光学零件毛坯的成型
光学零件毛坯的成型
利用压延机将熔融的玻璃压制成 一定形状的毛坯，常用于制造光 学镜片。
光学晶体毛坯成型工艺
焰熔法
利用氢氧焰熔化盐类原料，在结晶器 上冷却结晶成光学晶体毛坯。
水热法
在高压釜中，以水为溶剂，通过控制 温度和压力使原料结晶成光学晶体毛 坯。
塑料光学毛坯成型工艺
注塑成型
将熔融的塑料注入模具中，冷却后脱模得到塑料光学毛坯。
光学零件毛坯的成型
目录
• 光学零件毛坯成型技术概述 • 光学零件毛坯成型工艺 • 光学零件毛坯成型材料 • 光学零件毛坯成型设备与工具 • 光学零件毛坯成型技术的发展趋势与展望
01 光学零件毛坯成型技术概 述
光学零件毛坯成型技术的重要性
光学零件在各种光学仪器、摄影设备 、激光器等领域具有广泛应用，其性 能和质量直接影响着整个系统的性能 和稳定性。
自动化
自动化设备的应用可以减少人工干预，提高生产效率，同时降低人为因素对产品质量的影响。
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成型技术是制造高质量光学零件的关 键环节，通过合理的成型技术可以获 得具有优异光学性能、高精度、高稳 定性的光学零件毛坯。
光学零件毛坯成型技术的发展历程
早期的光学零件毛坯成型技术主要采用机械加工方法，如车削、铣削、磨削等，这 些方法加工精度高，但效率低下，成本较高。
随着科技的发展，光学冷加工技术逐渐兴起，如研磨、抛光等，这些技术可以提高 加工效率和降低成本，但仍然存在一些局限性。
机械加工主要包括车削、铣削、磨削 等传统机械加工方法，适用于加工大 尺寸、形状简单的光学零件毛坯。
激光加工和离子束加工技术具有高精 度、高效率、高一致性等优点，适用 于加工各种复杂形状和特殊材料的光 学零件毛坯。
《零件毛坯的制造》课件
制造零件毛坯的方法
铸造
铸造是通过熔铁液的制备、 注模和浇铸等工艺将熔融金 属铸造成形状符合要求的零 件毛坯。
锻造
锻造是通过加热金属至可塑 状态，将其放置在模具中并 用压力使其形成所需形状的 零件毛坯。
剪切与冲压
剪切与冲压是通过剪切原理 和冲压流程将板材加工成符 合要求的零件毛坯。
加工
1 钳工加工
毛坯的质量控制
1
检测方法
金相检测、超声波检测、X射线检测、磁粉检测、细微检测等多种方法可用于检测毛坯的质量。
2
检测标准
公共标准、行业标准和企业标准是用于评估毛坯质量的标准。
总结
重要性
了解零件毛坯的制造对于加工 过程的质量和效率至关重要。
方法和质量控制
选择合适的制造方法并进行有 效的质量控制非常重要。
未来发展趋势
随着技术的进步和需求的变化， 零件毛坯的制造将继续发展和 创新。
钳工加工是通过使用不同的工具和设备，如车床、钻床和铣床等，对毛坯进行切削、钻 孔和铣削等操作。
2 磨光加工
磨光加工是通过研磨和抛光等工艺使毛坯表面得到光滑，以提高零件的质量和精度。
3 粗加工与精加工
粗加工是通过去除余料和切削多余部分来塑造毛坯的大致形状；精加工则是在粗加工的 基础上进行精细修整和加工。ຫໍສະໝຸດ 《零件毛坯的制造》PPT 课件
这是一份关于零件毛坯制造的PPT课件，将带您深入了解零件毛坯的概念、制 造方法和质量控制等领域。让我们一起来探索吧！
概述
什么是零件毛坯
毛坯是指尚未进行最终加工的原始零件，通常是通过各种制造方法生成的。
制造零件毛坯的目的
制造零件毛坯的目的是为了提供一个适合加工和形状的初始工件。
光学零件制造工艺
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。
