4.1.3 宝石光学特征与火彩加工

工序尺寸及其公差的确定与加工余量大小

工序尺寸及其公差的确定与加工余量大小，工序尺寸标注方法及定位基准的选择和变换有密切的关系。下面阐述几种常见情况的工序尺寸及其公差的确定方法。（一）从同一基准对同一表面多次加工时工序尺寸及公差的确定属于这种情况的有内外圆柱面和某些平面加工，计算时只需考虑各工序的余量和该种加工方法所能达到的经济精度，其计算顺序是从最后一道工序开始向前推算，计算步骤为： 1 ．确定各工序余量和毛坯总余量。 2 ．确定各工序尺寸公差及表面粗糙度。最终工序尺寸公差等于设计公差，表面粗糙度为设计表面粗糙度。其它工序公差和表面粗糙度按此工序加工方法的经济精度和经济粗糙度确定。 3 ．求工序基本尺寸。

从零件图的设计尺寸开始，一直往前推算到毛坯尺寸，某工序基本尺寸等于后道工序基本尺寸加上或减去后道工序余量。 4 ．标注工序尺寸公差。最后一道工序按设计尺寸公差标注，其余工序尺寸按“单向入体”原则标注。例如，某法兰盘零件上有一个孔，孔径为，表面粗糙度值为R a0.8 μ m （图3-83 ），毛坯为铸钢件，需淬火处理。其工艺路线如表3-19 所示。解题步骤如下：

（ 1 ）根据各工序的加工性质，查表得它们的工序余量（见表3-19 中的第 2 列）。（ 2 ）确定各工序的尺寸公差及表面粗糙度。由各工序的加工性质查有关经济加工精度和经济粗糙度（见表3-19 中的第 3 列）。（ 3 ）根据查得的余量计算各工序尺寸（见表3-19 中的第四列）。（ 4 ）确定各工序尺寸的上下偏差。按“单向入体”原则，对于孔，基本尺寸值为公差带的下偏差，上偏差取正值；对于毛坯尺寸偏差应取双向对称偏差（见表3-19 中的第 5 列）。

光学冷加工毕业

河南工业职业技术学院Henan Polytechnic Institute 毕业设计题目光学零件铣磨系别光电工程系专业精密机械技术班级精密0901 姓名田俊学号150090106 指导教师黄长春日期2011年10月10

摘要铣磨机的使用大大提高了粗磨整平工艺的机械化程度。但由于机床本身的精度以及磨轮、磨削量、进给量、冷却液等多方面因素的影响,粗磨光学零件之光洁度一般只能达到220~#～240~#砂面。国内粗磨平面一般采用的磨轮粒度均在JR60~#～100~#之间,其浓度为100%。粗磨完工所要求的零件表面光洁度等级一般为▽6。从我国粗磨平面的特点来看,一般要去除较大的加工余量,单面余量多在2～3毫米之间,有的零件磨削第一面时其余量竟达5毫米以上。这势必要求金刚石磨轮具有良好的磨削性能,也就是磨轮应选用青铜结合剂且粒度应较粗。实践证明,粒度在80~#～100~#的磨轮由于其磨削力小,用于PM5 关键词：光学零件铣磨机, 表面光洁度等级, 线速度 ,真空吸盘, 整平工艺, 调速机构 ,粗磨 ,金刚石磨轮 ,粒度

ABSTRACT Milling mill use has greatly increased the degree of mechanization of kibble leveling process. However, due to the accuracy of the machine itself, as well as grinding wheels, grinding amount, feed rate, coolant, and many other factors affect the roughing the optical parts of finish is generally only reach 220 to # 240 to # sand surface. Domestic kibble plane generally use the granularity of the grinding wheel between the JR60 ~ # ~ 100 ~ #, the concentration of 100%. Kibble completion requirements of the parts surface finish level generally ▽ 6. View from the our kibble plane features, generally to remove a larger allowance, single-sided margin of more than 2 to 3 mm, and some parts grinding the first side when the rest of the amount as high as more than 5 mm . This will require that the diamond grinding wheel with a good grinding performance, is the grinding wheel should be used bronze binder and coarse granularity should. Practice has proved that the particle size in the 80 ~ # 100 to # of the grinding wheel due to its small grinding force for PM5 Keywords: optical, parts milling, mill surface finish grade line, speed vacuum consolidation process, level governor

光学冷加工工艺和设备

光学冷加工工艺和设备现状及其发展张曾扬 ▲历史的回顾我国光学仪器的加工技术，虽然有较长历史但形成批量生产并具有完整的工艺是在新中国成立后。光学冷加工工艺在解放前虽然已有所采用，但缺乏完整性。解放后经过光学行业各方面人士及职工的努力，方逐步形成了较完善的加工方法。五十年代初期，光学行业的设备陈旧，工艺落后。进入第一个五年计划后，加工工艺主要是采用“苏联”的工艺，设备也是由苏联引的和按“苏联”图纸制造的专用设备，二十世纪六十年代初期，国内个别厂家由德国引进了先进设备（如铣磨机和光学对中心磨边机），受到这些设备的启示，国内在六十年代中期开始工艺科研和研制新设备。首先进行的是研究粗磨机机械化和设计粗磨机，由于设备和工艺的改进，加工效率有很大的提高，但是后来受政治形势的影响，光学工艺的革新受到冲击，刚见成效的工艺革新，就此停止。二十世纪七十年代中期，对光学冷加工技术改造和技术革新提出了“四化”目标，即毛坯型料化、粗磨机械化、精磨高速化、定心磨边自动化。经过努力，这些目标全部在二十世纪八十年代初基本实现了。光学工业实现了光学冷加工“四化”，为军转民生产光学仪器奠定了有力基础。二十世纪八十年代针对当时民用光学仪器生产，又提出了光学零件制造的新四化，即抛光高速化，清洗超声化，辅

