光学零件加工入门教育
光学零件加工(总)
②高度透明：
③高度均匀性：各点各处的光学常数和其它一些物理化学性质
一致
精品
第一章 光学材料
（二）光学玻璃的种类 按主要组成成份分： 以SiO2为主要成分的光学玻璃,称之为硅酸盐玻璃；占95% 以B2O3为主要成分的光学玻璃, 称之为硼酸盐玻璃； 以P2O5为主要成分的光学玻璃,称之为磷酸盐玻璃。 硅酸盐玻璃是制造透镜、棱镜等光学零件的主要材料。
…
精品
第一章 光学材料
精品
第一章 光学材料
3、二元体系玻璃——Na2OSiO2
化学结构式
精品
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
显的界限。
强调：远程无序、近程有序。 精品
第一章 光学材料
❖ § 1-2 无色光学玻璃
一、光学玻璃的组成
光学玻璃是由多种氧化物组成的，这些氧化物分为两大类： 一类氧化物是能生成玻璃网络结构的氧化物，如SiO2、B2O3、
P2O5等，属AO2、A2O3、A2O5型氧化物，称之为玻璃形成体 或玻璃网络体； 另一类氧化物，不能生成玻璃的网络体，只是插入玻璃的网 络结构中间，如Na2O、K2O、CaO、BaO、PbO等，属于 A2O、AO型氧化物，他们称之为玻璃的网络外体。
网络体； ②网络体呈现出很大的不规则性。 2、一元体系玻璃特性（一元体系玻璃结构）： 例如：SiO2 晶体：石英晶体
玻璃：熔石英玻璃 精品
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］。
光学冷加工基础知识
外观（接头划伤）抽检/全检（自检、巡检） 目视
砂挂的目的：
保证零件达到抛光前所需要的尺寸精度、表面粗糙度及面形 精度.
磨削工具：
砂挂皿
砂挂机器：砂挂机
主要有：下摆机、SSP、上摆机 LF机、
砂挂工程简介
砂挂方法分：
散粒磨料砂挂（细磨） 金刚石丸片砂挂（高速砂挂）
高速砂挂类型：
成型法：准球心、用成形模具加工。 特点：零件表面的形状和精度是依靠磨具的形状与精
性硬、质轻、透明度好
火石玻璃F（Pb＞3%） 折射率高（nd=1.58~1.95） 色散小 (νd=23~50)
性软、质重、带黄绿色
光学零件概述
光学偏心（C）
➢ C——中心偏差： 光轴与镜片几何轴之偏差，也常用角度表
示ε; 光轴:两轴面中心的连线称为光轴; ➢ 偏心的存在会使系统产生慧差、象散的象差
光学零件概述
光学零件按结构和工艺特点可分为： ➢ 透镜 ➢ 棱镜 ➢ 反射镜 ➢ 分划元件 ➢ 平板元件 ➢ 光楔等
光学零件概述
透镜：
由两个折射曲面或一个曲面和一 个平面所围成的透射体。
作用：改变光线在光路中的运行方向， 使光线产生会聚或发散效果
光学零件概述
按作用功能可分为:正透镜与负透镜(见后) 按表面几何形状可分为
➢ 设计时一般取： △N=(0.1～0.5)N
光学零件概述
光学表面疵病（B）标示：
➢ B—表面疵病符号，只有光学表面用，表示光学表面存在的划 伤、擦痕、破点、麻点、破口等缺陷。
➢ 通常也称外观，国内外大部分使用美国军标，也有用德国标 准的。
➢ 外观的检查均是靠目视在特定环境及光源下进行判断。
光学零件材料简介
第四章光学零件加工技术
第四章粗磨——第一节研磨的本质
图4—3固着磨料研磨 铣磨时，磨具的主要运动是旋转，磨具和工件的相对运 动产生的切削F可分解成水平Fk和垂直Fn两个部分。如同玻璃 刀划割玻璃，垂直分力Fn使磨料颗粒进入玻璃深处，形成交 错裂纹，裂纹角大约为1550，它的大小不随玻璃牌号变化。
第四章粗磨——第一节研磨的本质
第四章粗磨——第二节铣削加工原理
四.金刚石磨具铣槽或圆弧
为了便于装配固定，如棱镜、平面镜等，或减轻重量等 原因，常需在零件上铣槽或磨圆弧等。现用金刚石磨具代 替手工。
第四章粗磨——第二节铣削加工原理
图4—6铣圆弧
图4—5铣圆弧
图4—7铣槽
第四章粗磨——第三节磨料和磨具
§4—3磨料和磨具 一.磨料：是研磨零件和制造磨具用的材料，是具有一 定硬度和韧性的粉状或粒状物质。是主要辅料之一。磨料 的研磨性能与硬度、韧性和粒度有关。
第四章粗磨——第二节铣削加工原理
二.斜截圆成型球面的证明
图4—5斜截圆的坐标
