平凸透镜的加工及检测

武汉职业技术学院

项目报告

平凸透镜的加工及检测

系、专业：电子系光电

班级：光电09305班

实训人：朱军

指导教师：吴晓红谢智国喻菊芳2010年12月17日

摘要

平凸透镜的加工是光学零件加工中最常见的，同时也是加工难度较大的零件加工。其历史很悠久，最开始的光学零件加工就是以其为主的。我们的实训主要包括平凸透镜的加工和镀膜，辅以检测。加工平凸透镜主要使用古典法加工，让我们熟悉古典法的工艺流程，镀膜则是先进的镀膜机自动化完成，只需熟悉操作即可。检测使用现代光学法，让我们熟悉检测过程以及检测的原理。加工实训主要可以让我们从书本的理论知识中脱离出来，在实践中去感受理论与实践的差异，做到理论与实践的良好的结合，同时也可以零距离接触从事光学零件加工的工人师傅，向他们学习加工技术，向他们学习实践生产中积累的经验记述在光学加工实训期间的学习心得、体验。论文主要研究平凸透镜的加工，重点突出加工的具体流程，加工中应注意的事项。同时在记述加工过程中可以让我记起更多的加工细节，对已学的知识起到良好的巩固复习的作用，也锻炼了熟悉使用office办公用软件。

关键词：平凸透镜；古典法；加工检测……

具体内容

1.1 概述

透镜的加工有400多年的历史了，主要有古典法和现代法两种加工方法，我们在实训中是用的古典法。其主要工艺流程有：粗磨下料、精磨抛光、定心磨边、镀膜等。

1.2 所选材料

本次实训中选用的是K9的冕牌玻璃。冕牌玻璃的特点是：折射率低，色散系数大，性硬、质轻、透明度好。

1.3 工艺特点

古典法工艺的特点主要有：使用通用机床，机床转速低；使用散粒磨料；以手工加工为主，对操作人员技术要求高，适合小批量高精度生产。

1.4 工艺流程

1.4.1 粗磨下料

（1）选择材料:选择块料毛坯K9玻璃

（2）切割、整平：先用玻璃切割机将大料块切割成所需要的矩形料块，然后使用简易的小型切割机将矩形料块切割成小的正方形料块，

再接着使用小型切割机将得到的料块矩形角切割，并标记直角边，

为以后胶条做准备；整平操作实训中未操作。

玻璃切割机的使用方法：

①接通电源，按下液压开关

②装工件

③调整

④进刀（慢进、快退、停轮）

⑤退刀

（3）胶条：实训中也未操作。

（4）滚圆：使用滚圆机进行滚圆，在滚圆刚开

始的时候磨轮的横向进刀可以适当的大

一些，在听到有异常声响时可以进空刀，

在后半段加工余料不多时调小进刀量，直

至将工件加工至Φ52mm。

（5）开球面：使用球面铣磨机开大部分球面，最后剩余约Φ10mm的部分手工开球面，在压杆碾磨机上边继续开完球面。

球面铣磨机工作原理：球面铣磨是采用斜截圆原理，用筒形金刚

石磨轮在球面铣磨机上加工球面零件，图1-21为球面铣磨原理图。球面铣磨时，磨轮与工件轴交于0点，两轴的夹角为 α，筒形金刚石磨轮绕自身轴线高速旋转，而工件绕自身轴线慢速回转，则磨轮的切削刃口在工件表面上的磨削轨迹为一球面。

若磨轮中径为D ，磨轮端面切削刃口的圆弧半径为r ，磨轮轴与工件

轴的夹角为α，则工件球面的曲率半径R

为

)(2sin r R D ±=

α (其中，凸面取“+”号，凹面

取“-”，则 2sin D R r α

=± 当磨轮选定后，D 和r 均为定值，只要调

节α，即可以得到不同曲率半径的球面。当

工件轴与磨轮轴的夹角为零度，即α=0︒时，则可以加工出平面。在选择金刚石其直径应大于铣磨 图1-21 球面铣磨原理磨轮

时，零件直径的一半。

（6） 粗磨：用240#的沙在压杆碾磨机上进行粗磨，先磨球面，待球面光滑

后开始磨平面，最后加工至工件厚度为10.6mm 。最后在凹模上进行平面的倒角，倒角宽约1mm 。

1.4.2 精磨抛光

（1）细磨精磨：

① 清洗模具：用洗衣粉清洗模具，以免上边残留的磨料划伤工件。 ② 适当调整碾磨机的转速，待磨轮转动均匀后，开始磨修。

③ 细磨精磨的方法：

(a) 磨平面时，先将工件轻轻放在磨轮上，然后轻轻加力并与磨轮转动

方向呈反方向运动，运动轨迹最好成椭圆型，每磨固定圈数后，将

工件自身旋转一定的角度，继续磨修。将工件放在磨轮中间可以磨

修边缘，放在磨轮边缘可以磨修工件中间。注意不要用力过大，否

则可能会使工件飞出或者造成划痕。

(b) 磨凸面时，方法与平面基本相同，当工件沿外缘转动时可以磨修中

间，当工件在中间转动时可以磨修边缘。

(c)当工件磨修差不多的时候，可以停止磨修，洗净工件，用六倍放大

镜观察表面纹路，是否有划痕和沙眼，如果有继续修磨。

(d)若表面合格，使用刀口尺观察平面的平整度，观察合格的标准为平

面中心有一条头发丝细的亮线。

④细磨使用302#的沙，精磨使用303、304的沙。

⑤由细磨转为精磨的过程中，模具必需用洗衣粉清洗干净。

⑥六倍放大镜和刀口尺的使用方法：

六倍放大镜应在100W的白炽灯光下使用，使用时应远离工件10cm左右，看工件时工件应该斜对着灯光，边观察边慢慢旋转工件。使用刀口尺时，工件表面要确保干燥，要仰视工件就与刀口尺的结合部，使用刀口尺

观察两次，两次角度应垂直。

（2）抛光（古典法）：

①上盘：用沥青刚性上盘，上盘完后清洗抛光面。

②调整好机床转速、摆幅，准备好热水、抛光液。

③预热抛光模：将抛光模在50~60度的热水中烫一下，使抛光模软化。

④在抛光模上涂上抛光液，覆盖在镜盘上，用手推几下，使之吻合。放

上铁笔，开动机床，开始抛光。边抛光边添加抛光液。

⑤抛光约15分钟后，取下工件，用洗衣粉洗净抛光面，用六倍放

大镜

观察表面疵病。在已抛光面上滴一滴乙醚与酒精的混合液，用

纱布擦净，用同样的方法处理标准工件，然后使两者贴合在灯

光下观察光圈。

⑥光圈的识别和修改：

低光圈：加压，空气减少，光圈缩小，光圈颜色为蓝、红、黄

高光圈：加压，空气减少，光圈外扩，光圈颜色为黄、红、蓝

工件在上：低光圈，工件往里收，多抛边沿；高光圈，工件往外拉，

多抛中心。

工件在下：低光圈，往外拉，多抛边缘；高光圈，往里收，多抛中

心。