助工序机械化和辅料商品化。“新四化”，虽然受到了管理体制改变的影响，在研制设备和进行工艺科研的时间和深度不够理想，但全部实现了。二十世纪八十年代重点是对光学加工机理和工艺因素的研究和探讨，通过科研人员和课题组的努力，均取得了理想的科研成果。在光学零件的定摆磨削和光学零件加工中不同牌号玻璃与不同结合剂的丸片之间的合理匹配都在光学加工方面有了突破，引起光学界的重视。这些科研的成果对光学加工工业起了重要作用，为了我们进一步提高光学加工的科研水平，奠定了雄厚的基础，为新的创新开辟了道路。二十世纪八十年代是我们光学技术和工艺科研硕果累累的时期。不但在光学加工的基础理论方面，而在加工设备，加工工艺，加工模具，以及辅料等方面都取得了可喜成果。如光学加工机理，光学零件加工工艺因素，光敏胶，PH值稳定剂，光学导电膜，易腐蚀玻璃保护膜；PJM-320平面精磨机，QJM220球面精磨机，QJP-100与QJP-40光学中球面与小球面精磨抛光机；光学零件复制法；光学零件超声清洗代替清擦，光学零件真空吹塑包装以及自聚焦透镜制造等等，真是不胜枚举。这些科研成果，不但通过了部级鉴定，而且均获得子部级奖励或国家发明将。进入九十年代后，在中国光学行业有了更大的进展，这是由于光学产品出口，光学工艺也随着有了更大的改变和进展。我们采用了几十年的成盘加工工艺受到了冲击，而单件光学加工在光学批量

镀膜设备产品常见不良分析

镀膜产品常见不良分析、改善对策镀膜产品的不良，部分是镀膜工序的本身造成的，部分是前工程遗留的不良，镀膜最终的品质是整个光学零件加工的（特别是抛光、清洗）的综合反映，对策镀膜不良时必须综合考虑，才能真正找到不良产生的原因，对策改善才能取得成效。一、膜强度膜强度是镜片镀膜的一项重要指标，也是镀膜工序最常见的不良项。膜强度的不良（膜弱）主要表现为： ①擦拭或用专用胶带拉撕，产生成片脱落； ②擦拭或用专用胶带拉撕，产生点状脱落； ③水煮15分钟后用专用胶带拉撕产生点状或片状脱落； ④用专用橡皮头、1Kg力摩擦40次，有道子产生； ⑤膜层擦拭或未擦拭出现龟裂纹、网状细道子。改善思路：基片与膜层的结合是首要考虑的，其次是膜表面硬度光滑度以及膜应力。膜强度不良的产生原因及对策： ①基片与膜层的结合。一般情况，在减反膜中，这是膜弱的主要原因。由于基片表面在光学冷加工及清洗过程中不可避免地会有一些有害杂质附着在表面上，而基片的表面由于光学冷加工的作用，总有一些破坏层，

深入在破坏层的杂质（如水汽、油汽、清洗液、擦拭液、抛光粉等，其中水汽为主要），很难以用一般的方法去除干净，特别对于亲水性好，吸附力强的基片尤其如此。当膜料分子堆积在这些杂质上时，就影响了膜层的附着，也就影响了膜强度。此外，如果基片的亲水性差、吸附力差，对膜层的吸附也差，同样会影响膜强度。硝材化学稳定性差，基片在前加工过程中流转过程中，表面已经受到腐蚀，形成了腐蚀层或水解层（也许是局部的、极薄的）。膜层镀在腐蚀层或水解层上其吸附就差，膜牢固度不良。基片表面有脏污、油斑、灰点、口水点等，局部膜层附着不良，造成局部膜牢固度不良。改善对策：㈠加强去油去污处理，如果是超声波清洗，应重点考虑去油功能，并保证去油溶液的有效性；如若是手擦，可考虑先用碳酸钙粉擦拭后再清擦。㈡加强镀前烘烤，条件许可，基片温度能达到300℃以上更好，恒温20分钟以上，尽可能使基片表面的水汽、油汽挥发。*注意：温度较高，基片吸附能力加大，也容易吸附灰尘。所以，真空室的洁净度要提高。否则基片在镀前就有灰尘附着，除产生其它不良外，对膜强度也有影响。（真空中基片上水汽的化学解吸温度在260℃以上）。但不是所有的零件都需要高温烘