下面用数学方法来证明斜截圆绕工件轴的回转面为球面。 如图；有二个直角坐标系（XYZ，X’Y’Z’）均以O为坐标原点。 OX’、OZ’分别与OX，OZ夹角为α，OY与OY’重合。其中OZ代表工 件轴线，OZ’代表磨轮轴线。坐标原点O是工件轴与磨轮轴交点， 夹角为α。O’为为斜截圆中心，A为磨轮端面顶点与工件中心接 触处，则OA=R（O为零件曲率半径中心），O’A=ρ（斜截圆半 径），在X’Y’Z’坐标系中，斜截圆方程为
第四章粗磨——第二节铣削加工原理
①金刚石磨轮刃口通过工件顶点； ②磨轮轴与工件轴相交于O点； ③磨轮轴与工件轴夹角为α； ④磨轮轴高速旋转，工件轴低速转动。 这种运动轨迹的包络面就形成球面。 它们的运动原理遵循正弦公式，球面的曲率半径R与夹角 α有关，由图得正弦公式：即
光学零件工艺学课件
抛光是获得光学表面的最主要工序。其目的 消除精磨的破环层，达到规定的表面要求；经修面形，达到图纸要求的光圈数N和局部误差。也就是在玻璃或其它光学材料上，产生规则的透明表面。
抛光的本质是机械、化学和物理三种作用综合的结果。
机械磨削
★机械磨削
抛光与研磨的本质是相同的，都是坚硬的磨料对玻璃表面进行微小切削作用的结果。由于抛光是用较细的磨料，所以微小切削作用可以在分子范围内进行，使玻璃表面凸出部分被切削掉，逐渐形成光滑的表面。实验根据是
塌边 条纹边缘部位塌向加压点A。翘边 条纹边缘部位翘离加压点A， 图 一侧加压法判断塌边 图一侧加压法判断翘边（a）低光圈塌边 (b)高光圈塌边 （a）低光圈翘边； (b)高光圈翘边。
光圈的度量
光学零件的面形偏差是用光圈数表示的。光圈的度量包括下列三项面形偏差。 N——被检光学表面的曲率半径相对于参考光学表面曲率半径的偏差称半径偏差。此偏差所对应的光圈数用N表示‘ ——被检光学表面与参考光学表面在两个相互垂直方向上产生的光圈数不等所对应的偏差称象散偏差，此偏差所对应的光圈数用表示。 ——被检光学表面与参考光学表面在任一方向上产生的干涉条纹的局部不规则程度称局部偏差，此偏差所对应的光圈数用表示。 如果要求允许的最大象散光圈和局部光圈数相同时，可用同时表示两者的偏差。
像散偏差的判断
有像散存在就是光学表面的曲率半径不一样。用周边加压法或一侧加压法可以判断像散的大小。当N＞1时，光圈呈椭圆形；当N＜1时，两垂直方向上的条纹弯曲程度不同。
局部偏差的判断
局部误差包括局部低和局部高，塌边和翘边等，这种光圈的识别用一侧加压法判断。
像散偏差的判断
像散偏差的判断
-透镜曲率半径偏差
-直径之半
光学零件加工实验讲义
光学零件加工技术实验讲义实验一 光学零件毛坯的成型一、实验目的：1、了解古典法加工块料毛坯粗磨成型的工艺过程；2、熟悉所用设备、材辅料等相关知识。
二、实验设备及用品切割机、粗磨机、滚圆机、K9玻璃、金刚砂 三、实验步骤1、 取块料玻璃，在切割机上按30x30x20mm 切割；2、 在平面粗磨机上，分别用100#，240#金刚砂磨平第一面；3、 将磨平的一面用胶粘在平的垫板上，排列均匀；4、 在粗磨机上，手持垫板，用100#，240#金刚砂整盘研磨第二面，要不断更换垫板位置，使之研磨均匀。
同时要用卡尺测量，保证厚度和平行度； 5、 将两面磨平的平行玻璃板粘成条，宽：长=1：8～1：10；6、 在滚圆机上，将玻璃条滚圆成棒，∆Φ+Φ=Φ0；7、 将玻璃棒在电热板上加热，使粘胶熔化并逐一拆开玻璃板； 8、 用酒精等有机溶剂清洗玻璃；9、 用粗磨盘开球面，手持比例移动，更换位置，开出具有一定曲率半径的球面零件； 10、检验，用铁样板或试擦贴度的方法。
四、讨论1、在粗磨平面时，为什么第一面磨平单块加工，而第二面磨平可成盘加工？2、检验时，铁样板或试擦贴度为何从边缘接触密切？实验二金刚石磨轮铣磨球面一、实验目的1、验证光学零件铣磨原理；2、了解粗磨铣磨工艺过程；3、熟悉铣磨机工作原理和调整方法；4、要求铣磨如图1所示的透镜。
二、实验设备与用具透镜铣磨机QM08A 、金刚石磨轮（M D =20mm ，r=2mm ，粒度#100，浓度100%）、千分尺、扳手、透镜毛胚 （mm 010.025-φ，d15mm ）、擦镜盘等。
三、铣磨原理球面零件的铣磨原理如图2、图3所示。
磨轮轴轴线与工作轴轴线相交于0点，两轴线的交角为α，筒形磨轮1绕自身轴线作高速旋转，工件2绕工件轴转动。