对机床精度，工夹磨具要求不那么苛刻，适于多品种，小批量、精度变化大的加工工艺采用。
光学零件制造工艺
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。
对机床精度，工夹磨具要求不那么苛刻，适于多品种，小批量、精度变化大的加工工艺采用。
零件的毛坯制造方法
毛坯精度的要求
◆ 高精度：精密铸造、模锻。
三. 零件毛坯加工方法经济性
◆ 铸铁件： 1.0 (砂型铸造） ◆ 焊接件： 1.05 （手工电弧焊） ◆ 铸钢件： 1.29 （特种铸造） ◆ 锻件： 1.75 （模锻）
螺旋起重器
工作时，依靠手柄带动 螺杆在螺母中转动，以 便推动托杯顶起重物。 螺母装在支座上。
依据 保证质量 简化工艺
确定接头、坡口形式，选择 焊条、焊丝或焊剂等
确定接头形式
确定接头形式，选择钎剂等
毛坯成型材料工艺性
◆ 铸件材料的工艺性：液态金属的流动性及收缩
性、吸气性。（铸铁和有色金属） ◆ 压力加工件材料的工艺性：良好的塑性。
◆ 焊接材料的工艺性：接头产生裂纹的倾向性。
毛坯结构形状与加工工艺的关工及型材： 碳钢、合金钢、变形铝合金
零件生产类型
◆ 成批大量生产： 压力铸造、金属型铸造、模锻。
◆ 单件小批生产：砂型铸造、自由锻。
零件形状
◆ 毛坯形状复杂：铸造、模锻。 ◆ 毛坯形状简单：铸造、型材（圆钢）
毛坯的尺寸和质量
◆ 中小型件： 压力铸造、熔模铸造、模锻。 ◆ 大型及特大型件：砂型铸造
毛坯成型工艺
◆ 铸件：根据铸件的外形、尺寸及材料等因素，
选择合理的铸造方法。
◆ 锻件：确定压力加工的基本工序。
◆ 焊件：焊接质量与焊丝/焊条/焊剂的选择密切 相关。重要焊接结构必须选用碱性焊条。
毛坯内在成型工艺的比较
成型方法
铸
造
锻
造
熔焊
压焊 焊接
钎焊
工艺设计的基本问题 确定浇铸位置，选择分型面 确定锻造基本工序，确定分模面
光学透镜加工工艺
光学透镜加工工艺？
答：光学透镜的加工工艺主要包括以下几个步骤：
1. 毛坯加工：包括按光学零件图选择合适的块料，切割整平、划分、胶条、滚圆开球面。
这个步骤是单件进行的。
2. 粗磨加工：使表面粗糙度及球面半径符合细磨要求。
传统工艺中粗磨也是单件进行的，采用松香柏油粘结胶进行粘结上盘。
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。
完成上述步骤后，光学透镜的基本形状就已经完成了。
接下来是一些后续步骤，例如细磨、定心磨边、清洗等，这些步骤可以进一步提高透镜的质量和精度。
需要注意的是，光学透镜属于高精度零件，其加工精度要求非常高，因此需要采用高精度的加工设备和工艺。
同时，由于光学透镜的材料和形状各异，加工过程中需要根据具体情况选择合适的工艺和设备。
此外，光学透镜的加工还需要注意以下问题：
1. 加工过程中需要严格控制温度和湿度，以避免因环境变化引起的透镜变形或开裂。
2. 加工过程中需要使用合适的夹具和工具，以避免对透镜造成损伤或划痕。
3. 加工完成后需要对透镜进行严格的检测和测试，以确保其质量和性能符合要求。
镜片模具制作流程
镜片模具制作流程光学加工工艺主要包括毛坯成型、粗磨、精磨、抛光、磨边、镀膜、胶合等工艺环节。
光学的原材料：光学玻璃：包括有色光学玻璃、激光玻璃、石英光学玻璃、抗辐射玻璃、紫外红外光学玻璃、纤维光学玻璃、声光玻璃、磁光玻璃和光变色玻璃。
光学晶体：卤化物单晶：氟化物单晶，溴、氯、碘的化合物单晶，铊的卤化物单晶。
氧化物单晶：蓝宝石（Al2O3）、水晶（SiO2）、氧化镁(MgO）和金红石（TiO2），与卤化物单晶相比，其熔点高、化学稳定性好，在可见和近红外光谱区透过性能良好。
