第18章光学零件基本加工工艺规程设计
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。
第18章光学零件基本加工工艺规程设计 文档
? 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。
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。
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：
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
光学加工工艺流程
光学加工工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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光学零件加工
散粒磨料细磨技术的关键
细磨磨具的的面形精度 研磨的速度 压力的调整
精磨注意事项
精磨前调整零件轴线与机床主轴轴线重合， 对于面形精度越高的零件来说，同轴度要 求越高 精磨非球面时，一般先修磨非球面度最大、 带宽最宽的部位，此时尽可能地减少磨和 球面接近的部位——可以保持曲面平滑
三、装工件
达到装工件要求时，将工件按照要求放到镀膜室 里面待镀膜
四、抽真空
以上步骤完成后，关上镀膜室门，进行 空（低真空信号灯亮，真空度为 3.0E-0）方可开烘烤，同时真空镀必须高于10-2Pa。 按下按钮烘烤1—→烘烤2—→烘烤3—→工转（工转 的电压为1V，烘烤温度达到设定值320℃时.必须稳定 10分钟。）
八、镀膜（满足以上条件及检查后方可进行
以下步骤） 按下监控按钮STOP—→RESET—→START 蒸镀时须注意坩埚的转换是否与制程相对应，是 否转换到为，电子枪的功率与斑点是否有浮动， 及斑点位置是否在坩埚中心位置。同时要观察蒸 镀时的速率、电流大小；氧气的流量。
九、起件
蒸镀完成后先关电子枪外控按钮OFF；工转电流调到 0.5V进行2分钟烘烤，关烘烤1—→烘烤2—→烘烤3。 工转调到0.5V。烘烤温度必须低于280℃方可开门， 按取件进行泄气开室门，然后取出卡伞进行清洁、添 加材料进行下次蒸镀，从打开室门到关门时间为5分 钟左右。
据厚度与频率的变化计算当前厚度
镀膜工艺的过程
一、开机前准备 检查水、电、气。依次接通总水源、总 气源、总电源。 其中水压0.2~0.25MPa，水温≤20℃， 电：总功率约50KW，220V/380V， 50HZ。 气：气压0.5Mpa。
二、开机
打开总电源开关(总电源信号灯亮）—→真空自动→ 开机。扩散泵温度必须大于250℃（约预热1小时）。 打开高压电源及高压开关，氧气阀打开，氧气总压 力必须大于2MPa，氧气输出压力控制阀必须小于 0.5MPa（一般在0.2MPa左右）。打开监控系统电 源，打开坩埚电源。
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。
光学元件加工流程
光学元件加工流程光学元件是用于控制和操纵光线的器件，广泛应用于光学仪器、通信设备、激光技术等领域。
光学元件的加工流程通常包括以下几个步骤：设计、材料选择、切割、研磨和抛光、涂膜、检测和包装。
下面将逐一介绍这些步骤的具体流程。
1. 设计在加工光学元件之前，需要进行设计，确定元件的形状、尺寸和性能指标。
设计过程中需要考虑到所需的光学特性，如透过率、反射率等，并根据具体应用场景选择合适的材料。
2. 材料选择根据设计要求，选择合适的材料进行加工。
常用的光学材料有玻璃、晶体和塑料等。
不同材料具有不同的物理特性和加工难度，因此需要根据具体要求进行选择。
3. 切割根据设计要求，在选定的材料上标出需要切割的形状和尺寸。
然后使用切割工具（如钻孔机或激光切割机）将材料切割成所需的形状。
4. 研磨和抛光切割后的材料表面通常会有一定的粗糙度和不平整度，需要经过研磨和抛光来提高表面质量。
使用砂轮或其他磨料对材料进行粗磨，去除表面的毛刺和凹凸不平。
使用细砂轮或抛光膏进行细磨和抛光，使表面光滑均匀。