磨轮断面在工件表图3-2凸球面铣磨原理 图3-3凹球面铣磨原理 按图2与图3，有以下关系式：)(2sin r R D M±=α （1）式中 α——磨轮轴与工作轴夹角；M D ——磨轮中径；R ——工件被加工面的曲率半径； r ——磨轮端面圆弧半径（凸面取“+”号，凹面取“-”号）上式也可以写成r D R Mαsin 2=（2）当磨轮选定后，M D 与r 均为，调节不同的α角，既可加不同曲率半径的球面零件。
基础光学工艺.02第二章 基本操作
第二章基本操作初学的光学加工人员必须学会操作各种机器，包括球面铣磨机、磨边机、金刚石切割机、带锯及各种型式的抛光机，也必须学会用真空夹头或沥青粘结模及石膏模将玻璃零件上盘。
工作时，必须注意遵守安全规则。
只有建立恰当的操作规程，才能保证操作安全。
1金刚石锯切第一种基本的机床就是金刚石锯床。
尽管市场上有多种金刚石锯床，但其操作都是类似的。
在光学车间里最普遍的是菲尔克劳（Felkner）机床。
建筑工人也采用它来切割水泥预制品。
旋转的金刚石磨轮以垂直位置安装在主轴上，两只橡皮管在被切割的玻璃上喷冷却液。
通常锯片旋转时，小工件用手工进给，而大工件则需要液压进给。
金刚石锯切瓷砖的步骤如下：第一步：安装锯片，使之伸出到工作台面下面大约1mm处，用水封螺丝把锯片固紧在支架上；第二步：用一支软铅笔划线，标出切割部位；第三步：开动机器，冷却液直接喷入移动工作台的锯缝中；第四步：瓷砖靠着水平的档块，移动工作台，按划线进行切割。
有经验的操作者通常不这么做，而是用双手将瓷砖推向旋转的锯片。
但为了保证手指的安全，应将移动工作台固紧。
如果落下的粉料是紫红色而不是工作正常时的白色，则表示在材料上施加的压力太大。
常规金刚石锯片的安装如图2.1所示。
图2.1 带有冷却液泵的夫勒克尔－德来赛（Flecker－Dreser）金刚石锯片，80－BQ型切割机及机座当锯切玻璃或晶体时，金刚石磨轮或钢丝可能堵塞，需用一块碳化硅或特殊的白色石块除去堵塞物。
1.1 切割厚的工件有些固定在液压控制轴上的金刚石锯片可以切割安置在可移动工作台上的厚玻璃平板。
为把一块平板锯成几块，人们必须先切出整个厚度的一半，然后把平板翻过来再切割另一半。
有两个约束条件限制了玻璃的切割尺寸——锯片和防冷却液的档片直径以及使锯片固定在旋转轴上的固定垫圈直径。
操作方法如图2.2所示。
图2.2 用正反锯口锯切法把厚玻璃平板切割成两块的一种改进方法1.2圆片的切割经常需要把一块大直径的玻璃圆柱体切割成薄的圆玻璃片。
光学零件加工(总)
第一章 光学材料
种类： 透紫外线玻璃（ZWB）、紫色玻璃（ZB）、青色（蓝色） 玻璃（QB）、绿色玻璃（LB）、透红外线玻璃（HWB）、 防护玻璃（FB）、透紫外线白色玻璃（BB等）。
（二）中性玻璃 特点：在可见光区域内能比较均匀地降低光源的光强度，而不
改变其光谱成分。 作用：主要是做中性滤光片、减光镜。 牌号：AB1，AB2，AB3……，AB10等。
三、无色光学玻璃的质量指标（七项）
（一）折射率、色散系数的允差及一致性 折射率：表示光在空气中的传播速度与在玻璃中的传播
速度之比。 n=C/V （nd、nF、nc） 色散系数：不同波长的光经过折射后，出射点不同。
υd= nd-1
nF-nC
用中部色散nF-nc衡量
第一章 光学材料
① nd、υd的允差（允许差值） 分 0 、 1 、 2 、 3 、 4 四类
我国光学玻璃标准规定：将玻璃分为2大类，用K代表冕牌 玻璃，F代表火石玻璃。每一大类又进一步按nd及υd分为18 个品种。
第一章 光学材料
❖ 冕 牌 玻 璃（8个）： 火 石 玻 璃（10个）：
第一章 光学材料
2、牌号：ZF9（1～99） 其中F——种类；ZF——品种；ZF9——牌号
同一品种玻璃，它的折射率大致相同相差不多。
第一章 光学材料
选取原则： ①对于位置靠近或处于像平面上的零件，其材料不允许有气 泡，应使用第0类玻璃。 ②大倍率观察仪器的分划板、分度盘、平行光管、分辨率板， 应采用0类和1类玻璃。 ③照相物镜、双筒望远镜和大地测量仪器的物镜，允许选用 2类D、E级玻璃材料。 ④在望远镜和大口径照像物镜中允许气泡度为E级。
第一章 光学材料
❖ 例如：K9的成分
由 SiO2：69.13%；B2O3：10.75%；K2O：6.29%； Na2O：10.40%；As2O3：0.36%；BaO：3.07%。