用于制造从紫外到红外光谱区的各种光学元件。
半导体晶体：单质晶体（如锗单晶、硅单晶），Ⅱ-Ⅵ族半导体单晶，Ⅲ-Ⅴ族半导体单晶和金刚石。
金刚石是光谱透过波段最长的晶体，可延长到远红外区，并具有较高的熔点、高硬度、优良的物理性能和化学稳定性。
半导体单晶可用作红外窗口材料、红外滤光片及其他光学元件。
光学塑料：聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚苯乙烯（PS）、聚碳酸酯（PC）、苯乙烯丙烯腈常缩写成AS与SAN、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物（MS）、聚4-甲基-1-戊烯，简称TPX，商品名为TPX、透明聚酰胺。
毛坯成型：从最原始的矿石或经过化学反应制成的原材料在进入正式的加工之前需要对其进行初步处理，把这些材料加工成我们后续加工需要的雏形，叫做毛坯成型工艺。
毛坯是光学零件的初型，有块料毛坯（小批量用）、型料毛坯（大批量）、棒料毛坯。
玻璃块料毛坯成型：是用玻璃块加工而成的毛坯。
在毛坯成型工艺环节下面还有多个工艺，主要加工工序有：锯切、整平、划割、滚圆、开球面。
锯切：玻璃的光学材料毛坯加工主要采用金刚石锯料机器。
按照进给机的特点可以分为重锤进给、丝杠进给和液压进给三种。
整平：将锯切过后的坯料不平整的表面磨平，并修磨厚度和两面的平行度、修磨角度等处理，有散粒磨料研磨和金刚石磨轮铣磨两种。
划割：将需要利用到的毛坯料进行切割，去除多余的部分。
常采用金刚石玻璃刀（或滚刀）进行划割加工。
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。
直接成型制备光学元件毛坯型料的工艺优化研究
直接成型制备光学元件毛坯型料的工艺优化研究光学元件是现代光学系统中不可或缺的组成部分，其质量和性能对于光学设备的最终效果有着重要影响。
其中，光学元件毛坯型料的工艺优化研究对于提高光学元件的质量和效率具有重要意义。
本文将从工艺优化的角度，探讨直接成型制备光学元件毛坯型料的相关研究进展。
直接成型制备光学元件毛坯型料的工艺优化是一项关键性的研究任务。
传统的制备光学元件毛坯型料的方法通常需要经过多个工序，包括材料熔炼、浇铸、冷却、切割、磨削和抛光等。
这种传统方法不仅工艺复杂，还存在着材料损耗、能源消耗大等问题。
而直接成型制备光学元件毛坯型料的工艺则可以实现一步到位、精准制备，大大提高了工艺效率和产品质量。
工艺优化的关键点在于如何选择合适的直接成型方法和参数，以获得最佳的光学元件毛坯型料。
目前，常用的直接成型方法包括激光选区熔化成型（SLM）、电子束熔化成型（EBM）、光固化成型（UV-Curing）等。
这些方法具有制备高精度、复杂形状和独特结构的光学元件毛坯型料的潜力。
在直接成型过程中，工艺参数的选择对于最终产品的质量和性能至关重要。
首先，选择合适的光学元件毛坯型料材料至关重要。
常见的材料包括玻璃、陶瓷和聚合物等。
不同的材料具有不同的熔化特性和光学性能，在选择时需要综合考虑材料的物理、化学和光学性质，以满足光学元件的使用需求。
其次，在直接成型过程中，控制熔化温度、扫描速度、能量密度等参数对于光学元件毛坯型料的质量和性能具有重要影响。
熔化温度的选择需要根据材料的熔点和熔化特性进行合理调节，以确保熔化过程的稳定性和均匀性。
扫描速度和能量密度则影响着熔化层的结构和质量，需要通过试验和模拟等手段进行优化。
此外，直接成型过程中的支撑结构设计也是工艺优化的重要环节。
