，用的较广；范成法对机床精度及调整要求较高，目前很少采用。
二、准球心法和传统法较1. 准球心法抛光模（或镜盘）绕镜盘（或抛光模）的曲率中心作弧线摆动，而压力方向始终对准球心，因此镜盘所承受的是恒压，给均匀抛光创造了条件。
2. 传统法是平面摆动，重压块垂直加压，其压力随摆角而变化，因而容易造成不均匀抛光。
加压采用弹簧或气压方式，力比较恒定 .平稳。
而传统研磨抛光法用重压块加压，体积大，振动大。
三、球面研磨对镜盘的考虑1. 镜盘张角不宜过大，以便于光圈稳定，在多行的镜盘中，张角不宜大于140 °；对于三块镜片一盘，若超过 140°影响也不大。
2. 弹性上盘能承受高速研磨中的高速高压，但镜盘必须装得正。
刚性上盘1.胶球模轴向定位基准要符合，切削、粗磨厚度控制的基准面以及高速研磨中准球心所需要的基准面（假如镜盘装在主轴上）2.承座（定位孔）轴线与球面法线重合、深度一致；3. 曲率半径与被粘结面曲率半径要合理4. 承座（定位孔）与胶球模轴向基准面间的相对尺寸一致，并有消气孔5. 粘结胶程度足够；粘结面积足够；粘结温度合适。
三、对切削工序的要求一是切削出的球面面形要规则，曲率半径要达到工艺规定的公差范围；二是表面粗糙度要符合粗磨的要求；三是要去除一定的余量，保证将毛坯杂质层去除干净。
如果镜片抛光后合格率降低，检查切削面的面形精度也许会找出问题的症结。
1.切削设备精度工件轴全跳动：3um磨轮轴全跳动：3um工件轴母线精度 : 1um工件轴移动精度 : 3um工件、磨轮轴面等轴度： 1um对球面来讲，既不产生非球面度，同表面又不会产生超菊花纹和过深碎裂层。
四、粗磨工序的要求获得合理的粗磨表面结构对精磨过是极其重要的 ,它直接影响着精磨效率及其加工质量。
粗磨表面的性质可由宏观的和微观的表面不规则性来表示。
宏观不规则性是由磨削过程中磨具的偏差引起的 ,在精磨中通过选择合适的抛光模材料能大大减少这种宏观不规则性。
微观不规则性是由玻璃磨削的本质决定的。
1.表面结构对精磨过程的影响玻璃磨削后留下凹凸层和裂纹层，抛光工序的效率就取决于这两层的性质。
一般的错误概念是认为抛光时粗磨表面的凹凸层越小越好，这是忽略了粗磨表面的微观结构对抛光过程的作用。
抛光模，特别是热固性塑料模，在抛光过程中易于钝化而失去抛光能力。
而凹凸层有利于减少或消除这种钝化现象。
抛光过程基本上可分成两个阶段，第一阶段去除凹凸层，第二阶段去除裂纹层。
第一阶段开始时，抛光模和玻璃的凹凸层顶峰接触，压强很大，而凹谷为抛光液进入整个表面又提供了良好的条件，因此抛光十分迅速。
随着抛光过程的继续，接触面积增大，压强减小，抛光液的附着能力降低，使抛光过程减慢。
当抛光面达到裂纹层时，玻璃表面同抛光模表面全部接触，抛光过程趋于稳定缓慢，而抛光模开始钝化，抛光继续，钝化加剧，抛光效率进一步下降。
钝化程度随过程的持续时间而定，而持续时间直接决定于裂纹层的深度。
这个凹凸层厚度的最佳值主要由抛光模材料的性质，以及与这个材料配合使用的抛光剂而定，其他因素还有主轴转速、压力和抛光液的进入能力等。
采用不同的粗磨方法，或者在同一方法中随磨具的钝化程度、冷却的润滑状态不同，所得的裂纹层也不同。
实践证明，用钝化了的金刚石磨具加工的工件，虽然凹凸层较小，但裂纹层却很深。
因此，不光要考虑凹凸层对抛光的影响，同时也要把裂纹层的深度作为粗磨工序的重要指标来考虑。
五、如何保持粗磨皿表面曲率半径的精度？粗磨是用磨皿与镜片面接触的方式进行。
虽然，磨皿表面的曲率半径在开始使用时是修改得很好的，但是随着镜片的磨削，磨皿也在不断磨损，逐渐地就不一定能保证镜片的加工精度。
保持粗磨皿曲率半径不变或少变，就应采取：1.合理选择工治具凡是位于上面的治具总要比下面治具的尺寸小，这是因为上面治具要摆动的关系。
假如上面治具尺寸与下面治具的尺寸相同，上面治具的边缘磨削机会太少，上面治具有翘边的趋势。
假如上面治具尺寸比下面治具的尺寸小得太多，超过了规定的数据，上面治具在摆动过程中，其边缘不露出来，上面治具的边缘会磨损过甚，上面治具有塌边的趋势。