光学零件加工PPT
（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
一、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
一、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：
1mm
式中 A——锯切余量；
Δ——锯片的厚度； δ——锯片转动时的振动余量。
当锯切深度 B ＜10mm时，δ＝1.5； 10＜B ＜65mm时，取δ＝2.0； B＞65mm时，取δ＝2.5。
一、基本概念
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。
一、光学零件加工的技术要求
（2）滚圆余量： 2~4mm
向或会聚光线等方面。 ②辅助表面：用于连接、支撑和固定的，又称装夹或安装表面。 ③自由表面：用于零件的夹紧或在完成零件基本加工后，为限
制零件的形状和尺寸，去掉多余材料得到的表面。
二、光学零件图
在光学零件图中要反映以下内容： ①反映出零件的几何形状、结构参数和公差； ②反映出对光学材料的质量要求； ③反映出对光学零件加工精度和表面质量的要求。
二、 光学零件的毛坯生产
三、压制成型
料软化拍型后，即可送到压力机上的 压模内压制成型。根据毛坯直径大小不 同，压制时间一般在0.5～3s之间。
光学材料加工专业课程
光学材料加工专业课程光学材料加工专业课程是光学工程学科中的重要一环，它是培养光学工程技术人才的关键课程之一。
本文将从课程设置、教学目标、教学内容和实践教学等方面进行介绍。
一、课程设置光学材料加工专业课程是光学工程学科的核心课程之一，一般设立在光学工程专业的高年级。
在光学工程学科的课程设置中，光学材料加工专业课程是学生系统学习光学材料加工工艺的重要环节。
该课程的目标是培养学生掌握光学材料加工的基本理论和实践技能，为他们今后从事光学工程实践工作打下坚实基础。
二、教学目标光学材料加工专业课程的主要教学目标是培养学生具备以下能力：1. 理解光学材料的特性和性能，包括光学常数、透明度、折射率、吸收系数等。
2. 掌握光学材料的加工工艺，包括切割、抛光、薄膜涂覆等。
3. 熟悉光学材料加工设备的使用和维护，包括切割机、抛光机、涂覆机等。
4. 能够根据光学元件的要求选择合适的光学材料并进行加工。
5. 具备解决光学材料加工过程中常见问题的能力。
三、教学内容光学材料加工专业课程的教学内容主要包括以下几个方面：1. 光学材料的基本知识：介绍光学材料的分类、性质和特点，包括晶体、非晶体、半导体材料等。
2. 光学材料的加工工艺：介绍光学材料的切割、抛光、薄膜涂覆等工艺过程，包括加工设备的使用和操作技巧。
3. 光学材料的测试与评估：介绍光学材料的测试方法和评估标准，包括透明度、折射率、吸收系数等指标的测量。
4. 光学材料的应用：介绍光学材料在光学元件制造、光纤通信、激光技术等领域的应用。
四、实践教学光学材料加工专业课程注重实践教学环节的设置，以培养学生的实践能力和创新精神。
实践教学主要包括以下几个方面：1. 实验教学：设置光学材料加工实验，让学生亲自操作并加工光学材料，掌握实际操作技巧。
2. 课程设计：安排课程设计项目，要求学生根据给定的光学元件要求，选择合适的光学材料并进行加工。
3. 实习实训：组织学生到光学工程相关企业或研究机构进行实习实践，让学生了解光学材料加工的实际应用。
光学零件加工技术第二版教学设计
光学零件加工技术第二版教学设计一、教学目标1.掌握光学零件加工的相关知识，了解光学加工的工艺与流程；2.理解常见光学元器件的结构和特点，熟练操作加工工具，掌握光学零件的加工方法和技巧；3.通过理论课程和实验课程的有机结合，让学生掌握光学元器件的加工技术和实际应用的能力；4.提高学生的工程设计和实现能力，拓宽学生的光学技术应用领域。
二、教学内容1. 光学零件加工工艺和流程1.概述光学零件加工的流程和方法；2.介绍加工设备和工具；3.形状加工、平面加工、孔加工、切割加工等光学零件加工技术。
2. 常见光学元器件的结构和特点1.球面镜、圆柱镜、棱镜、透镜等光学元器件的结构和特点；2.球面镜的加工和检测技术；3.其他光学元器件的加工技术。