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）。

机械制造(冷加工)学科的范畴、研究内容及特点

机械制造（冷加工）学科的范畴、研究内容及特点（以典型机械产品为例展开论述）冉伟康（北京石油化工学院）摘要：该文介绍了我国金属冷加工行业，特殊钢丝生产现状和钢丝生产主要工艺流程。并通过介绍钢丝在原料表面处理、热处理、拉拔的过程，论述了冷加工的学科范畴、研究内容及特点。关键词：冷加工钢丝拉拔机械制造表面处理前言：金属冷加工是钢铁工业生产的一个重要组成部分。金属冷加工的种类较多，例如：钢丝、钢丝绳、钢绞线及其它金属制品等等。 1.1钢丝生产在国民生产中的地位钢丝生产是以热轧线材(也称盘条)为原料,经冷加工而制成的线材制品"以钢丝为原料再加工而成的钢铁制品。如商品钢丝、钢丝绳等称为二次制品"钢丝生产与其它钢铁生产相比,具有工艺和装备技术较为复杂,产品质量要求较高,生产管理要求严格,生产周期较长等特点,属于技术密集和劳动密集型的钢材生产。因此,钢丝生产的水平,在一定程度上也反映出一个国家的工业规模和制造技术水平。金属制品中的钢丝是国民经济建设重要的基础材料,在国民经济中占着重要地位,其产品广泛应用于冶金、煤炭、石油、交通、通讯、化工、林业、渔业、机械、轻工、建筑等各个部门。因为钢丝具在其它钢材无与伦比的优点,其规格可小达0.00lllun,比头发丝还细10倍,且尺寸精度高,断面形状多样化,应用范围广阔,是国家重点扶持并鼓励发展的行业"我国金属制品材料行业经过五十年的发展,己逐步形成了多种经济成分共存、竞相发展的局面。随着国民经济产业的转型,对金属制品材料行业也提出了新的要求,在中低档次产品供过于求的同时,那些投资大、科技含量高、生产难度大、质量要求严的高档次产品出现了较大缺口。如钢帘线在我国问世已30年,但至今其规模、质量、数量都还不能满足市场的需求,缺口很大；又如汽车专用高级弹簧钢丝、高强度耐疲劳的石油专用钢绳、矿山提升用绳、电梯钢绳等。尽管我国均能生产,但由于品种质量规格等问题,目前仍需进口。挑战的背后就是机遇,因此,金属制品材料企业要发展,要状大必须加大资金投入,致力于产品科技含量和工艺、设备水平的提高。 1.2钢丝生产依据钢丝生产主要是依据产品标准要求，确定生产方式。产品标准是供方与顾客之间的纽带。根据产品标准，采用合理工艺，实行科学管理，是确保产品合格的基本保证。在钢丝生产中，同一个钢号（化学成分相同），采用不同标准，生产方式就不同。就T9A为例：当执行GB/T4357-89弹素弹簧钢丝标准时，必须采用连续线生产，产出的成品钢丝可用于制造各种弹簧、编制钢丝绳等。当执行GB/T5952- 86 弹素工具钢丝标准时，就必须采用周期线生产，产出的成品钢丝，可用于制造工具。如：刀具、钻头、制针等。因为，连续线和周期线产出的钢丝显微组织不同、力学性能不同、工艺性能不同，所以，用途不同。值得阐明的是：不论是连续线生产还是周期线生产，热处理、表面处理、加

光学冷加工基础知识

1.1 对抛光粉的要求 a. 颗粒度应均匀，硬度一般应比被抛光材料稍硬； b. 抛光粉应纯洁，不含有可能引起划痕的杂质； c. 应具有一定的晶格形态和缺陷，并有适当的自锐性； d. 应具有良好的分散性和吸附性； e. 化学稳定性好，不致腐蚀工件。 1.2 抛光粉的种类和性能常用的抛光粉有氧化铈（CeO2）和氧化铁（FeO3）。 a. 氧化铈抛光粉颗粒呈多边形，棱角明显，平均直径约2微米，莫氏硬度7～8级，比重约为7.3。由于制造工艺和氧化铈含量的不同，氧化铈抛光粉有白色（含量达到98%以上）、淡黄色、棕黄色等。 b. 氧化铁抛光粉俗称红粉，颗粒呈球形，颗粒大小约为0.5～1微米，莫氏硬度4～7级，比重约为5.2。颜色有从黄红色到深红色若干种。综上所述，氧化铈比红粉具有更高的抛光效率，但是对表面光洁度要求高的零件，还是使用红粉抛光效果较好。 2. 抛光模层（下垫）材料常用的抛光模层材料有抛光胶和纤维材料。 2.1 抛光胶抛光胶又名抛光柏油，是由松香、沥青以不同的组成比例配制而成，用语光学零件的精密抛光。 2.2 纤维材料在光学工件的抛光中，若对抛光面的面形精度（光圈）要求不高时，长采用呢绒、毛毡及其它纤维物质作为抛光模层的材料。 3. 常用测试仪器光学零件的某些质量指标，如透镜的曲率半径、棱镜的角度，需要用专门的测试仪器来测量。常用的仪器有：光学比较侧角仪、激光平面干涉仪、球径仪和刀口仪等。 4. 抛光在抛光过程中添加抛光液要适当。太少了参与作用能够的抛光粉颗粒减少，降低抛光效率。太多了，有些抛光粉颗粒并不参与工作，同时也带来大量液体使玻璃边面的温度下降，影响抛光效率。抛光液的浓度也要适当，浓度太低，即水分太多，参与工作的抛光粉颗粒减少并使玻璃表面温度降低，因此降低抛光效率。浓度太高，即水分带少，影响抛光压力，抛光粉不能迅速散步均匀，导致各部压力不等，造成局部多磨，对抛光的光圈（条纹）质量有影响。而且单位面积压力减少，效率降低，抛光过程中产生的碎屑也不能顺利排除，使工件表面粗糙。一般是开始抛光时抛光液稍浓些，快完工时，抛光液淡些，添加次数少些，这有利于提高抛光效率和光洁度。另外，一般认为抛光液的酸度（pH值）应控制在6～8之间，否则玻璃表面会被腐蚀，影响表面光洁度。在抛光过程中检查光圈（条纹）时，如不合格，可以通过调整抛光机的转速和压力、工件与模具（抛光机下盘）的相对速度、相对位移、摆速和羞怯抛光模层等方法进行修改。 a. 提高主轴转速，能增加边缘部位与上模接触区域的抛光强度。经验证明，若速度过高，抛光表面温度升高，从而使抛光模层硬度降低，影响修改光圈（条纹）的效果。 b. 增加荷重以加大压力时，可提高整个抛光模和工件间接触区域的抛光强度，也将使抛光表面的温度升高，降低抛光模层的硬度。 c. 加大铁笔（上盘主轴）的位移量，可使上盘的中间部位和下盘的边缘部位同时得到