5. 涂膜为了改善光学元件的透过率、反射率等性能，常常需要在其表面涂上一层特殊的薄膜。
涂膜可以通过物理气相沉积（PVD）或化学气相沉积（CVD）等方法进行。
涂膜工艺中需要控制好温度、气压、沉积速率等参数，以确保涂层质量。
6. 检测完成涂膜后，需要对光学元件进行检测，以验证其性能是否符合要求。
常用的检测手段包括透过率测试、反射率测试、表面平整度测试等。
通过检测，可以对加工过程进行调整和优化，以提高元件的质量。
7. 包装将加工完成的光学元件进行包装，以保护其表面免受污染和损坏。
常用的包装方式包括塑料袋、泡沫箱等。
在包装过程中，需要注意避免与硬物接触，防止划伤或碰撞。
以上是光学元件加工的基本流程和步骤。
在实际加工过程中，可能还会涉及到其他环节，如清洗、修复等。
不同类型的光学元件加工流程可能有所差异，但总体上都遵循上述基本步骤。
为了确保加工质量和效率，需要合理选择加工设备、优化工艺参数，并进行严格的质量控制。
光学元件的完整加工过程
光学元件的完整加工过程
首先是设计与制造准备阶段，根据光学元件的功能需求和使用环境等
要求，进行设计和制造准备工作。
这包括确定元件的形状、尺寸和表面质
量要求，选择适合的光学材料和加工工艺等。
接下来是光学材料选择与加工阶段。
根据元件的性能要求和制造工艺
的要求，选择合适的光学材料，常见的光学材料有玻璃、晶体、塑料等。
然后根据元件的形状和尺寸要求，采用各种加工工艺对光学材料进行加工，包括切割、磨削、抛光等。
接下来是光学元件加工与研磨阶段。
根据元件的设计和加工要求，使
用专门的光学加工设备和工具对光学材料进行加工和研磨。
这包括使用盘
形磨片或砂轮进行研削和抛光，使得元件的表面平整、光洁，以满足光学
性能的要求。
然后是表面处理与涂层阶段，根据元件的使用环境和光学性能要求，
对元件的表面进行处理和涂层。
常见的表面处理方法包括清洗、去污、酸
洗等；常见的涂层方法包括反射镀膜、抗反射镀膜等。
这些处理和涂层可
以提高元件的光学性能，如增加反射率、抑制光损耗等。
最后是质量检验与装配阶段，对加工好的光学元件进行质量检验和装配。
质量检验包括测量元件的尺寸、形状、表面质量和光学性能等，并比
对设计要求进行评估；装配包括将元件与其他光学元件或机械结构进行组装，以完成最终的光学系统或仪器设备。
整个光学元件的加工过程需要严格的工艺控制和质量管理，以保证元
件的性能和可靠性。
同时，加工过程需要使用专门的设备和工具，并需要
经验丰富的技术人员进行操作。
11-3 光学零件工艺规程的设计
生产中，工艺规程是加工光学零件的技术文件，它反映了生产状况和工艺水平。
一个先进可靠的工艺规程不仅能够确保零件的质量提高生产效率，而且有助于组织和管理生产。
设计工艺规程的基本原则是：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、表面和其它的技术要求。
一最佳加工工艺的确定光学基本加工，一般由粗磨、精磨、抛光三道主要工序组成。
对于大批量生产，设某一光学表面加工工艺中粗磨、精磨、抛光三个工序的加工时间为tc、tj、tp，每一小时的加工费用为rc、rj、rp，如果不考虑其它方面，则一个光学表面在这三个主要工序的加工成本为c = tc ×rc +tj ×rj + tp ×rp (11-15)加工时间tc、tj、tp是既相互关连，又会变化。
如果加工成本c为最小值，则该光学表面的加工工艺是最佳方案。
如果为减少上式中粗磨时间tc，可以提高压型件的尺寸精度和增加精磨余量，但这样使得精磨时间tj延长，反而使加工成本c增加。
若为减少精磨时间tj,可以提高粗磨精度（包括表面粗糙度）和增加抛光余量，但后者使抛光时间tp延长，更会使加工成本c增加。
同样，为减少抛光时间tp,可以提高精磨精度（包括表面粗糙度），而要提高精磨精度，又不增加精磨时间，则必须提高粗磨的精度，为此又需要提高压型件的精度，这样才会起到有效地降低加工成本的目的。
由此可知，在光学基本加工中，改进前道工序从而提高加工精度，是达到降低成本的最途径。
正如从光学加工各工序内容中清楚地看到的那样，前道加工工序的加工速度的增快、加工精度的提高，那么后一道工序的加工时间就能大大缩短。