3. 光学零件加工实验1.光学零件加工设备和工具的操作；2.数控加工机床的使用；3.光学零件准确度检测及使用实例。
4. 光学元器件加工实践1.光学元器件的加工设计和实现；2.实例分析光学元器件加工的案例；3.学生自主实践项目设计和完成。
三、教学方法1.讲授法和案例分析法相结合；2.实验操作与教学课程形成有机结合；3.课程综合考核，包括理论知识考核、实验操作考核和实际工程设计与实现考核。
四、教学建议1.注意理论课程和实验课程的协同设计；2.加强实践操作的指导与训练；3.强化工程设计和实现能力的培养；4.鼓励学生自主实践项目的设计和完成。
五、教材及参考书•《光学加工技术》（陈晓光，李建国主编，机械工业出版社）•《光学制造工艺学》（刘立华主编，北京航空航天大学出版社）•《数控加工中的光学零件加工技术》（李志平主编，机械工业出版社）六、教学进度教学内容学时光学零件加工工艺和流程 6常见光学元器件的结构和特点 6光学零件加工实验10光学元器件加工实践8课程期末考试 2七、教学评估方法1.期中考试占30%的成绩；2.实验和上机操作占30%的成绩；3.课程设计报告占20%的成绩；4.期末考试占20%的成绩。
光学冷加工
实验二十五放大镜的制作第一章光学零件制造工艺一般知识1.1 光学零件制造工艺的特点及一般过程制作光学零件的常见材料有三大类，即光学玻璃、光学晶体和光学塑料，其中以光学玻璃，特别是无色光学玻璃的使用量最大。
虽然光学零件的加工按行业划分归入机械加工一类，但由于加工对象的材料性质和加工精度要求显著地不同于金属材料，因而加工工艺上也完全不同于金属工艺而具有特殊性。
1.1.1 光学零件的加工精度及其表示光学零件属于高精度零件。
平面零件的加工精度主要有角度和平面面形；球面零件的加工精度要求主要有曲率半径和球面面形。
高精度棱镜的角误差要求达到秒级。
高精度平面面形精度可达到几十分之一到几百分之一波长。
平面零件的平面性和球面零件的球面性统一称为面形要求。
光学车间一般用干涉法计量，用样板叠合观察等厚干涉条纹（俗称看光圈）。
表示面形误差的光圈数符号是N，不规则性（或称局部误差）符号是△N。
除面形精度外，光学零件表面还要有粗糙度要求。
光学加工中各工序的表面粗糙度如表6-1所示。
光学零件抛光表面粗糙度用微观不平十点高度表示为R2=0.025um，用轮廓算术平均偏差表示为R2=0.025um，用符号表示则为0.008，在此基础上，还有表面疵病要求，即对表面亮丝、擦痕、麻点的限制。
1.1.2 光学零件加工的一般工艺过程及特点光学零件加工的工艺过程随加工方式不同而异。
光学零件的加工方式主要有两类：传统（古典）加工工艺和机械化加工工艺，这里我们只介绍传统加工工艺。
传统工艺的特点主要有：（1）使用散粒磨料及通用机床，以轮廓成形法对光学玻璃进行研磨加工。
操作中以松香柏油粘结胶为主进行粘结上盘。
先用金刚砂对零件进行粗磨与精磨，然后使用松香柏油抛光模与抛光粉（主要是氧化铈）对零件进行抛光加工。
影响工艺的因素多而易变，加工精度可变性也大，通常是几个波长数量级。
高精度者可达几百分之一波长数量级。
（2）手工操作量大，工序多，操作人员技术要求高。
光学零件工艺学课件知识讲解81页PPT
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
16、云无心以出岫，鸟倦飞而知还。 17、童孺纵行歌，斑白欢游诣。 18、福不虚至，祸不易来。 19、久在樊笼里，复得返自然。 20、羁鸟恋旧林，池鱼思故渊。
光学零件工艺学课件知识讲解
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谢谢！
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光学零件加工入门教育
光学零件加工入门教育教材（试用）承认：胡君剑作成：邢德华一、光学加工的意义①什么是光学零件由光学材料制成的，用于光学仪器光学系统的元器件叫光学零件。
光学材料一般有：光学玻璃、光学塑料、光学晶体等。
我公司目前主要是生产光学玻璃制成的光学零件。
（光学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种）最常用的光学零件主要有二种：透镜和棱镜。