由于光学元件毛坯型料往往具有复杂的形状和结构，支撑结构的设计对于保证毛坯型料的稳定性和形状精度至关重要。
合理的支撑结构可以提高产品的成型效率和质量，减少后续处理的成本和时间。
光学毛坯的类型及应用
光学毛坯的类型及应用光学毛坯，也称为光学玻璃毛坯或光学晶体毛坯，是指用于制造光学器件的初始形状的未经加工的材料。
光学毛坯的种类繁多，其材料类型和应用领域不尽相同。
下面将介绍一些常见的光学毛坯的类型及其应用。
1. 光学玻璃毛坯光学玻璃毛坯是一种制造光学器件的常用材料。
根据其化学成分的不同，光学玻璃毛坯可以分为硼硅玻璃、磷硅玻璃、硅酸盐玻璃等。
它们都具有良好的透明性和化学稳定性，适用于制造光学透镜、棱镜、窗口、滤光片等光学器件。
2. 光学晶体毛坯光学晶体毛坯可以分为无机光学晶体和有机光学晶体两类。
无机光学晶体包括氧化物晶体（如蓝宝石、刚玉）、磷酸盐晶体（如黄宝石、绿宝石）、氟化物晶体（如钠氟化物）等。
有机光学晶体则包括合成晶体和天然晶体，如聚合物晶体、蛋白质晶体等。
这些光学晶体毛坯具有很高的透明性和较大的折射率，适用于制造激光器、光波导器件等。
3. 光学陶瓷毛坯光学陶瓷毛坯是指以无机非金属材料为主要成分的坯料，经过陶瓷工艺制得的毛坯。
光学陶瓷毛坯不仅具有良好的光学性能，还具有较高的硬度、抗腐蚀性和高温稳定性。
因此，它们常用于制造高功率激光器的腔体、激光蓝光波长转换材料、热防护窗口等光学器件。
4. 多晶毛坯多晶毛坯是指由细小晶粒组成的晶态材料，常用的多晶毛坯包括多晶硅、多晶锗等。
多晶毛坯具有较高的折射率和较低的散射损失，适用于制造光纤光栅、太阳能电池等器件。
除了上述常见的光学毛坯，还有许多特殊种类的光学毛坯，如光学陶瓷复合材料、光子晶体毛坯等，它们在特定领域有着独特的应用。
总之，光学毛坯是制造光学器件的原材料，根据其不同的材料类型和制备工艺，可以用于制造各种光学器件，如透镜、棱镜、窗口、滤光片、激光器、光波导器件等。
不同的光学毛坯具有不同的特性和应用领域，选择合适的光学毛坯对于获得所需的光学性能至关重要。
光学元件毛坯型料的热稳定性与热处理工艺研究
光学元件毛坯型料的热稳定性与热处理工艺研究摘要：随着光学元件的需求不断增长，对于材料的热稳定性和热处理工艺的研究变得越来越重要。
本文通过对光学元件的毛坯型料进行研究，探讨了其热稳定性和热处理工艺对材料性能的影响。
研究结果表明，适当的热处理工艺能够显著提高毛坯型料的热稳定性、光学性能以及机械性能。
本研究对于光学元件的材料选择和工艺优化具有重要的指导意义。
1. 引言光学元件是现代光学技术中不可或缺的组成部分，而光学元件的材料选择和工艺优化对于元件的性能至关重要。
毛坯型料作为光学元件的关键材料之一，在光学系统的性能和可靠性方面起着重要的作用。
因此，对于光学元件毛坯型料的热稳定性和热处理工艺的研究具有重要意义。
2. 热稳定性的研究热稳定性是光学元件毛坯型料的重要性能之一。
热稳定性的好坏直接影响材料在高温环境下的性能表现。
通过实验对不同材料的热稳定性进行测试，可以得到材料的热膨胀系数、热导率等重要参数。
然后，可以根据这些参数设计制备工艺，保证材料在工作温度范围内的稳定性。
3. 热处理工艺的研究热处理工艺是提高光学元件毛坯型料性能的重要手段。
通过热处理工艺，可以改变材料的晶体结构和晶界性质，从而影响材料的力学性能和光学性能。
研究表明，合理选择热处理工艺可以显著提高毛坯型料的硬度、强度和抗磨损性能。
4. 实验方法与结果分析我们在实验中选择了一种常用的毛坯型料进行研究，通过对其进行不同温度的热处理，得到了一系列的样品。