有时前道工序的加工时间虽然延长，而其后工序加工时间减少的效果却十分显著，从总的来看是有利的，可以达到降低成本的目的。
当某工序出现变革时，则必须调整工序间的平衡关系，使其始终保持为最佳加工工艺。
二工艺规程的设计（一）全面了解和研究原始资料光学零件图、技术要求、生产纲领、设备性能等是设计工艺规程必须具备的原始资料也是设计工艺规程的基本依据，必须对其作细致的分析和全面研究。
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。
光学元件的完整加工过程
光学元件的完整加工过程光学元件是指用于改变、调节、分析、传播和探测光的光学器件，包括透镜、棱镜、光栅、反射器等。
光学元件的加工过程可以分为设计、材料选型、材料加工、光学加工、检测和组装等环节。
首先，光学元件的设计是整个加工过程的基础。
设计师根据用户需求和光学理论，通过计算和模拟来确定元件的形状、尺寸、表面质量和光学性能指标等。
设计过程中需要考虑诸如焦点、孔径、畸变、散斑等参数，以确保所设计的元件能够满足特定的功能要求。
设计完成后，需要选择适合的材料来制作光学元件。
光学材料的选择根据元件的用途和性能需求来确定。
常见的光学材料包括玻璃、石英、塑料、晶体等，不同材料有不同的光学特性和加工性能，需要根据具体情况进行选择。
接下来是材料的加工。
光学材料通常需要进行切割、抛光和研磨等工艺，以获得所需的形状和表面质量。
切割过程中需要使用高精度的切割机器，保证切割的尺寸和精度。
抛光和研磨是为了去除材料的毛刺和表面缺陷，使其达到所需的光学质量。
随后是光学加工，也称为光学制造。
光学加工是将材料加工成所需形状的关键过程，包括光学面的加工、调整曲率等。
光学面的加工通常使用研磨、打磨和抛光等工艺，以达到所需的形状和光学质量。
调整曲率则需要通过加热或弯曲等方式来实现。
完成光学加工后，需要对元件的光学性能进行检测和测试。
常见的检测方法包括干涉测量、像差检测和透射率测量等。
通过这些测试，可以评估元件的光学性能是否符合要求，对不合格的元件进行调整和改进。
最后是元件的组装。
根据设计要求，将加工完成的光学元件按照一定的位置和方向进行组装。
组装过程中需要注意避免污染和损坏元件，以确保最终组装的元件能够正常工作。
综上所述，光学元件的加工过程包括设计、材料选型、材料加工、光学加工、检测和组装等环节。
每个环节都有其特定的要求和工艺，需要严格控制和操作，以确保最终的元件能够满足用户的需求。
苏瑛-光学零件制造工艺学
中国兵器工业第二0五研究所 苏瑛
光学零件加工工艺
光学零件加工工艺的内容很多，涉 及面也比较广泛，这里仅就加工工艺的 主要内容及冷加工工艺做些简单介绍。 今天我讲的主要内容是：
目录
一、光学零件加工工艺 二、常用的光学材料和辅助材料 三、光学零件基本类型 四、光学零件图 五、光学冷加工过程流程图及具体范例 六、光学零件检验 七、光学和光学加工发展趋势 八、几点体会
决于树脂的本性，但有时添加剂能起到重大作用，可以大幅度改进塑料的性 能。添加剂包括增塑剂、增强剂、稳定剂、润滑剂等。按照树脂的性质将塑 料分成两大类 热塑性塑料：特点是可以反复加热变软，甚至成为可流动的粘稠物质，可以 塑制各种形状的零件，冷却后固化。如常用的聚苯乙烯材料。 热固性塑料：如可以制作光学零件的CR-39材料、抛光模用的聚氨酯。特点 是树脂在加热初期软化具有可塑性，继续加热则伴随着化学反应而变硬，此 后即使再加热也不再软化，不再具有可塑性。
光学玻璃依据它们的光学常数规定了牌号,在定牌号时,认为它们内部是均 匀的,实际上对每一种牌号的玻璃,在生产过程中很难保证各批玻璃产品光学常 数绝对准确,且内部又不是完全均匀的,因此它们的光学常数不可能正好是规定 数值,只能在某一个规定的公差范围内,因此对无色光学玻璃应标注下列质量指 标：
（1）折射率、色散系数与标准数值的允许差值 （2）同一批玻璃中，折射率和中部色散的一致性 （3）光学均匀性类别 （4）应力双折射类别 （5）光吸收系数 （6）条纹度类别和级别 （7）气泡度类别和级别。
光学塑料