（作图）我公司目前主要生产的是透镜。
透镜形状有：正透镜和负透镜（作图）中心厚度大于边缘厚度的透镜是正透镜，光会聚中心厚度小于边缘厚度的透镜是负透镜，光发散②光学零件的作用透镜主要用于光学系统成像，棱镜主要用于光路转折。
常用的光学仪器有：照相机、显微镜、望远镜、眼镜、放大镜、潜望镜、摄影机摄像机等等。
他们的成像都是通过光学零件实现的③光学零件加工的目的通过光学冷加工、光学特种加工，把光学零件胚料（硝材）加工成满足客户要求的合格光学零件。
（这里的硝材可以是压型料、棒料、大块料。
我公司目前用的是压型料。
有专门工厂热压成型加工的基本成型的光学零件原材料。
）二、光学零件加工一般流程在我公司的一般流程主工序荒折-----砂挂-----研磨-----芯取-----镀膜-----粘合-----涂墨-----组立辅助工序上盘、下盘、清洗、洗净㈠主工序①荒折（铣磨）CG:就是把镜片加工成一定形状,寸法（尺寸）和外观要求的工序本公司光学加工的第一道工序，加工模式类似于金加工中铣切加工，完成镜片成型（球面曲率、面型、镜片中心厚度、外观）如图所示●透镜胚料夹持在主轴上，夹持的方法可以是真空吸附也可以是弹片夹持，我公司大部分采用弹片夹持。
主轴是转动的（低速）●图标是立式的，实际加工中有立式的，也有卧式的，在我公司是卧式的。
●铣磨是用砂轮来加工的，砂轮是金刚石环形砂轮，用规定大小的人造金刚石颗粒与铜、镍等金属或陶瓷混合压型、烧结而成的。
●砂轮高速旋转，斜向推进镜片，对镜片进行磨削，铣出一个球面●调整砂轮的角度，确定球面的曲率●调整砂轮的方向，确定凸面或凹面●调整砂轮推进量，确定磨削量（镜片中心厚度）●用油冷却液。
光学加工部门操作简单资料
一.光学加工基础知识（一）光学玻璃基本知识1.基本分类和概念光学材料分类：光学玻璃、光学晶体、光学塑料三类。
玻璃的定义：不论化学成分和固化温度范围如何，一切由熔体过冷却所得的无定形体，由于粘度逐渐增加而具有固体的机械性质的，均称为玻璃。
光学玻璃分为冕牌K和火石F两大类，火石玻璃比冕牌玻璃具有较大的折射率nd和较小的色散系数vd。
2.光学玻璃熔制过程将配合料经过高温加热,形成均匀的，高品质的，并符合成型要求的玻璃液的过程,称玻璃的熔制。
大致可分为以下几个阶段。
（1）.加料过程-----硅酸盐的形成（2）.熔化过程-----玻璃形成（3）.澄清过程-----消除气泡（4）.均化过程------消除条纹（5）.降温过程-------调节粘度（6）.出料成型过程总之,玻璃熔制的每个阶段各有其特点,同时,它们又是彼此互相密切了解和相互影响的.在实际熔制中,常常是同时或交错进行的,这主要取决于熔制的工艺制度和玻璃窑炉结构特点。
3.玻璃材料性能指标（1）．折射率nd、色散系数vd （2）.光学均匀性（3）.应力双折射（4）.条纹度（5）.气泡度（6）.光吸收系数（7）.抗潮湿、抗酸性能（8）.光学玻璃热性能（二）光学理论基础知识1.光学基本理论我们通常把光学分成几何光学、物理光学和量子光学。
（1）.几何光学光线的传播遵循三条基本定律：（1.1）光线的直线传播定律，既光在均匀媒质中沿直线方向传播；（1.2）光的独立传播定律；（1.3）反射定律和折射定律。
（2）物理光学从光的波动性出发来研究光在传播过程中所发生的现象的学科，所以也称为波动光学。
它可以比较方便的研究光的干涉、光的衍射、光的偏振，以及光在各向异性的媒质中传插时所表现出的现象。
（3）量子光学。
2.光圈概念（1）光圈：光圈被检表面与参考表面干涉产生的条纹数量N叫光圈。
它分为：高光圈：中心高，空气间隙减小（加压）时，条纹从中心向边缘移。
低光圈：中心低，空气间隙减小（加压）时，条纹从边缘向中心移。
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
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光学零件加工入门教育教材（试用）承认：胡君剑作成：邢德华一、光学加工的意义①什么是光学零件由光学材料制成的，用于光学仪器光学系统的元器件叫光学零件。
光学材料一般有：光学玻璃、光学塑料、光学晶体等。
我公司目前主要是生产光学玻璃制成的光学零件。