光学冷加工-研磨加工基本知识

研磨加工基本知识讲义一、镜片加工流程及基本知识 1、镜片加工流程：切削→研削→研磨→洗净 2、切削的基本知识：切削：国内叫“粗磨”，国外叫NCG，为英文“球面创成”之缩写。切削目的：去除材料硝材表面层，深度为0.5~0.6mm.。由于硝材压型时精度不高，不加大加工余量就不能达到镜片所需尺寸（包括曲率、肉厚等）。 3、研削的基本知识：研削（也称精磨或砂挂），是镜片研磨前的极为重要的工序，研削加工的主要目的为： ①加工出研磨工序所需要的表面精细度。研削分为两道工序： A、第一道工序称S1，用1200#~1500#的钻石粒。 B、第二道工序称S2，用1500#~2000#的树指进行加工。 ②加工出研磨工序所需要的球面精度。 ③满足镜片中心肉厚要求，在规定的尺寸公差之内。 ④研削品质的好坏对研磨后镜片的品质影响极大。如研磨不良伤痕（キ）、砂目（ス）、肉厚、面不等不良均与研削有直接关系，研削品质的好坏决定研磨品质的优劣。二、研磨加工基本知识：硝材在经过切削及研削，其基本尺寸及表面光洁度已经形成，但仍不能满足客户光学上的要求，必须进行研磨工序，研磨是获得光学表面的最主要的工序： 1、研磨加工的目的： ①去除精度的破坏层，达到规定的外观限度要求。 ②精修面形，达到图面规置之不理的曲率半径R值，满足面本数NR要求及光圈局部允差（亚斯）的要求。 2、研磨的机理：

①机械研削理论。 ②化学学说。 ③表面流动理论。 3、光圈的识别与度量（我们通常说的面即光圈） ①什么是光圈？被检查镜片表面面形与标准曲率半径的原器面形有偏差时，它们之间含形成对称的契形空气间隙，从而形成等厚干涉条纹，有日光照射下可见到彩色光环（此时空气隙，呈环形对称），这种彩色的光环称为光圈，我们通常观察光圈数（即面本数）以红色光带为准。这是因为红色光带较宽（波长范围为0.62um~0.78um），看起来清晰明亮。 ②面本数的识别与度量有原器检查镜片时，如果二者是边缘接触（中间有空气层），从正方稍加压力P，干涉条纹从外向中心部移动即向内缩，称为低光圈或负光圈（图A），如果二者是从中间开始接触（边缘有空气隙），从正上方稍加压力P，干涉条纹从中心向边缘移动（或向外扩散）称为高光圈或正光圈（图B） ③亚斯的识别与度量目前公司将面精度的中高、中低、垂边、分散或边等统称为亚斯，亚斯一定要满足作业标准的要求，超过标准含影响镜头的解像，所以亚斯是一个非常重要的指标，

光学冷加工行业的定义

光学冷加工行业的定义光学冷加工行业主要生产光学元器件，为光学仪器、光电子图像信息处理产品等的下游行业提供镜片、镜头等光学元件，在整个产业链构成中处于生产半成品的中间环节。图1－1－1：光学冷加工行业的产业链构成光学冷加工的主要工艺有压型、切削、铣磨、精磨、抛光、磨边、接合、镀膜等。行业下游的最终产品包括数码相机、拍照手机、扫描仪、投影仪、背投电视、DVD机、条形码阅读机等光学仪器和光电数码产品。光学冷加工主要为其下游产品加工光学镜片，从材质上区分，有玻璃和塑胶两大类。玻璃镜片分为平面镜和透镜两大类，其中平面镜包括平板玻璃和棱镜，透镜则包括了球面镜和非球面鏡。目前国内企业的非球面镜加工尚处于起步阶段，仍以玻璃球面镜为主流产品。根据下游产品的不同种类，光学球面镜片依照口径规格不同分成以下几大类：表1－1－1：光学球面镜片主要分类行业特点：资金、技术和劳动密集型行业