然后，通过测量样品的硬度、强度、热膨胀系数、热导率等参数，分析了热处理工艺对材料性能的影响。
实验结果显示，适当的热处理工艺可以显著提高材料的性能，使其在高温环境下保持较好的稳定性。
5. 结论本文通过对光学元件毛坯型料的热稳定性和热处理工艺的研究，得到了以下结论：（1）热稳定性是光学元件毛坯型料的重要性能之一，好的热稳定性能能够保证元件在高温环境下的正常工作。
（2）热处理工艺是提高毛坯型料性能的重要手段，合理选择热处理工艺能够显著提高材料的硬度、强度和抗磨损性能。
光电镜片毛坯的成型工艺与成形机理研究
光电镜片毛坯的成型工艺与成形机理研究摘要：光电镜片在光学、电子和通信等领域具有重要应用价值，其成型工艺和成形机理研究对于提高光电镜片的质量和性能具有关键作用。
本文通过对光电镜片成型工艺和成形机理的研究，探讨了光电镜片毛坯的成型方法、工艺流程和机理，为光电镜片的制造提供了一定的参考和指导。
1. 引言光电镜片是由光学玻璃或光学陶瓷等材料制成的光学元件，在光学、电子、通信等领域广泛应用。
光电镜片的质量和性能直接影响到光学系统的性能和稳定性，因此，研究光电镜片的成型工艺和成形机理对于提高光电镜片的质量和性能具有重要意义。
2. 光电镜片毛坯的成型方法光电镜片的成型方法可以根据材料特性和工艺要求选择合适的方式，包括熔融成型、烧结成型、压制成型等。
熔融成型是将光学材料加热至熔点后倒入模具中，经过冷却凝固后得到预定的形状。
烧结成型是将粉末材料加热至相对密实的状态后，通过压制和烧结过程形成光电镜片的形状。
压制成型则是将材料放置在模具中，通过机械压力使其形成毛坯。
3. 光电镜片毛坯成型工艺流程光电镜片毛坯的成型工艺流程主要包括模具设计、材料选择、制备、成形和后处理等环节。
模具设计是根据所需光电镜片的尺寸和形状设计模具的外形和内部结构。
材料选择是根据光学特性、物理性能和制备工艺要求选择合适的材料。
制备工艺包括材料的预处理、加热和冷却等步骤，以保证材料的质量和纯度。
成形是将材料放入模具中，并施加适当的压力和温度，使其形成所需的形状。
后处理包括去除模具、清洁和表面处理等步骤，以提高光电镜片的质量和性能。
4. 光电镜片毛坯成形机理光电镜片毛坯的成形机理主要与材料的特性和成形过程相关。
材料的热流变性质和力学性质是影响成形过程的重要因素。
在成形过程中，材料受到热和力的作用，发生变形和流动，最终形成所需的形状。
熔融成型过程中，材料的热流变性质对成型质量和形状控制起到关键作用。
烧结成型过程中，材料的粉末特性和烧结条件对成形结果具有重要影响。
光电镜片毛坯的晶界结构与晶界强化效应研究
光电镜片毛坯的晶界结构与晶界强化效应研究光电镜片毛坯是光学领域中一种重要的材料，其晶界结构与晶界强化效应的研究对于改善光学元件的性能具有重要意义。
本文将探讨光电镜片毛坯晶界结构的形成机制和晶界强化效应的影响因素，以期理解并提升光电镜片毛坯的性能。
首先，我们需要了解什么是光电镜片毛坯。
光电镜片毛坯指的是通过熔融法制备的无定形或微晶态材料，其晶粒尺寸较小且具有不完整的晶格结构。
晶界是指晶粒之间的界面区域，其结构和性质对材料的力学、光学性能产生着重要影响。
光电镜片毛坯晶界结构的形成主要涉及两个方面：晶粒长大过程中的晶界迁移和晶粒合并以及凝固过程中形成的晶界结构。
在晶粒长大过程中，原子的扩散会导致晶界的迁移和晶粒的合并，进而改变晶界结构和晶粒尺寸。
而在凝固过程中，熔融材料的迅速冷却会使晶粒尺寸变小，形成微晶态或无定形结构，晶界则由一系列结构不完整的原子层组成。
晶界强化效应是指晶界对材料性能的改善作用。
晶界处的原子排列不规则导致晶界区域的能量状态较高，从而增强材料的强度和硬度。