（光学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种）最常用的光学零件主要有二种：透镜和棱镜。
（作图）我公司目前主要生产的是透镜。
透镜形状有：正透镜和负透镜（作图）中心厚度大于边缘厚度的透镜是正透镜，光会聚中心厚度小于边缘厚度的透镜是负透镜，光发散②光学零件的作用透镜主要用于光学系统成像，棱镜主要用于光路转折。
常用的光学仪器有：照相机、显微镜、望远镜、眼镜、放大镜、潜望镜、摄影机摄像机等等。
他们的成像都是通过光学零件实现的③光学零件加工的目的通过光学冷加工、光学特种加工，把光学零件胚料（硝材）加工成满足客户要求的合格光学零件。
（这里的硝材可以是压型料、棒料、大块料。
我公司目前用的是压型料。
有专门工厂热压成型加工的基本成型的光学零件原材料。
）二、光学零件加工一般流程在我公司的一般流程主工序荒折-----砂挂-----研磨-----芯取-----镀膜-----粘合-----涂墨-----组立辅助工序上盘、下盘、清洗、洗净㈠主工序①荒折（铣磨）CG:就是把镜片加工成一定形状,寸法（尺寸）和外观要求的工序本公司光学加工的第一道工序，加工模式类似于金加工中铣切加工，完成镜片成型（球面曲率、面型、镜片中心厚度、外观）如图所示●透镜胚料夹持在主轴上，夹持的方法可以是真空吸附也可以是弹片夹持，我公司大部分采用弹片夹持。
主轴是转动的（低速）●图标是立式的，实际加工中有立式的，也有卧式的，在我公司是卧式的。
●铣磨是用砂轮来加工的，砂轮是金刚石环形砂轮，用规定大小的人造金刚石颗粒与铜、镍等金属或陶瓷混合压型、烧结而成的。
●砂轮高速旋转，斜向推进镜片，对镜片进行磨削，铣出一个球面●调整砂轮的角度，确定球面的曲率●调整砂轮的方向，确定凸面或凹面●调整砂轮推进量，确定磨削量（镜片中心厚度）●用油冷却液。
●翻面加工第二面②砂挂（精磨）砂挂:就是去除CG后表面的破坏层,达到一定寸法及表面精度,且达到研磨前条件要求的工序本公司光学冷加工的第二道主工序。
对镜片球面精细加工，确保后到加工（研磨）有一个良好的基础。
比荒折有更高的技术要求（球面曲率、面型、镜片中心厚度、外观）●用金刚石精磨片对基片加工，精磨片用规定大小的人造金刚石颗粒与铜、镍等金属或陶瓷混合压型、烧结而成的。
相当于小砂轮，金刚石颗粒很细。
我公司用的是金属结合剂的精磨片。
●一般分二道加工，一道粗一些，一道细一些●砂挂皿的磨削面是球面的，粘贴了精磨片后（单片或多片），精密修正曲率（R）●与铣磨不一样的是：镜片或砂挂皿的旋转，有一个是从动的，并且有一个是摆动的（准球心摆动）。
为的是均匀磨削。
（磨削轨迹越乱越好）●用水性冷却液。
●由金刚石粉的颗粒度、压力、转速、时间等因素控制磨削量。
●由砂挂皿的曲率形状、摆幅等因素控制给被加工镜片的曲率。
如图示;③研磨（抛光）研磨就是去除砂挂表面的破坏层,达到一定表面精度,寸法及透明度的工序光学冷加工中最重要的工序，最后一道透镜表面磨削加工。
由此道工序保证镜片多项技术要求。
外观、中心厚度、球面曲率（用光圈数、亚斯来表征）等。
●加工方式类似于砂挂（如上图）●所用的皿称为研磨皿，粘贴的是研磨片、研磨纸●所用的冷却液是研磨液（研磨粉溶液）●由研磨皿的曲率形状、摆幅等因素控制给被加工镜片的曲率。
●由研磨粉的颗粒度、型号，加工的压力、转速、时间等因素控制磨削量及外观。
④芯取（磨边）透镜外圆加工，保证外圆尺寸，同时达到使透镜光轴与机械轴同心的目标。
有专门的芯取机加工如图示芯取机的主轴是同心圆筒，镜片夹持在中间，利用透镜的二个球面，通过主轴筒的压移，使得镜片光轴与机械轴同心。
而后由金刚石砂轮对镜片边缘磨削。
完成工作。
●夹持镜片的主轴转动（低速）●金刚石砂轮高速转动（加横向平移）●由主轴的精度、镜片的夹持角、夹持精度控制镜片的同心度●有砂轮的进刀量控制镜片外圆尺寸●有砂轮的颗粒度、转速、进刀速率等因素控制外圆的外观。
⑤镀膜在真空状态下，将一些金属、介质材料蒸发，沉积在镜片表面，形成薄膜，达到改变光在镜片表面光谱透反射特性。
满足客户规定的技术要求。
●用真空镀膜机实施镀膜，镀膜机是高档、精密、高价值的机器。
●用仪器控制膜层厚度，膜厚控制精确到纳米级●用电子束蒸发膜料，蒸发温度达1000度以上。
●我公司大部分镀膜机是进口的智能自动镀膜机。
●镀一层膜的叫单层膜，镀二层以上的叫多层膜，有时多达100多层。