资金密集型：光学冷加工行业的固定资产投入主要用于生产加工设备的购置，增加设备是产能提升的前提之一，设备等固定资产投入通常占总投入的70%-80%。技术密集型：光学冷加工行业的技术含量较高，工艺技术和生产管理水平直接影响产品质量和良品率高低，决定了企业在市场竞争中的成本优势，并对产能规模提升形成制约。劳动密集型：光学冷加工行业生产自动化程度不高，许多环节需人工操作，各工序要求精细，需要大量熟练掌握工艺技能的操作人员。行业的国际间产业结构调整趋势全球光学冷加工业的最顶端技术主要掌握在日本、美国和德国厂商手上，其中日本掌握了全球光学冷加工技术的主要来源。随着近10年以来现代光电技术的大发展，光学技术发达国家纷纷调整自身产业结构和产业发展方向，逐渐退出传统光学加工领域，向现代、高端光电产品的制造、研发集中；台湾、中国大陆则逐渐成为全世界光学冷加工的制造中心。德国：具有雄厚的光学工业基础，在光学冷加工方面具有高水平、高精度优势，蔡司镜头和来卡相机代表了世界传统光学加工和相机制造技术的最高水准。近年来，德国利用其高度专业化和生产技术柔性化的优势，大力发展现代光电技术，如集成光学、纤维光学、全息和激光技术等，传统光学加工中的镜片制造与镜头设计业务已大部分外包，仅依靠品牌经营。美国：已完全退出了劳动力成本高昂、工艺落后的光学冷加工行业，其传统的光学仪器工业也已基本萎缩，转而凭借科技、资金优势，大力发展技术密集的现代光电设备和仪器，如：微细加工设备及检测仪器，智能化光谱仪器，生化和医疗仪器，光学遥感仪器，激光干涉仪，打印机等光学、光电仪器。日本：充分利用电子技术优势，加速对传统光学仪器工业的改造和产品更新，特别加强独创性技术开发，促进光学仪器工业的改变。在光学冷加工方面，除少量高精密度的镜片、镜头加工外，日本已基本退出了传统的光学冷加工行业，重点向光学设计领域发展，并在光学检测设备和检测技术、光学加工和镀膜设备等的制造方面居世界领先地位，成为主要的光学冷加工设计、工艺、检测技术和设备输出国。台湾：台湾并非传统光学技术发达地区，但伴随着发达国家光电产业结构调整过程，台湾地区凭借其地域和贸易优势，积极与国际企业合作，逐步掌握精密的光学加工技术，成为日本等发达国家退出光学冷加工领域后主要的技术和市场承接者，大量为日美企业

Cr12冷模加工全过程

机械制造基础大作业 ------------------------------------------------------------------------------- 第七题：Cr12冲模模具零件制作成员：

材料牌号: Cr12 材料名称: 合金工具钢标准号： GB/T 1299-2000 Cr12是应用广泛的冷作模具钢，具有高强度、较好的淬透性和良好的耐磨性，但冲击韧性差。主要用作承受冲击负荷较小，要求高耐磨的冷冲模及冲头、冷切剪刀、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉延模和螺纹滚模等。 Cr12化学成分: 其他：镍Ni：允许残余含量≤0.25 铜Cu：允许残余含量≤0.30 钴Co：≤1.00 Cr12力学性能: 硬度：退火,269～217HB,压痕直径

3.7～ 4.1mm;淬火58-62HRC Cr12热处理规范及金相组织: 热处理规范：1)淬火,950～1000℃油冷;2)淬火980℃,油冷,180℃回火2h。金相组织：回火马氏体+未溶碳化物+残余奥氏体。

CAD视图：

加工余量：查表可知该工件单边放3到4mm余量即可，中间可以锻打出凹坑，以节省材料。锻造公差：查表得该零件的锻造公差为a=3±3 b=3±5。工序因合金工具钢 Cr12耐磨性和淬透性高而塑性差、淬火变形小，所以常用来作冷冲压模具，但由于其导热性差，碳化物偏析严重，脆性大，因此加热时容易开裂。 (1)下料 ①原材料必须合格，特别是内部不可有裂纹等缺陷。 ②下料的锻造比一般控制在 2～ 4之间。

毛坯尺寸：130×130×52 密度 = 7870×10-6千克/立方毫米质量 = 6.650 千克体积 = 845000立方毫米表面积 = 59800平方毫米 (2)锻造温度控制毛坯料加热要分三步： ①先预热到 500～ 600℃保温。 ②加热到 750～ 850℃保温。 ③ 再加热到 1000～ 1150℃开始锻造。

光学冷加工

实验二十五放大镜的制作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 =0.025um，用轮廓算术平均偏差表示为抛光表面粗糙度用微观不平十点高度表示为R 2 R =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2 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。传统加工工艺过程，以一个透镜为例，先后依次经过以下一些工序：

光学冷加工光圈的识别及光胶上盘

光学冷加工光圈的识别在抛光的过程中,须用光学样板检查工件的面形精度－－光圈.因此,正确的判断光圈的高低程度及局部误差的性质,对于修改工件面形偏差是非常重要的。所谓高光圈，是指样板与工件中心接触，低光圈是指样板与工件边缘接触。并规定：高光圈（凸）为正偏差，低光圈（凹）为负偏差。 1 高低光圈的识别 (1)按压法根据手持样板按压时干涉条纹移动方向,判断光圈的高低。低光圈：条纹从边缘向中心收缩。高光圈：条纹从中心向边缘扩散。 (2)点压法在光圈数少的情况下，可在样板的一侧施加压力，此时的判断为：低光圈：条纹的弯曲中心和移动方向一致。高光圈：条纹的弯曲中心和移动方向相反。 (3)色序法在白光下观察时，也可按光圈颜色的序列来识别高低光圈，但不能判断光圈数。低光圈：从中心到边缘的颜色序列为蓝红黄高光圈：从中心到边缘的颜色序列为黄红蓝 2 光圈的度量 (1)当光圈数N>1时,以有效检验范围内直径方向上最多光圈数的一半来度量,根据光圈数可以确定空气隙的大小。用汞灯绿色光作为光源，这时每道圈对应的间隙可近似认为等于0.25微米，即四道圈约为1微米。若采用氦氖激光作为单色光源，则每一圈约为0.316微米，即三道圈近似1微米。生产上以自然光作为光源，一般以红色光圈计数较为方便，即表面上有几道红色光圈，就为几道光圈。 (2)当光圈数N<1时，对于大曲率半径球面或平面，通常以通过直径方向上干涉条纹的弯曲量（h）相对于条纹的间距（H）的比值（N）来度量，光圈数N=h/H 对于较小曲率半径的球面，一般是按光斑的大小与颜色的差异来估算的。在自然光的照明下，当边缘接触，其颜色为灰白色时，则可根据中间颜色按绿黄到淡黄来确定光圈数。 3 象散偏差的识别与度量被检光学表面在两个相互垂直方向上光圈数不等所产生的偏差，被称为象散偏差 4 局部偏差的识别与度量被检光表面在任一方向上光圈的局部不规则的程度，称为局部偏差