一、光学塑料是指具有一定的光学性能、符合一定的质量要求，并能用来制造 光学零件的塑料，是具有特殊要求的工程塑料。光学塑料是光学玻璃的重要 补充材料，它以成本低、重量轻、成型容易和抗冲击能力强等优点，在低精 度和中等精度的光学零件的应用上越来越起到重要的作用。
光学配件加工工艺
光学配件加工工艺
光学配件加工是指对光学元件或光学系统中的配件进行加工和制造的过程。
下面是一般光学配件加工的常见工艺步骤：
1. 零件设计：根据光学要求和需求，对光学配件进行设计，并确定材料、尺寸和形状等参数。
2. 材料准备：选择适合的材料，如光学玻璃、晶体、金属或塑料等，并进行必要的材料预处理，如切割、研磨或抛光等。
3. 加工工艺选择：根据设计要求和材料特性，选择合适的加工工艺，如机械加工、磨削、抛光、薄膜镀膜等。
4. 机械加工：采用数控机床或传统机械设备进行加工，包括铣削、车削、钻孔、切割等步骤，以获得所需的形状和尺寸。
5. 精密磨削：使用磨床或磨削机进行精密磨削，以提高光学配件的表面质量和精度。
6. 抛光和润饰：通过手工或自动化的抛光过程，对光学配件进行表面处理，以获得更高的光学品质和光滑度。
7. 清洗和检验：对加工后的光学配件进行清洗和检验，确保其符合设计要求和质量标准。
8. 镀膜和涂层：根据需要，在光学配件表面进行薄膜镀膜或其他涂层处理，以改善光学性能或增加耐磨性等特性。
9. 组装和调试：将光学配件组装到光学系统中，并进行必要的调试和测试，以确保其正常工作和性能稳定。
以上是一般光学配件加工的基本步骤，具体的加工工艺和步骤可
能会因不同的光学元件和需求而有所变化。
光学配件加工需要严格的质量控制和专业的技术人员进行操作，以保证最终产品的光学性能和质量。
光学元件的完整加工过程
光学元件的完整加工过程设计：光学元件的设计是整个加工过程的第一步。
首先，需要确定元件的功能需求和性能指标，例如透过率、反射率、折射率等。
然后，根据这些需求和指标，使用适当的软件工具进行光学系统的设计，包括光学元件的形状、曲面参数和结构等。
制造：制造阶段是将设计好的光学元件转化成实际产品的过程。
首先，需要选择适当的材料。
常见的光学材料包括玻璃、晶体和塑料。
然后，通过材料的切割、研磨和抛光等工艺，获得具有特定形状和表面质量的光学元件原型。
接下来，使用特殊的涂膜技术，在元件的表面添加薄膜，以改变元件的光学性能。
加工：加工是将制造好的原型进一步加工成最终的产品的过程。
在加工过程中，需要使用精密的工具和设备，例如数控机床和光学磨床等。
根据元件的形状和要求，采用不同的加工方法，例如球面磨削、平面磨削、切割和抛光等。
在加工过程中，需要严格控制加工参数，确保光学元件的形状和表面质量满足设计要求。
测试：测试是为了验证光学元件的性能和质量。
通过使用光学测试仪器，例如干涉仪、散射仪和反射仪等，对元件进行测试和测量。
测试包括透过率、反射率、折射率、色散等性能参数的测试，以及表面形貌、平整度和表面粗糙度等质量参数的测试。
如果测试结果不符合设计要求，需要进行调整和修正，直到满足要求为止。
总结：光学元件的完整加工过程包括设计、制造、加工和测试。
设计阶段确定元件的功能需求和性能指标，并进行光学系统的设计。
制造阶段选择合适的材料，通过切割、研磨和抛光等工艺制造光学元件原型。
加工阶段使用精密的工具和设备进行球面磨削、平面磨削、切割和抛光等工艺。
测试阶段通过光学测试仪器对元件进行测试和测量，确保满足设计要求。
整个加工过程需要精密、细致和耐心，以保证光学元件的性能和质量。
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28页文档
光学零件加工的技术要求
3、其它技术要求 如镀膜、刻划及某些面的粗糙度要求等。
增透膜
外反光膜
内反光膜
分光膜
滤光膜
防水膜
保护膜
光热膜
感光膜
光学零件加工的技术要求
❖ § 2-2 光学玻璃的要求
一、对折射率和色散系数的要求 五类四级 二、对光学均匀性的要求 四类 三、对应力双折射的要求 五类 四、对光吸收的要求 八类 五、对条纹度的要求 四类3级 六、对气泡度的要求 三类7级
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
数N和ΔN表示。
N表示整个表面的面形偏差；
ΔN表示零件表面的局部偏差。
1
2
R 2R41.
