光学冷加工基础知识教育资料

• • • • • 光圈数 ：N； 局部光圈数 ：△N； 中心偏差 ： C； 原器精度 ：△R； 表面疵病(外观)等级： B
光学零件概述
• 光学面形精度（N、 △N）标示：
N---光圈符号
N(-3)
+3 -3
表示被检球面和样板（原器）标准面R值存在偏差时，所允许 出现的最大干涉条纹环数（牛顿环本数）。 以546nm的单色光为基准。 例：当N=-3时，如上述标示则公差范围为：0～－６本！ 当N=3时, 则如上述标示公差范围为:+6～－６本！ 当N=+3时, 则如上述标示公差范围为:+6～0本！
加 工 流 程：
荒摺完品
加工第一面
加工第二面
砂挂完品
砂挂工程简介
• 砂挂加工原理： 串棒
设备底座马达带动主轴（砂挂皿） 转动：1000～ 3000min-1；摆动马达带 动工件轴(治具内镜片)左右摆动(或前 后)、治具+镜片因摩擦力产生之自身转 动，加以压力使镜片被砂挂皿切削，从 而三者运动之复合即为球芯运动，加工 出镜片表面（或球形之一部份）。
• 光学玻璃的熔炼过程：
配料→硅酸盐形成（800℃-900℃）→玻璃形成（1000℃-1250℃） →澄清→均匀化（1400℃-1500℃）→冷却（200℃-300℃）→成型 →退火→型料 * 澄清目的：消除气泡 * 均匀化目的：去除条纹 * 退火目的：消除内应力和校正光性 （再次加热到400-600摄氏度)
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 透镜存在偏心时，透镜的边缘厚度也有差异 （边厚差△t）。 △t=D*C/[f′*（n-1）] 加工中通过定心磨边保证偏心。
△N---局部光圈（亚斯）
表示上述干涉条纹的不规则程度（牛顿环之局部变形 量）， 表征光学表面存在的凹坑、凸起、折断等缺陷。
N 和△N 为光学表面的面形精度指标，通过垂直于被检 面方向观察获得，也可用激光干涉仪检测。 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：
• 荒折目的：
将毛坯料在荒折机上进行荒折粗加工，将零件切削出与公称 球面较为 接近的球面，为零件的砂挂做好准备。
• 荒折加工对象：
零件的球面曲率半径、中心厚度以及表面光洁度。
• 切削工具：
筒型金刚石砂轮
• 荒折机床：
荒折机，如：CG2.0，零件加工范围：φ 3mm～φ 80mm
荒折工程简介
• 上海工厂荒折机简介： 使用荒折机共2种：
6.研磨工程简介
研磨主要机器：下摆机、SSP、上摆机、LF机等
光学零件的抛光是获得光学表面最主要的工序。
目的：
1 去除精磨的破坏层，达到规定的表面疵病要求； 2 精修面形，达到要求的光圈和局部光圈，最后形成透明规则的表面。
研磨机理
四种理论：机械磨削理论、化学作用理论、热的表面流动理论、 研磨的本质是机械、化学和物理三种作用的错综复杂的过程
•
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 精度来保证的；
记号 日 期 1 2 3 4 5 6 7
08-6-19
订 误记
正
内
容
(?37.1)
R1 +79.48 ?38.5 见注1 见注1 -2±2 见注3
担 当确 认
胡海涛
材 质
n d υ d f Z系数 光学偏心 磨耗度
NBFD15
1.80610±50 33.3±0.3 -92.486 0.116 见注2 100
光学零件材料简介
• 环保玻璃
由于健康、环保的要求，欧美已禁止使用含Pb、As的玻璃，从而产 生出了许多环保玻璃，环保玻璃在光学常数上完全可达到上述含Pb、As 的玻璃，而且各类物理化学性能指标应符合标准。
• 无色光学玻璃的质量指标
七项指标：
→ nd、νd与标准的允许差值 → nd和νd在同一批玻璃中的一致性 → 光学均匀性 → 应力双折射 → 光吸收系数 → 条纹度 → 气泡度
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
硝材外径
面
别
R2 +38.1 1 ?36.1 见注1 见注1 -2±3 见注3
公称R值