晶界的强化效应受多种因素的影响，其中最重要的因素有晶界角度、晶界能量和晶粒尺寸等。
晶界角度是指相邻晶粒之间的晶界的夹角。
研究发现，当晶界夹角小于15度时，晶界强化效应最大，强度和硬度有明显提高。
晶界能量是指晶体中晶界区域的结合能，晶界能量越大，晶界强化效应越明显。
晶粒尺寸对晶界强化效应也有重要影响，通常来说，晶粒尺寸较小的材料具有更高的强度和硬度。
除了上述因素，晶界结构的化学组成也可以影响晶界强化效应。
一些杂质元素或掺杂物的存在可以提高晶界区域的强化效应，使材料的性能进一步得到增强。
此外，应力和变形也对晶界强化效应有重要影响。
外加应力会引发晶格畸变，从而改变晶界区域的能量状态，进而影响材料的强度和硬度。
为了进行光电镜片毛坯晶界结构与晶界强化效应的研究，可以采用多种表征技术和实验方法。
例如，透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）可以用于观察晶界的形貌和结构。
光学零件的毛坯成型与铣磨工艺
光学零件的毛坯成型与铣磨工艺第一节 型料毛坯的成型工艺一、型料毛坯的成型工艺光学零件毛坯的型料化对于提高光学冷加工效率、提高光学玻璃的利用率，节约劳动力，降低成本具有显著的作用。
国外自二十世纪七十年代以来，光学零件毛坯工艺完全突破古典法的束缚，实现了连续熔炼、滴料成型，使光学玻璃的利用率提高到90%以上，而型料毛坯的供应量达到整个光学零件毛坯的80%以上。
光学零件的毛坯成型可以分为两种方法。
即二次成型法和一次成型法。
二次成型又叫热压成型法、一次成型又叫滴料成型。
（一）热压成型法（二次成型）：热压成型的工艺流程是先将光学玻璃加工成块料，然后经过切割、调整重量，再将玻璃加热软化，压型，退火、检验。
在这整个过程中，有几个重要的概念需要加以介绍。
毛坯精度：热压成型法加工的毛坯主要控制其几何形状精度、尺寸精度和表面质量。
影响毛坯精度的主要因数是工艺条件。
压型的玻璃零件料的重量波动、模具的热膨胀，玻璃压型后的收缩，压型后冷却速度等。
直径公差：主要取决于模具材料的热膨胀系数α、光学玻璃的热膨胀系数β、压型时模具的温度t 和光学玻璃的温度t '，则压型件室温下的直径D 与模枪室温下的内径D 0之间的关系式为)1)(1(0t t D D '-+=βα曲率半径的公差：压型件的曲率半径一方面受模具曲率半径的影响，也受玻璃收缩的影响。
当压型件开始冷却时，表面的冷却速度高于中心的冷却速度，从而在内外均冷到室温后，压型件表面收压应力，中心受张应力，于是造成压型面中心部位的凹陷型收缩，玻璃料内部产生小气孔。
因此，适当降低压型的温度是有利的，而磨具设计应将压型件的收缩量加以响应的补偿。
厚度公差：厚度公差是压型件的关键精度。
主要可以控制玻璃料的重量达到要求。
但采用常规的天平称量，滚筒加工方法，无法达到精度要求。
现在多用棒料加工，可以达到较高的精度。
压型件的表面质量：一方面决定于型腔面的表面质量，另一方面也决定于压型温度和防粘剂。
平面光学元件的加工技术
平面光学元件的加工技术浙江大学光电系曹天宁宁波华光精密仪器公司周柳云光学平面零件包括棱镜、平行平面板、平面反光镜、平晶、光楔、光盘片基、滤光片、波片、倍频器等等。
其大小从φ1mm到φ1000mm,材料主要是光学玻璃,有时是光学晶体,为了达到高精度与高效率,采用技术方法很多,有铣磨、精磨、研磨、抛光、分离器抛光、环抛、水中抛光、单点金刚石飞切(SPDFC)、计算机机控制小工具抛修(CCP) 、离子抛光等等。
