(整理)光学零件检验方法

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 0

10.025-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 M

α

sin 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。 四、实验步骤与内容

（1）操作程序（参考图4）

打开电源总开关，真空泵同时开始动作。

左手将工件轴进退轴手柄3向右扳动。右手同时把毛胚及密封垫圈嵌入真空夹头，并轻轻转动毛坯看其是否吸牢，然后将手柄3一直扳倒右边极限位置并推入定位凹槽。盖上防油雾罩9。

按动按钮20，磨头轴运转。

按动按钮19，工件轴运转。加工完毕后，工件轴自动停转，同时冷却液停止供给。 按动按钮17，磨头轴停转。

打开防油雾罩，扳动手柄3将工件取下。

检查所磨的曲率半径是否符合要求（一般要求铣磨零件的表面要和擦贴盘有1/2~1/3的擦贴度），并根据加查结果修正各参数。

检查被加工面是否有凸台，若有凸台则可以观察磨削纹弧线的方向来确定磨头箱平移b 值的修正方向。

被加工面的曲率半径R 主要与磨头偏转角α有关，加工凸面时若曲率半径偏大则需增大α角。反之则减小α角。

试磨工件的中心厚度，这只与工件轴箱体的纵向位置有关，根据试件实际厚度与所要求的厚度的差值来微量调整工件轴箱的位置。所调值可以从箱体前的百分表上读出。

反复试磨和修正，使铣磨的R 值达到要求为止。 实验完毕，关掉总电源。

图3-4铣磨机外形图

（2）操作注意事项

1）试磨前必须在工件和磨轮的距离大于凸轮升程的情况下空转几个过程，观察各部位运转是否正常。内部冷却液的喷射必须充分，真空吸附必须牢固；

2）装卸磨轮时严禁敲打，为了便于装卸，装磨轮前必须把磨轮孔擦净并涂少许黄油；

3）无极变速的变速手柄必须在运转的情况下进行调整。

五、实验报告

实验报告中除了要求阐述本实验的实验目的，实验原理外，重点讨论实验结果。

在实验结果中要求：

1. 记录实验中所用的机床型号，磨轮参数，夹具尺寸，冷却液种类，喷射方式，喷射量，磨头轴偏转角α，工件边缘线速度，工序周期等；

2. 画出完工零件图；

3. 总结消除工件凸台和调整磨轮轴偏转角α之间的关系。

六、思考题

1. 粗磨铣磨中，如果磨削后的零件与擦贴盘成中心接触和边缘接触但是腰部不接触。其面型是什么？并解释出现这种现象的原因，是由于机床的哪部分调整不当造成的？应如何调整？假如把擦贴度调得再紧一些，则只有边缘接触而中心不接触，此时是否还是原面型？

2. QM08A球面铣磨机能否用于磨外圆？磨外圆时机床应如何调整？

3. 在铣磨过程中，如果零件装夹不紧，磨出来的表面会出现什么情况？

4. 在铣磨零件时，如果最后没有光刀过程将磨出怎样的表面？

5. 若用调整b值消除外凸包后，零件的曲率半径R比调整前是变大还是变小？此时α应作如何调整？分别用凸零件和凹零件说明之。若要消除内凸包，应如何调整？

实验四样板检验

一、实验目的

用光学样板检验光圈是光学零件制造中检验面形偏差的一种使用最广泛、最简便的精密检测方法，需要熟练地掌握。通过实验应该达到以下目的：

1、掌握识别高低光圈的方法（如样板四周加压法、一侧加压法、色序判断法等）及光圈的度量。

2、学会识别常见的几种局部光圈（如中心局部高、中心局部低、塌边、翘边等）及象散偏差。

3、了解影响光圈的工艺因素，并掌握修改光圈的方法。