机械加工自由公差表

2.倒圆半径和倒角高度尺寸的极限偏差（GB/T1804-2000）mm 公差等级基本尺寸分段＞3~6 ＞6~30 0.5~3 ＞30 f 精密±±0.2 ±0.5 1 2 ±m 中等 e 粗糙±±±1 2 4 ±0.4 v 最粗3.角度尺寸的极限偏差数值（GB/T1804-2000） 4.未注形位公差按GB/T1184-K

4.2垂直度未注公差值（GB/T1184-1996）（mm）公差等级基本长度范围＞100~300 ＞300~1000 ＞1000~3000 100 ≤ 0.5 0.3 0.4 0.2 H 1 0.8 0.6 0.4 K L 0.4 1 1.5 2 4.3对称度未注公差值（GB/T1184-1996）（mm）公差等级基本长度范围＞100~300 ＞300~1000 ＞≤100 1000~3000 0.5 H 1 K 0.6 0.8

2 L 1 0.6 1.5 4.4圆跳动的未注公差值（GB/T1184-1996）（mm）公差等级圆跳动公差值 0.1 H 0.2 K 0.3 L 3.表面粗糙度零件的表面都应该注明粗糙度的等级。如果较多的表面具有相同的表面粗糙度等级，则要集中在图样右上角标注，并加“其余”字样。粗糙度等级的选择，一般可以根据对各表面的工作要求和尺寸精度等级来决定，在满足工作要求的条件 2)轮廓算术平均偏差Ra的数值（GB/T1031-1995）（μm）第1系列0.012, 0.025, 0.050, 0.10, 0.20, 0.40, 0.80, 1.60, 3.2, 6.3, 12.5, 25, 50, 100 第2系列0.008, 0.010, 0.016, 0.020, 0.032, 0.040, 0.063, 0.080, 0.125, 0.160, 0.25, 0.32, 0.50, 0.63, 1.0, 1.25, 2.0, 2.5, 4.0, 5.0, 8.0, 10.0, 16.0, 20, 32, 40, 63, 80 注：尽量选择第1系列 3)轮廓最大高度Rz的数值（GB/T1031-1995）（μm）第1系列0.025, 0.050, 0.100, 0.20, 0.40, 0.80, 1.60, 3.2, 6.3, 12.5, 25, 50, 100，200，400，800，1600，第2系列0.032, 0.040, 0.063, 0.080, 0.125, 0.160, 0.25, 0.32, 0.50, 0.63, 1.0, 1.25, 2.0, 2.5, 4.0, 5.0, 8.0, 10.0, 630 ，500，320，250，160，125，16.0, 20, 32, 40, 63, 80．

生产加工工艺流程及加工工艺要求

生产工艺主讲人：吴书法生产加工工艺流程及加工工艺要求一，工艺流程表制造工艺流程表

注：从原材料入库到成品入库，根据产品标准书的标准要求规定，全程记录及管理。二，下料工艺我们公司下料分别使用：①数控激光机下料②剪板机下料③数控转塔冲下料④普通冲床下料⑤芬宝生产线下料⑥火焰切割机下料⑦联合冲剪机下料今天重点的讲一下：①②

1两台激光下料机。型号分别为：HLF-1530-SM、HLF-2040-SM 2 操作步骤 2.1 开机 2.1.1 打开总电源开关 2.1.2 打开空气压缩机气源阀门，开始供气 2.1.3 打开稳压电源 2.1.4 打开机床电源 2.1.5 打开冷干机电源，待指针指在绿色区间内，再打开冷干机气阀 2.1.6 打开切割辅助气体（气体压力参照氧气、氮气的消耗附图） 2.1.7 待数控系统开机完成，松开机床操作面板上的急停按钮，执行机床回零操作 2.1.8 打开激光器电源开关，（夏天等待30分钟）打开水冷机，待水温在“低温21℃，高温31℃”，再打开机床操作面板上的“激光开关”按钮，等待按钮上方LED灯由闪烁变为常亮。开机完成。 2.2 常规操作步骤 2.2.1 在【JOG】状态下，按下【REF.POINT】，再按回零键，执行回零操作 2.2.2 在2.1生效的情况下，按下“标定”键，执行割嘴清洁和标定程序。 2.2.3 根据相应的板材，调节焦距位置、选择合适大小的割嘴，然后调整割嘴中心。 2.2.4 打开导向红光，用手轮或控制面板，将切割头移动到板材上方起点位置，关闭导向红光，关闭防护门。 2.2.5 打开所用切割程序，确定无误后一次点击“AUTO”,“RESET”，“CYCLE START"。 2.2.6 切割结束将 Z 轴抬高再交换工作台，取出工件摆放整齐，做好标识。