●我公司目前大部分零件镀得是多层减反膜（减少镜片表面的光反射）⑥粘合粘合是将正负二片透镜或三片透镜，用透明的胶粘合起来，组成一个组合透镜。
组合透镜的功能是为整组镜头消除像差、色差。
粘合同时要保证二片镜片同时达到光轴和机械轴同心。
●粘合用胶是一种光敏胶，在紫外光照射下固化。
●镜片在固化前，在专门的对中心仪器（偏心显微镜）的监视下调整二镜片的相对位置，使之同心。
⑦涂墨涂墨是在镜片边缘涂上一层无光黑墨，防止镜片边缘的杂散光。
涂墨的主要要求是：墨的尺寸位置、墨的厚度、墨的浓度等。
㈡辅助工序①上盘、下盘砂挂、研磨工序，镜片多片加工时，需要将镜片胶合在一个皿（胶接头）上。
上盘、下盘就是为此服务的。
●上盘用胶是一种柏油松香的混合物●采用加热的方法上盘●采用加热或冷冻的方法下盘。
②清洗、洗净清洗、洗净，是将镜片加工过程产生的脏、附着物去除，使得镜片干净。
●清洗使用手工方法，用汽油、酒精的有机溶剂●洗净是使用超声波清洗机（有祛油、洗涤、漂洗、脱水、干燥等步骤）三、光学加工注意要点1.应遵守的事：移动镜片时，自面前拿，搁在远处（近拿深放）。
不应做的事：*在镜片上方作业。
减少镜片掉落时可能造成的危害。
2.应遵守的事：接触镜片时，注意力高度集中。
不应做的事：*放置镜片时，从指定位置上方跌落镜片；*不小心掉落镜片；*作业中镜片之间相互碰撞，镜片与盒摩擦。
要点：作业动作正确，注意力高度集中。
3.应遵守的事：镜片之间摆放保持间隔。
不应做的事：*镜片摆放无间隔，相互碰撞。
要点：防止镜片碰撞造成报废。
4.应遵守的事：搬运镜片箱盒，应托住搬运镜片箱盒，应不挡住视线。
不应做的事：*不托箱盒底部搬运；*箱盒超过肩部，挡住视线搬运。
要点：搬运过程中防止镜片箱盒跌落造成损失；防止人体腰部损伤。
5.应遵守的事：不面对镜片讲话；必须讲话时，用手掩住嘴部。
不应做的事：*面对镜片讲闲话；讲话时不掩住嘴部。
要点：防止口水点造成镜片不良。
6.应遵守的事：除正在作业时外，必须将镜片盒、箱盖上盖子或盖上洁净拷贝纸。
不应做的事：*放在棚架上的镜片盒、箱不盖盖子或拷贝纸；*镜片涂有保护膜时不盖盖子或拷贝纸；*搬运时无盖子或拷贝纸*空箱盒无盖子或拷贝纸；*空箱盒摆放镜片时，不换洁净拷贝纸。
要点：保护镜片表面不受污染。
7.应遵守的事：先进先出，按入库/进入现场日先后顺序安排加工。
不应做的事：*不管入库/进入现场日先后顺序安排加工。
要点：便于镜片早期发现问题，防止积压时间过长造成镜片霉变。
8.应遵守的事：接触镜片光面时必须戴擦拭干净的指套作业。
不应做的事：*裸手接触镜片光面。
要点：防止指纹印对镜片造成不良。
9.应遵守的事：镜片箱盒不直接放在地面上。
不应做的事：*镜片箱盒直接放在地面上。
要点：防止水、潮湿、脏物对镜片伤害。
10.应遵守的事：镜片箱盒摆放不超出通行线、限高线、作业台、棚架位置。
不应做的事：*不在指定位置放置镜片箱盒；*镜片箱盒摆放超规定线。
要点：避免镜片箱盒跌落；防止事故发生。
11.应遵守的事：认真观察了上道给你的零件，确认符合加工要求时，才开始你的加工。
不应做的事：*拿到零件就加工。
要点：防止已经不合格的零件再加工，造成不必要的损失。
防止品质责任不清。
12.应遵守的事：认真理解了你加工的技术要求后，才开始你的加工不应做的事：*凭习惯、凭印象、想当然加工。
要点：避免不必要的加工错误。
13.应遵守的事：仔细检查了你加工的零件，符合要求后才送检或转下一道工序。
不应做的事：*一加工完毕就送检。
要点：不好的零件不能流往下一道；明白自己加工中的问题点。
14.应遵守的事：本工序、本人能做好的事，尽量做好。
不应做的事：*下一道工序能做的，就让下道去做，尽量减少自己的事。
要点：下一道就是用户，为用户提供更多的方便是企业的天职。
15.应遵守的事：机床、工作台面、工作环境符合工作要求后，才开始生产。
不应做的事：*为上产量，先生产，后打扫。
要点：在符合工作要求的条件下，生产符合质量标准的产品。
四、职业道德不管你原来是学生、家里的公主、少爷还是其他，进了工厂的门，你就是员工，就必须以员工的所有行为准则要求自己，别人也是以工厂的员工行为准则要求你。
尽管开始你不习惯、不适应。
你必须要适应工厂的规则，逐步养成习惯。
①团队协作②尊重他人劳动成果③尊重他人④认真仔细⑤高度责任性。