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就是非常重要的。所谓高光圈,就是指样板与工件中心接触,低光圈就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:条纹的弯曲中心与移动方向一致。

高光圈:条纹的弯曲中心与移动方向相反。

(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,一般就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

光胶上盘简介

光胶就是利用两个抛光面紧密贴合后分子引力的作用,将零件固定在光学工具上的一种方法。它适用于高精度的玻璃平板、棱镜等的加工。

一、光学工具

生产中常用的光学工具有光胶垫板、长方体、立方体与角度垫板等。

利用光学工具光胶零件就是根据该工具的角度与零件的角度互补成180度后,又利用光胶垫板与被加工面成一对平行平面的原理,加工中依靠控制其平行差来保证零件的精度,平板零件可直接光胶在光胶垫板上加工。

二、光胶工艺过程

1)先用航空汽油再用无水乙醇擦净零件与光学工具的光胶面,用松鼠毛刷掸去灰尘;

2)将长方体放在玻璃垫板上轻轻移动几下,使其有良好的接触。然后将棱镜推到长方体的一侧,使两个光胶面接触并能瞧到清楚的光圈时,方可适当地按压两者,以排除空气,达到光胶。再以同样的

方法在长方体另一侧光胶上棱镜。同理,对立方体则可在四个侧面光胶零件;

3)用刀口尺或平面样板检查平面度。当用刀口尺检查时,允许中间或边部微弱透光,但不能有错扭或较大的缝隙;当用样板检查时(一般就是返工件或光玻璃),瞧到的光圈应分布均匀,否则须重新光胶;

4)光胶合格后,在不加工的光胶面周围涂上保护漆;

5)将胶好零件的长方体、立方体或角度垫块均匀、对称地光胶到光胶垫板上,并在光胶面周围涂上保护漆,以防止在加工过程中浸水脱胶。

三、光胶注意事项

1)光胶工房应保持高度的清洁,室温最好保持在22正负2摄氏度,相对湿度百分之60,室内气压应比室外高;

2)相互光胶的两个面应为低光圈且小于0、5,或正负光圈配对的总与少于一道低光圈也可。光胶面面形误差太大,不仅影响光胶的机械强度,而且影响被加工面的面形精度,如果光胶面光圈太低,下盘后加工面光圈易变高,零件表面光圈的变化会影响其平行度与角度精度;

3)利用长方体、立方体光胶棱镜前,棱镜被加工角度的公差应小于2分;

4)玻璃垫板的表面光洁度应达到5级,光圈低1--2道。

光学冷加工工艺资料介绍

1、抛光粉

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与缺陷,并有适当的自锐性;

d、应具有良好的分散性与吸附性;

e、化学稳定性好,不致腐蚀工件。

1、2 抛光粉的种类与性能

常用的抛光粉有氧化铈(CeO2)与氧化铁(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。由于制造工艺与氧化铈含量的不同,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,但就是对表面光洁度要求高的零件,还就是使用红粉抛

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与纤维材料。

2、1 抛光胶

抛光胶又名抛光柏油,就是由松香、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、球径仪与刀口仪等。

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。一般就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与光洁度。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与压力、工件与模具(抛光机下盘)的相对速度、相对位移、摆速与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,可提高整个抛光模与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与下盘的边缘部位同时得到修整。

d、加大摆幅长度,增加摆轴速度会使上盘的中间部位与下盘的边缘部位加速抛光。

e、刮槽就是减少开槽部分的压力承受面与摩擦面,因此抛光下盘在开槽部分的抛光效力降低。反之,未开槽部分的抛光效力有所增大。均匀开槽时,能使抛光下盘的流动性适合与工件表面的曲率。同时,既能使抛光液含量增加,容易渗入抛光下盘面而增加抛光效力,又能减轻抛光机传动负荷。

综上所述,为了控制与稳定抛光条件,工作场地应保持较为稳定的温度(25°C左右)与湿度(相对湿度为6 0～70%)。