第十篇抛光加工工艺

第七章抛光加工工艺

一、抛光原理

光学加工中，抛光是精磨以后的一个主要工序。工件在精磨之后，虽然具有一定的光滑和规则的表面形状，但它还不完全透明而且表面形状也不是所要求的，需要经过抛光才能成为所要求的抛光表面。因此抛光的目的即为：

①去除精磨的破坏层达到规定的外观限度要求。

②精修面形，达到图面规定的曲率半径R值，满足面本数NR要

求及光圈局部允差（亚斯）的要求。

玻璃抛光机理对玻璃抛光本质的认识，很早就引起了人们的重视，特别是20世纪以来，有关的文献发表了很多。但是玻璃的抛光是个十分复杂的过程，所以至今尚未形成一种能说明一切有关抛光现象的统一理论，经过长期的观察和研究，目前，主要有三种学说

1、机械研削理论：

认为抛光是精磨的继续，它们从本质上是相同的，都是尖硬的磨料颗粒对玻璃表面进行微小切削作用的结果。但由于抛光是用很细颗粒的抛光剂（我公司目前使用的抛光粉粒度范围

(0.5um-3um）。所以微小切削作用可以在分子大小范围内进行。

由于研磨皿与镜片表面相当吻合，因此抛光时切向力很大，从而使玻璃表面凸凹微痕结构被切削掉，逐渐形成光滑的表面。

实验表明抛光粉粒度在一定范围时粒度越大，研磨效率高；研磨粉硬度越高，抛光速率越高（如氧化铈Ce02研磨粉比红粉Fe2O3硬度高，前者比后者抛光速率高2～3倍。）

另外在一定范围内，增加压力，提高主轴转速，抛光速率显著提高,高速抛光即是依此而发展起来的。

通过实验测得，抛光掉的玻璃颗粒尺寸大约为1～1.2nu。仅从

以上几点即可以看出抛光的机械磨削作用是十分明显的。

2、化学学说

认为抛光过程主要是水、研磨剂、研磨皿等与玻璃之间化学作用的结果。

①玻璃表面受水的作用，水解反应生成硅酸凝胶层。在抛光过程

中，抛光皿和研磨剂随时从玻璃表面凸凹层的硅酸凝胶去除，

露出玻璃新的表面，再水解，再去除，往复循环达到抛光效果。

②抛光剂的PH值对研磨抛光影响甚大。

③硝材的化学稳定性与研磨效率有直接关系。

3、表面流动理论：

认为玻璃表面由于高压和相对运动、摩擦生热，致使表面产生塑性流动，凸的部分将凹陷填平，形成光滑的表面。此种理论实验结果也得以说明其正确性。

以上三种学说，每一种学说都以一定的实验结果而得到支持，但又能找出不适合这种学说的例子而受到反对，都有不同程度的局限性。近年来，多数学者倾向于认为玻璃的抛光过程是上述几种基本过程同时作用的结果。

二、机台的加工原理

目前，现有抛光机台种类有：

A：HSPM-0.5 B：KJ-077 C：HPD-080 D：CF-4（CF-5）E：HP-048 F：JPT15.4 G：平摆H：LP-330

由于镜片的形状不尽相同，在机台的选择上相应的也不尽相同，为此，重点就是以上机台的加工原理做一个说明，以便于在以后的工作中，对自己所操作的机台有一个全方位的了解。

1. HDPM-0.5

机械范围：￠值理论值：￠3~￠30

实际加工较适合值：￠3~￠20

R值理论值：R2~R25（主要加工凸镜片）

实际加工较适合值：R3~R30（主要加工凸镜片）

机台主要特点：单轴启动，摆弧0°~45°

机台作业要点：首先应根据所加工镜片的R值和￠值计算出摆弧的大小，其公式如下：

￠/R×15°=N前摆角

N前摆角×2=N后摆角

N前~N后即为镜片的摆弧角度。

机台转速：一般选择2800~3000Rpm

加工时间：应根据加工镜片￠值大小，磨耗度高低来设定。

压力设定：

该机台是采用弹簧加压方式。如加工镜片￠值大，磨耗度低，压力应加大，反之则减小，但必须达到作业标准书所规定的磨削量为基准，但有的镜片亚斯要求高一次性加工有一定难度修机时间长，稳定性不好，产能影响较大。也可采用先加压力抛外观（两轴），将面本数控制在规定范围内，另两轴减小压力或不加压，修复光圈，将一次加工的时间分为两个时段，总的加工时间不变，但多了一个取拿镜片的动作，此外加工方式可保证品质，产能影响不大。

该机种适合加工中、大型凸镜片，凹镜片也可加工但品质产能无

法保证，由于是双轴连动，修复光圈时，最好将抛光模从机台内取下，到修模机修复，如果靠调整手柄来控制中高或中低时，将影响另一轴抛光模的面精度。

镜片加工过程中高速旋转时抛光液注入一定要充分，抛光粉在抛光时容易堵塞皮孔和缝隙，应经常用铜刷或牙刷清洁抛光模。

2. HP-048

机械加工范围：￠值理论值：￠8~￠35

实际加工适应值：￠15~￠30

R值理论值R5~R75（主要加工凸镜片）

实际加工适应值：R15~R50（主要加工凸镜片）其他原理和KJ-077相同。这里不做说明，

3. HPD-080

机械加工范围：￠值理论值：￠7~￠100

实际加工适应值：￠20~￠70

R值理论值：R5~∞（主要是凸镜片）

实际加工适应值：R20~∞（主要是凸镜片）机台主要特点：有真空吸附，单轴启动。

机台作业要点：根据加工镜片R值的不同，选择不同的曲率板，摆弧角度计算和HSPM-0.5一样。

摆动速度：抛光宜控制在1速或2速。

机台转速：抛光宜在1000~2000 rpm

加工时间设定：应根据加工镜片￠值大小，磨耗度高低来设定。

压力设定：该机台是用弹簧加压形式。

该机台适合加工中大型凸镜片，特别是加工超出077、048机台曲率半径的镜片，稳定性较好，但仍存在一定的局限性，不同的R 值段之间，需要不同的曲率板配合，每轴一块。成本也较高，而且机台调整个全靠电脑操作，一旦损坏，不易修复。

4. CF-4（CF-5）

机械加工范围：￠理论值：￠5~￠25

实际加工适合值：￠10~￠30

R值理论值：R1~R50（主要是凹镜片）

实际加工较适合值：R7~R40（主要是凹镜片）机台主要特点：单轴启动，弹簧与气动同时加压。

机台作业要点：

球芯该度设定：根据镜片R值，球芯高度可设为25~40mm之间。

机台转速：一般选择3000rpm

加工时间设定：应根据加工镜片￠值大小，磨耗度高低来设定。

压力设定：可根据镜片￠值不同，磨耗度不同选择气动加压或弹簧加压，￠值大的镜片可采用弹簧气动同时加压，￠10以下的镜片可采用弹簧加压，光圈较稳定，不管采用何种方式，都一定要保证磨削量。

该机台是典型的单片球芯式研磨机，球芯摆动压力设定简便快速，加工中小凹镜片频率高。品质较稳定。

5. JPT15.4