真光学冷加工实习报告

光学冷加工实习报告

一：前言

光学加工设备和光学工艺的发展是分不开的。孔夫子说过“工欲善其事，必先利其器”。这说明设备在工艺技术发展中的重要性。

我国光学加工设备和国际上光学设备的发展过程是一致的，即脚踏、机动、电动。基本是两大系列，一是德国系列、二是日本系列。解放前主要是德国设备为主，即从1936年云光厂成立，从国外引进的德国设备如：单轴粗磨机、二轴精磨抛光机、四轴精磨抛光机、五轴精磨抛光机等。二是伪满的大陆科学院为维修使用的光学仪器从日本购进的设备。解放后156项中的西光厂又从苏联购进了光学加工设备、它的原型机亦是德国设备、如ЩМ-500和ЩnМ-350型单轴粗磨机、ЩnМ-350三轴精磨抛光机、ЩnМ-200中型六轴精磨抛光机、和ЩnМ-60小型六轴抛光机以及Ц-2型定心磨边机等。

由古典方法转向机械化粗磨（铣磨）、准球心抛光，是光学制造业的一次重大的变革. 对光学加工改革起着推动作用的是兵器工业“739”会议。上世纪七十年中期是我国光学制造技术大变革的时期。八十年代光学制造技术最大变革由成盘加工转向单件加工。

单件加工很早就在日本采用，1983年“北总”是从日本引进PenTaxK1000相机开始引进这种技术和设备的。而部分技术人员和工人早在这以前从事劳务出口时，在日本已经接确此项工艺，但由于我们在八十年代初期，虽然引进了设备，而在工艺结构上还不完善，没有相应配套的工装和辅料，所以采用上述设备后，生产效率并不高。

加之当时，生产批量不大，没能引起人们的注意和足够的认识。但是一些专家看到了此种工艺的特点，它很适合中国国情。因此北总在1983年于江西召开的工艺研讨会上把它列入了三条高效生产线之内。这三条生产线即：平面高效生产线（228厂承担）、球面单件生产线（308和598厂承担），刚性上盘球面零件高效生产线（248和原5208厂承担）。

单件加工在大批量生产中，目前在中国的光学行业起着重要作用。但在上个世纪末和本世纪初世界光学仪器行业发展很迅速，同时光电仪器在更多的领域得到应用。在光学加工方面除了对批量有较大的要求外，更重要的是要提高加工精度，扩大加工范畴。因而国内光学工艺方面的专家对非球面加工，自聚焦透镜制造，导波器件制造进行了研究和探讨，而且取得了初步成果。经过几十年的努力，我国光学行业建立了自己的光学加工工艺，研制出一系列的光学加工设备。有些设备已成为国内名牌产品，有的已出口援外或外贸出口。这些设备有Q826、Q875、Q835A、QM-80、YG367、YG368、QA8510等名牌设备，最近我们又研制出了环抛机床和下摆机床。

二、实习目的

了解现代光学冷加工工艺的发展，通过自己动手完成两个凸透镜零件的加工，是学生所学得理论知识与实际相结合，巩固消化所学的知识，托宽知识面，培养实践操作技能。为以后的找工作打下牢固色基础。

三、实习时间

2011年7月5日---7月11日

四、实习地点

西安工业大学金花校区

五、实习部门和单位：教五二楼光学冷加工实验室

西安工业大学的“陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室”成立于1999年，在上级和学校的支持下，实验室整体实力不断增强，成为西北地区高校光学工程学科领域条件最好的实验室之一。

实验室含光学工艺、光学检测、薄膜技术、微光电器件制造与检测等实验室，拥有光学零件加工与检测、光学薄膜制造与检测、微光电器件制造与检测等研究领域的关键技术装备，设备总值3000余万元，是光学工程及相关专业的教学、科研实践基地。光学工艺实验室曾被评为“全国高校先进实验室”。

实验室主要研究方向：薄膜与等离子体技术、光学制造与检测技术、微光电器件制造技术及应用。

实验室拥有德国莱堡，俄罗斯真空设备厂，中国南光机器有限公司，北京仪器厂，沈阳科学仪器厂等厂家的光学多层镀膜机、真空实

验台、硬质涂层镀膜机、磁控溅射镀膜机、真空电弧镀膜机等各类设备10余台（套），相关薄膜特性检测设备近10台。

六、实验内容

光学冷加工过程分为以下几个主要步骤：铣磨工艺，磨边与精磨工艺，抛光工艺，镀膜工艺，检测技术与方法。

在这个工艺过程中我们主要是进了粗磨车间实习，由于学校所用玻璃毛坯是已经经过初加工处理，已到达相关要求，所以可以直接进行粗磨加工。实习过程中了解到，粗磨主要目的是去除毛坯余量，粗磨加工的结果要求将一面加工成凹面，曲率半径为R=33.81，另一面加工成凸面，半径为R=119.12，厚度为 1.85-1.95，可根据公式sinx=D/【2*（R+r）】, 3、当磨轮选定后，D和r均为定值，只要调节两轴夹角，即可以得到不同曲率半径的球面。

1、球面铣磨原理采用斜截圆原理

4、加工凸面时，外凸包使实际加工的曲率半径增大，内凸包使曲率减小。

5、铣磨过程优劣的指标有尺寸精度、磨削效率、工件表面粗糙度、磨轮的磨耗比等。

6、面型的检验使用的是建议球面检测仪，与标准件数据对比来检测加工是否合格。

在铣磨过程中，由于加仪器较多，铣磨一会用球面检测仪测时结果可能偏大，则需将角度调大点。检测其达到相应的技术要求方能送精磨车间精磨以及抛光

（二）、磨边与精磨工艺

1、定心磨边

（一般工艺流程中，铣磨之后是精磨，因为仪器夹具直径的限制，所以本次实习中先进行定心磨边，磨小外圆尺寸使零件

可以装夹到精磨夹具中。）

透镜的定心磨边是使透镜的光轴与圆柱面几何轴线重合（或基

准轴），同时把外圆磨到给定的尺寸。

定心磨边的步骤：

1）.定心：通过一定的方法寻找并确定透镜光轴与基准轴重合

的位置，即使透镜诸光学表面定心顶点处的法线与基准轴重合

的位置。

2）.磨边：相对于确定了的透镜光轴，磨削透镜的外圆，以获得光轴与基准轴重合的外圆直径，达到所要求数值的透镜。

定心的方法有许多中，本次实习所用方法为机械定心法。

被定心透镜放在一对同轴精度高、端面精确垂直于轴线的夹头之间，利用弹簧压力来实现定心的。使透镜整个表面与接头端面接触，这时透镜的两个表面的球心位于接头的轴线上，使透镜被夹紧的同时达到定心的目。机械法定心的特点操作简便，加工效率高，适用于中等尺寸、中等精度透镜的大批量生产。其他还有光学定心法、自准直像定心法、光学电视定心法、透射像定心法等。

磨边冷却液可分为油性和水性两种，具有粘度低,冷却性强，润滑性好等特点，同时不损害皮肤，对机床设备无锈蚀，对环境无污染。一般采用401#冷却液、GX水基冷却液等。

2、精磨