光线有效径 镀膜有效径
镀 N
膜
ΔN 化学特性
?40.9-0.03 -0.38
耐酸性1 耐碱性1 耐水性 1
承 认
审
核 检
图 制
图
社内版次 客户版次 外观等级
第1版
机 种 部 番
YN1
YN1-9491
图面名称： 见注4
• 无色光学玻璃类型
根据色散系数ν d的大小，无色光学玻璃分二大类18种类别： 冕牌玻璃 ν d＞50 火石玻璃 ν d＜50
• 冕牌与火石玻璃性能特征比较
冕牌玻璃K（Pb＜3%） 折射率低（nd=1.50~1.55） 色散大 (νd=55~62) 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
凤凰光学上海有限公司
光学冷加工基础知识新人教育资料
光学基础知识讲解目录
1. 光学零件（镜片）概述 2. 光学镜片材料介绍 3. 镜片加工流程 4. 荒折工程简介 5. 砂挂工程简介 6. 研磨工程简介 7. 芯取工程简介 8. 镀膜工程简介 9. 粘合工程简介 10. 涂墨工程简介 11. 光学基础知识 12. QA检查
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
• 无色光学玻璃
行业内使用最多，光学常数是最主要的性能指标，也是分类及定牌号 的主要依据。
完品图
作成日期 2008年05月21日
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
凤凰光学(上海)有限公司
光学零件概述
• 光学零件技术条件（透镜为例）
透镜形状和结构参数：
• • • • 曲率半径R、曲率中心位置； 透镜中心厚度d、边缘厚度t； 外圆直径D、有效孔径DO； 倒角的位置、角度和宽度。
光学零件概述
五项透镜加工精度及表面质量技术条件：
上治具 钻石粒
镜片
各工程特点: CG→砂挂第1道（半精加工）→ 砂挂第2道（精加工）→研磨（抛光）。 重点管理项目
砂挂液PH 砂挂丸片 合皿
品质保证项目
检查方式方法
检查工具
手提式百分表 样板、测环 目视
皿基座
中心厚度 抽检（自检、巡检、提检） 光圈/△h 抽检（自检、巡检、提检） 外观（划痕、砂目等） 抽检（自检、巡检、提检）
双凸透镜
双凹透镜
平凸透镜
平凹透镜
弯月透镜
光学零件概述
90度 180度
棱镜：由两个或两个以上相交的折射或反射 平面所组成的透射体。
作用：分光或使光线转折作用 根据棱镜的结构和工艺特点，可分成多种类 型。 棱镜举例:直角棱镜、等腰棱镜、斜方棱镜、 五棱镜、直角屋脊棱镜、等腰屋脊棱镜等
光学零件概述
• 透镜图样
光学零件材料简介
• 无色光学玻璃的工艺性
工艺性指的是玻璃可加工性的好坏、直接影响加工精度、效率及成 本。 1、工艺性取决于玻璃的理化特性，受玻璃的内部结构制约。 玻璃内部各类氧化物含量百分比不同，表现出的工艺性也不 同。 2、工艺性具体指标： * 化学稳定性： 玻璃抵抗水溶液、潮湿空气及其它侵蚀介质如酸、碱、盐等破坏 的能力。 * 机械性质： → 比重 → 脆性 → 抗拉、抗压强度 → 硬度（超软FCD1/超硬S-LAL14）
光学零件材料简介
• 光学玻璃的构成：
光学玻璃是由硅（Si）、硼（B）、磷（P）、铅（Pb）、钾（K）、钠 （Na）、钡（Ba）、砷（As）、铝（Al）等多种氧化物在高温下形成复 杂盐熔体，经过过冷而得到各向同性的无定形物体。 硅酸盐玻璃：以二氧化硅（SiO2）为主要成分 硼酸盐玻璃：以三氧化二硼（B2O3）为主要成分 磷酸盐玻璃：以五氧化二磷（P2O5）为主要成分
分类：单片研磨、多片研磨；低速研磨、高速研磨。
砂挂完品
加工第一面
加工第二面
研磨完品
7.芯取工程简介
光学零件芯取：
目的：校正偏心、外圆尺寸符合装配要求。 定义：校正偏心的过程即为定心。是把透镜二个球面的球心调 整到磨边机主轴线上，使得磨边时透镜是绕自身二个球 心连线旋转，则用砂轮磨削出的外圆柱面几何轴和光轴 一致。 芯取的实质是把透镜的几何轴固定到光轴上。
1．韩国时代机（CG2.0） 2. 台湾勇溢（单片机器）/（成盘加工机器）
加 工 流 程：
硝材
加工第一面
加工第二面
荒摺完品
荒折工程简介