从机理上考察,可以归纳为三类基本方法一、范成法形成平面特点是依靠机床的精确运动形成平面包络面,对机床精度要求高.如用筒状金刚石磨轮铣磨平面,按正弦公式当α=0时,R=∞范成了片面(生产上为了排屑排冷却液方便, α有一个小量,表面微凹)。
单点金刚石飞切也是依靠高速旋转的轴与飞刀作直线运动的工作台垂直而范成了平面.工具与工件的加工接触为线接触。
二、轮廓复印法或母板复制法这种复制法与光栅复制法不一样,在复制过程有磨削研磨、抛光过程。
采用精磨模、抛光模(固着磨料抛光模与柏油抛光磨)加工的均属于这一类.工具与工件的接触为面接触。
三、小工具修磨法计算机控制抛光(CCP)离子束抛光与手修属于这一类,逐点抛修,边检边修,精度可以很高，对局部修正非常方便.工具与工件的接触为点接触。
(一) 、铣磨成型光学平面元件我国QM30、PM500、XM260研磨机直到NVG-750THD型双轴超精密平面磨床等大型平面铣磨机利用范成法原理高效铣磨出平面,而且可以采用适当的金属夹具,将角度修磨变为平行平面的铣磨.机床磨轮轴与工件的平行度、轴向经向跳动影响棱镜的角度精度.铣磨成型是光学平面元件毛胚加工的主要技术方法之一。
图一就是PM500铣磨平面的范成运动,图二就是改进的QM30铣削平面的范成运动。
图三是大型的NVG-750THD型双轴超精密平面磨床。
图三. 大型双轴超精密平面磨床(二) 、光学平面的磨削、研磨与抛光重点在于加工出高精度光学表面面型(N、△N),磨削、研磨与抛光的运动形式很多,但其特点是一样的,光学平面精度的获得不主要依靠机床的精度,而主要依靠母板的精度的传递,应该重点研究与把握三个机理。
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粗退火是为了防止急剧降温造成应力局部集中 而引起的炸裂，以保证毛坯形状的完好性。 精密退火是保证毛坯符合零件所要求的光学性 质的主要工序，它可以消除毛坯压型过程中产 生的内应力和光学不均匀性，以及微量调整毛 坯的光学常数。
升温阶段主要是准确地控制温度。 保温，在退火温度上持续保温是决定毛坯应力消除程度的 重要阶段。 降温分为两个阶段。 第一阶段，在退火温度以下的一个温度范围内，是冷 却过程中产生应力集中的阶段。这个阶段决定了毛坯 的折射率、光学均匀性和内应力消除程度等质量指标。 因此，在第一阶段的降温速度要严格控制，缓慢进行。 第二阶段在第一阶段降温范围以下，在这个温度范围 继续降温，则对毛坯应力影响不大，降温速度可以适 当加快。第二阶段一般采用断电的方式，让电炉自然 降温，降温和出炉温度可按照毛坯尺寸选择。
对块料加热至软化，以便压型。压模也 要加热到相应的温度。
4、防粘处理
在待压型的光学零件表面涂防粘粉或喷洒防 粘液，以防零件压型后与零件粘连。
4. 压型
块料软化后，即可送入压模内压制成型，根 据零件大小压2-3s后，即可退模。
5. 退火
粗退火 防止刚脱模的压型毛坯因急冷而炸裂。 分为草木灰和电炉退火两种。 精密退火 为消除玻璃在成ห้องสมุดไป่ตู้过程中产生内应力和 光学常数的不均匀性而进行的退火处理， 是保证毛坯质量的重要工序。
460
440 400
420±15
410±15 370±15
840±5
830±5 810±5
400~~460
390~~450 360~~420
4.模具的设计、制造、安装
1--上模头；2--模套；3--毛坯；4--下模头；5--固定槽 图7-5压模结构
5.拍型送料和脱模
6.退火
退火是为了消除内应力，改善玻璃光学不 均匀性和恢复毛坯因热压成型而造成的玻 璃光学常数的变化。
第七章
光学零件毛坯的成型
徐均琪 西安工业大学
毛坯成型