N1=±3，ΔN1=±0.3 N2=±2，ΔN2=±0.2
光学零件加工的技术要求
光学零件种类
瞄准和天文仪
望远镜
航空摄影机
物
照相机
镜
显微镜
低于10倍
10-40倍
高于40倍
接目镜、放大镜
棱
反射面
镜
折射面
光栅盘和分划板 保护玻璃物镜前滤光镜
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’
光学加工工艺简介
光学加⼯⼯艺简介光学零件的加⼯，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。
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第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/25
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
典型光学零件工艺规程举例
n 对玻璃的要求：
n Δnd n Δ(nf-nc) n 光学均匀性 n 应力双折射 n 条纹度 n 气泡度 n 光吸收系数
对光学零件的要求：
N ΔN ΔR χ B 计
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
第18章光学零件基本加 工工艺规程设计
2020/11/25
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
n 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。
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。
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
n 2、设计镜盘和磨具 n 3、确定精磨抛光余量 n 4、选择精磨抛光的设备及辅助材料 n 5、编制精磨抛光工艺规程
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
（五）确定粗磨工艺规程
n 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。
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
第三节 工艺规程的设计原则和步骤
n 一、一般原则 n 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。
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
n 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；
n 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。
n 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。
n 设计必要的工装和选择必要的辅助材料。
n 编写和工艺规程有关的目录和各第1种8章光明学零细件基表本加工。工艺规程设
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
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n 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)
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
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三、各工序余量的计算
1.锯切余量与公差
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2.研磨、抛光余量与公差
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
一般可以采用的数据：零件直径小于10mm时，单面余量取0.15-
n 确定粗磨余量 n 确定粗磨完工尺寸 n 设计粗磨工装 n 选择粗磨辅助材料 n 编制粗磨工艺规程
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n （六）确定毛坯尺寸并绘制毛坯图 n （七）编制工艺规程，填写工艺卡片
n 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。
n 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。
计
二、设计步骤
n （一）设计球面标准样板（透镜） n （二）确定透镜定中心磨边工艺过程（透镜）
n 根据零件的中心偏要求，确定是否定中心磨边； n 根据零件尺寸大小，中心偏差要求的精度和设备
情况确定磨边方法； n 定中心磨边余量的确定； n 选择定中心磨边的工装夹具和辅料； n 编制透镜定心磨边工艺规程。
n 二、结构继承性 n 三、“三化”程度（标准化、系列化、通用化） n 四、先进性：及时适当采用新材料、新技术、新
工艺。
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第二节 加工余量
n 一、基本概念 n 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。
n 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
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
n 加工余量的种类： n 线性尺寸余量 n 角度余量 n 工序余量 n 总加工余量
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
n 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。
n 锯切余量； n 整平余量； n 表面粗磨余量； n 表面精磨、抛光余量； n 定心磨边余量。
0.20mm，零件直径大于10mm时，单面余量取0.20-0.25mm。
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3.磨外圆与定心磨边余量与公差
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
焦距小于300mm，偏心差要求不高时： 易偏心零件：
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
四、光学零件毛坯尺寸的计算
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
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。
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
n 一、设计合理性
n 形状 n 尺寸 n 精度 n 重量 n 材料
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
n 工艺规程的主要内容和制定程序
n 1.分析被加工零件的技术条件和工艺性； n 2.选择毛坯，确定加工余量； n 3.根据设备和工模具，设计零件工艺过程； n 4.进行工序设计，确定工序加工余量和量具； n 5.编制工艺规程和相应表格； n 6.按工艺规程，做经济分析。
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
n （三）设计球面工作样板（透镜） n 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。
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
n （四）确定精磨抛光工艺规程
n 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。