公差对照表.doc

根据国际标准，以下为基本尺寸0-500mm, 4-18 级精度标准公差表。公差值基本尺寸 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15 IT16 IT17 IT18 大于到μm mm - 3 3 4 6 10 14 25 40 60 0.10 0.14 0.25 0.40 0.60 1.0 1.4 3 6 4 5 8 12 18 30 48 75 0.12 0.18 0.30 0.48 0.75 1.2 1.8 6 10 4 6 9 15 22 36 58 90 0.15 0.22 0.36 0.58 0.90 1.5 2.2 10 18 5 8 11 18 27 43 70 110 0.18 0.27 0.43 0.70 1.10 1.8 2.7 18 30 6 9 13 21 33 52 84 130 0.21 0.33 0.52 0.84 1.30 2.1 3.3 30 50 7 11 16 25 39 62 100 160 0.25 0.39 0.62 1.00 1.60 2.5 3.9 50 80 8 13 19 30 46 74 120 190 0.30 0.46 0.74 1.20 1.90 3.0 4.6 80 120 10 15 22 35 54 87 140 220 0.35 0.54 0.87 1.40 2.20 3.5 5.4 120 180 12 18 25 40 63 100 160 250 0.40 0.63 1.00 1.60 2.50 4.0 6.3 180 250 14 20 29 46 72 115 185 290 0.46 0.72 1.15 1.85 2.90 4.6 7.2 250 315 16 23 32 52 81 130 210 320 0.52 0.81 1.30 2.10 3.20 5.2 8.1 315 400 18 25 36 57 89 140 230 360 0.57 0.89 1.40 2.30 3.60 5.7 8.9 400 500 20 27 40 63 97 155 250 400 0.63 0.97 1.55 2.50 4.00 6.3 9.7 注：基本尺寸小于1mm 时，无IT14 至IT18。根据国际标准，以下线性尺寸未注公差的公差表。这个线性尺寸未注公差适用于金属切削加工的尺寸，也适用于一般的冲压加工尺寸。这些极限偏差适用于非配合尺寸。表1 线性尺寸的极限偏差数值尺寸分段公差等级 0.5~3 >3~6 >6~30 >30~120 >120~400 >400~1000 >1000~2000 >2000~4000 f(精密级) ±0.05 ±0.05 ±0.1 ±0.15 ±0.2 ±0.3 ±0.5 - m(中等级) ±0.1 ±0.1 ±0.2 ±0.3 ±0.5 ±0.8 ± 1.2 ± 2 c(粗糙级) ±0.2 ±0.3 ±0.5 ±0.8 ± 1.2 ± 2 ± 3 ± 4 v(最粗级) - ±0.5 ± 1 ± 1.5 ± 2.5 ± 4 ± 6 ±8 表2 倒圆半径与倒角高度尺寸的极限偏差数值尺寸分段公差等级 0.5~3 >3~6 >6~30 >30 f(精密级) ±0.2 ±0.5 ± 1 ± 2 m(中等级) c(粗糙级) ±0.4 ± 1 ± 2 ± 4 v(最粗级) 根据德国标准DIN50150, 以下是常用范围的钢材抗拉强度与维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度的对照表。如果您要查的抗拉强度>1000N/mm 2，或者维氏硬度>310HV ，或者布氏硬度>300HB ，或者洛氏硬度>32HRC ，请查本表第二页抗拉强度维氏硬度布氏硬度洛氏硬度Rm HV HB HRC N/mm 2 250 80 76.0 - 270 85 80.7 - 285 90 85.2 -

镀膜产品常见不良分析

镀膜产品常见不良分析、改善对策（供参考）邢德华 2005年8月（这是本人个人工作的一些经验、教训总结和理解，不一定准确，供参考，并请探讨指教，以求更有实际指导意义）镀膜产品的不良，部分是镀膜工序的本身造成的，部分是前工程遗留的不良，镀膜最终的品质是整个光学零件加工的（特别是抛光、清洗）的综合反映，对策镀膜不良时必须综合考虑，才能真正找到不良产生的原因，对策改善才能取得成效。一、膜强度膜强度是镜片镀膜的一项重要指标，也是镀膜工序最常见的不良项。膜强度的不良（膜弱）主要表现为： ①擦拭或用专用胶带拉撕，产生成片脱落； ②擦拭或用专用胶带拉撕，产生点状脱落； ③水煮15分钟后用专用胶带拉撕产生点状或片状脱落； ④用专用橡皮头、1Kg力摩擦40次，有道子产生； ⑤膜层擦拭或未擦拭出现龟裂纹、网状细道子。改善思路：基片与膜层的结合是首要考虑的，其次是膜表面硬度光滑度以及膜应力。膜强度不良的产生原因及对策： ①基片与膜层的结合。一般情况，在减反膜中，这是膜弱的主要原因。由于基片表面在