热加工成型 热压成型（二次成型） 滴料成型 冷加工成型
第一节 毛坯的热加工方法
一、热压成型法 又叫二次加热压型，是指把玻璃坯 料加热软化，放入模具内进行压制，从 而得到所需形状的毛坯。
热压成型工艺过程
备料
加热
压型
退火
检验
下料
滚磨
退火炉吊盖温度 （℃） 120
出炉温度 （℃） 80
80~120
120~180
50
60
20
8
100
80
80
50
7.温度控制
温度控制存在于压型工序的预热、加热 阶段；压型过程中模具的保温；退火工 序中的升温、保温、降温等各阶段。
三、一次成型法
配料：包括玻璃的形成体SiO2、 B2O3、Al2O3，澄 清剂和其他用以调整玻璃光学常数的物质。 熔炼：加热原材料使之成熔体以便流动。 流量控制：结合玻璃的流动速度，玻璃的比重， 粘度，成型毛坯的重量，确定剪切时间。 滴料剪切：用气动剪刀剪切玻璃液滴，产生最轻 微的剪切印。 压型：为了减少剪切印，在压型之前要进行火焰 抛光。 退火。 检验。
3.内圆切割
在内圆切割机上，用粒度 为280-W40、每片含金刚石0.5 克拉的电镀金刚石锯片锯切玻 璃。 特点：切口平整，粗糙度 好，尺寸精度好，平行度好， 不适合切大块料。锯片适用于 工件厚度薄，平面度要求高， 比较贵重的材料。
退火规程号 退火温度下持续保温时间（h）
第一阶段降温
降温速度 （℃/h）
1 2 不少于24小时 14~24 3 4
连续降温范围 （℃）
120~150 120~150
3
4 5
8~14
5~8 3~5
8
10 16
120~150
~120 ~120
毛坯尺寸（mm） 直径 ~~80 厚度 ~~30
第二阶段降温速度 （℃/h） 30
3.加热
加热主要是指料块通过加热炉的加热和 压型模具的预热
序 号
玻 牌
璃 号
工 精密退火
作
温
度（℃） 拍型温度 压模工作面
电炉粗退火
1
2 3 4
QK1
K3 K7 .K9 BaK2
400
600 565 560
370±15
570±15 540±15 530±15
750±5
910±5 900±5 890±5
分选
防粘
1. 下料
把熔炼成的玻璃块 料，通过重量公差 计算与控制，划切 成一定体积和重量 的块料。 电阻丝加热炸裂 金刚石锯片切割
2. 滚磨
滚磨是为除去小料块 表面的锐棱尖角和上 道工序留下的裂痕等， 使料块控制在规定重 量范围内，以提高毛 坯质量。
砂轮机 光饰机
3. 加热
第二节 毛坯的冷加工成型
一、冷加工成型的基本工艺
锯切 整平 划割和胶条
胶条长度取决于长条的强度，一般直径或宽度与 长度之比为1:4~1:10。
磨外圆 成型
二、玻璃切割的基本方式
1.手工划切 2.外圆切割 在外圆切割机上， 用粒度为60-80#、浓 度为100-130%的烧结 金刚石锯片锯切玻璃。
320~~400
520~~600 520~~600 520~~600
5
6 7
BaK7
ZK4 ZK6 ZK7 ZK10
570
610 620
540±15
580±15 590±15
900±5
930±5 930±5
520~~600
540~~600 540~~620
8
9 10
F2 F3
ZF1 ZF2 ZF5 ZF6
6. 检验
几何形状精度、尺寸精度和表面质 量的检验。
二、影响毛坯质量的工艺因素
毛坯质量 形状尺寸精度 表面质量 光学性能
1、重量计算及控制
W=ρV+δ
2.防粘处理
压型前，要把分选合格的玻璃料块进行 防粘处理，它包括料块的防粘和托模的 防粘处理。 一是合理确定放入脱模剂的量和粒度 二是装筒不能过满 三是滚动速度不能太快