假如上面治具尺寸比下面治具的尺寸大，则在摆动时，下面治具的边缘露出的机会又会太少，下面治具的边缘磨损过甚，下面治具有塌边的趋势。
六、修磨皿的技巧在修凹的磨皿时，镜片光圈细（偏负），则应多磨削凹磨皿的中心部分。
若凸凹对修，应将凸在下，凹在上，摆幅要大，约为凹磨的 1/2 。
镜片光圈粗（偏正），则应多磨削凹的磨皿边缘部分。
若凸凹对修，应将凹在下，凸在上，摆幅要大，约为凸磨的 1/3 。
在修凸的磨皿时，镜片光圈细（偏负），则应多磨削凹的磨皿边缘部分。
若凸凹对修，应将凸在下，凹在上，摆幅要大，约为凹磨的 1/2 。
镜片光圈粗（偏正），则应多磨削凸磨皿的中心部分。
若凸凹对修，应将凹在下，凸在上，摆幅要大，约为凸磨的 1/3 。
10 °, 右摆 40°。
七、影响抛光的因素抛光的结果好坏受许多因素影响：工件的粗糙度空气的温度及相对湿度空气含尘量玻璃种类零件大小1.零件与治具大小比列2.抛光剂的性质3. 工作轴转速4. 摆动的频率、摆幅及摆幅中心位置5. 抛光面的温度、压力6. 抛光剂的输入量及温度八、抛光剂（研磨粉）的影响研磨粉对不同类型的光学材料 ,或光学材料相同但表面质量要求不同的光学零件有着不同的影响。
研磨粉的不同制法和不同的工艺处理，以及它的物理性能，对研磨效率有很大的影响，不同制法的氧化铁其结晶结构不同，其研磨能力不同；不同制法的氧化铈，其研磨效率不同 , 相同制法而得的研磨粉，经过烧制工艺处理后 ,其研磨能力比未经过烧制工艺处理的高。
研磨粉颗粒的硬度应与玻璃的硬度、研磨皮的硬度、研磨压力等相适应。
硬度太大会在玻璃表面产生擦痕，硬度太低会将低研磨效率。
（1）研磨液的浓度对于氧化铁（红粉）研磨液，采用氧化铁与水的重量之比为1： 3 ~ 1：4。
对于氧化铈（黄粉、白粉）研磨液，采用氧化铈与水的重量之比为 1：5 或稍稀。
研磨液的浓度与理想值不符，将导致研磨效率的降低。
当浓度过高时，研磨效率反而降低，因为水量不足，导致热量难以散发。
过多的研磨粉堆积在玻璃表面上，研磨压力不能有效地挥作用。
当浓度过低时，则表面温度下降，同时减少微小切削作用。
（2）研磨液的供给量在一定工艺条件下，使研磨效率最高所需的研磨液用量，为研磨液的适中量。
研磨时保持适中的研磨液供给量。
抛光液参数液温低易起划痕，过高易使抛光层变形，一般控制在 30~38 C之间，流量为 900~1000L/min ， PH 值为 3~9 。
研磨液供给量太小，不利于机械磨削和散热；研磨液供给量过大时，则表面温度下降，不利与化学作用，同时使吻合度变差。
（ 3）研磨液的 PH 值不同类型的光学玻璃对研磨液的 PH 值要求不同的。
一般情况下氧化铁研磨液为中性（ PH=7 ）；化铈研磨液略偏酸（ PH=6~6.5 ）为好用。
光学研磨中，添加在研磨液中能够改变研磨工艺性能的物质，称为添加剂。
使玻璃稳定，减少对腐蚀的敏感，从而进一步改善光学表面质量的，称为稳定剂。
添加剂对氧化铁研磨液，能提高研磨效率和改善光学表面质量的添加剂：硝酸锌［Zn（NO3）2］、硫酸锌［ZNS04］、氯化镍［NICL3］、氯化铁［FECL3］等。
对于氧化铈研磨液，能提高研磨率和改善光学表面质量的添加剂：硝酸铈铵［（NH4）2CE（NO3）6］、硫酸锌［ZNS04］。
添加剂的加入量不是任意的，每一种添加剂对于不同品位的抛光粉，不同类型的光学玻璃都有其理想的加入量。
影响表面光洁度的因素镜片边缘有砂眼一种是因为细磨后光圈高（正），当中间已抛亮时，边缘尚有砂眼，另外，当镜片发生“走动”时，也会引起边缘有砂眼。
镜片中间有砂眼另一种是因为细磨后光圈低得太多，边缘已抛亮中间尚未抛到，镜片“走动”也会有可能造成镜片中间有砂眼。
镜片表面有粗砂眼则往往是细磨不充分所造成。
抛光过程中有时会在镜片表面产生油斑似的东西，这与玻璃的化学稳定性、抛光粉的性能、抛光模得到吻合情况有关，可以在抛光粉悬浮液中加少量硫酸锌加以消除（约每升6克）。
在用原器（样板）检验镜片表面光圈时，如果没有仔细地将原器（样板）和镜片表面擦干净，也容易使镜片表面受到损伤。
九、研磨皮及选择抛光模：聚氨酯（聚氨基甲酸乙酯），按使用的原料不同，分为聚醚型和聚酯型。