光学冷加工及清洗过程中不可避免地会有一些有害杂质附着在表面上，而基片的表面由于光学冷加工的作用，总有一些破坏层，深入在破坏层的杂质（如水汽、油汽、清洗液、擦拭液、抛光粉等，其中水汽为主要），很难以用一般的方法去除干净，特别对于亲水性好，吸附力强的基片尤其如此。当膜料分子堆积在这些杂质上时，就影响了膜层的附着，也就影响了膜强度。此外，如果基片的亲水性差、吸附力差，对膜层的吸附也差，同样会影响膜强度。硝材化学稳定性差，基片在前加工过程中流转过程中，表面已经受到腐蚀，形成了腐蚀层或水解层（也许是局部的、极薄的）。膜层镀在腐蚀层或水解层上其吸附就差，膜牢固度不良。基片表面有脏污、油斑、灰点、口水点等，局部膜层附着不良，造成局部膜牢固度不良。改善对策：㈠加强去油去污处理，如果是超声波清洗，应重点考虑去油功能，并保证去油溶液的有效性；如若是手擦，可考虑先用碳酸钙粉擦拭后再清擦。㈡加强镀前烘烤，条件许可，基片温度能达到300℃以上更好，恒温20分钟以上，尽可能使基片表面的水汽、油汽挥发。*注意：温度较高，基片吸附能力加大，也容易吸附灰尘。所以，真空室的洁净度要提高。否则基片在镀前就有灰尘附着，除产生其它不良外，对膜强度也有影响。（真空中基片上水汽的化学解吸温度

真空镀膜产品常见不良分析及改善对策

真空镀膜常见的不良分析及改善对策一、膜强度膜强度是镜片在镀膜的一项重要指标，也是镀膜工序最常见的不良。膜强度的不良（膜弱）主要表现为： 1)擦拭或用专用的胶带拉撕，产生成片的脱落； 2)擦拭或用专用的胶带拉撕，产生点状的脱落； 3)水煮15分钟后用专用的胶带拉撕产生点状或片状的脱落； 4)用专用橡皮头、1KG力摩擦40次，有道子产生； 5)膜层擦拭或未擦拭出现龟裂、网状细道子。改善思路：基片与膜层的结合是首要考虑的，其次是膜表面硬度光滑度以及膜应力的因素。膜强度不良的产生原因及对策； 1)基片与膜层的结合；一般情况，在减反膜中，这是膜弱的主要原因，由于基片表面在光学领加工及清洗过程中不可避免地会有以下有害杂质附着在表面伤，而基片的表面由于光学冷加工的作用，总有一些破坏层，深入破坏曾的杂质（如水汽、油气、清洗液、擦拭液、抛光粉等，其中水汽为主），很难以用一般的方法去除干净，特别对于亲水性好的材料，吸附力强的基片尤其如此，当膜料分子堆积在这些杂质上面时，就影响了膜层的附着，也就影响了膜强度。此外，如果基片的亲水性差、吸附力差，对膜层的吸附差，同样会影响膜强度。硝材化学稳定性差，基片在前加工过程中流转过程中，表面已经受到腐蚀，形成了腐蚀层或水解层（也许是局部的、极薄的）。膜层镀在腐蚀层或水解层上其吸附就差，膜牢固度会受到影响。基片表面有脏污、油斑、灰点、口水等，局部膜层附着不良，造成局部膜牢固度不良。改善对策： a)加强去油去污处理，如果是超声波清洗，应重点考虑去油功能，并保证去油溶液的有效性，如若是手擦，可考虑先用碳酸钙粉擦拭后再清擦； b)加强镀前烘烤，条件许可，基片温度能达到300℃以上最好，恒温20分钟以上，尽可能使基片表面的水汽、油气挥发。温度过高时基片的附着力变大，同时也容易吸附灰尘，因此需要提高真空室清洁度，真空室基片上的水汽化学解析温度在260℃以上。不是所有的零件都需要高温烘烤，有的硝材温度高了反而膜强度不高，还会有色斑产生，这与应力及材料热匹配有较大的关系； c)设备机组安装冷凝机（POLYCOLD），可以提高机组抽真空的能力的同时帮助去除水汽、油气； d)设备安装离子源，镀前轰击，清洁基片表面，镀膜过程辅助更有利于提高膜层密度； e)镀膜辅耗去潮湿，膜料可以存放特制的干燥柜或真空干燥柜中； f)保持工作区域环境干燥，清洁环境时不能有太多的水，环境保持恒温恒湿状态； g)薄膜设计是考虑第一层膜与基片的匹配，尽可能的使用与基片吸附力强的膜料，例如：增透膜使用 AL2O3、金属膜使用CR或CR合金； h)镀前采取研磨液（抛光液）重复手动擦拭抛光，去除表面的腐蚀层和水解层； i)增透膜可以适当的降低蒸发速率，提高膜层光洁度，金属膜提高速率，或者提高设备的真空度，对于基片到蒸发源大于1米以上的镀膜机，蒸镀开始真空度应高于3*10-3Pa，镀膜机越大，蒸镀开启真空越高越好； 2)膜层应力；薄膜的成膜过程，是一个物质形态转变的过程，不可避免的在成膜后的膜层中会有应力的存在，对于多层膜来说有不同的膜料组合，各膜层体现出的应力是有所不同的，有的是张应力，有的是压应力，还有膜层及基片的热应力。应力的存在对膜强度是有害的，轻者是膜层耐不住摩擦，重者造成膜层的龟裂或网状细道子。对于减反膜，由于层数不多，应力一般体现不明显，但是有些硝材的镜片即便是减反膜也有应力问题存在，而膜层较多的高反膜、滤光片、应力是一个常见的不良因素，应特别注意。改善对策： a)镀后烘烤，最后一层膜镀完后，烘烤不要马上停止，延续10分钟“回火”。让膜层结构趋于稳定。 b)降温时间适当延长，退货失效，减少由于真空室外温差过大带来的热效应。 c)对于高反膜、滤光膜等在蒸镀过程中，基片温度不宜过高，高温易产生热应力，并且对氧化钛、氧化钽等膜料的光学稳定性有负面作用。 d)镀膜过程离子辅助，减少应力。