光学加工和激光加工实习报告.doc

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1、目 录实习指导手册 1前言 8内容摘要 8关键词 8内容 8一激光加工技术 81.激光加工的原理2.激光加工的特点3.激光技术3.1激光打孔3.2激光切割、划片与刻字3.3激光焊接3.4激光热处理3.5强化处理二光学零件加工111光学零件的分类及光学零件图 1.1光学零件的分类及光学零件图2光学零件粗磨成型工艺 2.1光学零件的毛坯 2.2散粒磨料粗磨工艺 2.3球面零件的铣磨 2.4 平面零件及棱镜的粗磨3 光学零件细磨（精磨）工艺 3.1光学零件的上盘与工夹具设计4光学零件的抛光工艺 4.1抛光的机理 4.2各工艺因素对抛光的影响5 光学零件的定心磨边 5.1 光学法定心磨边6 光学加工质

2、量检验 6.1 粗糙度及表面疵病检验7 光学零件的真空镀膜工艺 7.1 膜层的种类和作用 7.2 真空镀膜及其设备 参考文献21结束语和致谢21实践性教学工作手册（学生版）华中科技大学文华学院注意事项1 本“手册”为学生参加实践性教学活动（包括毕业设计（论文）、实习等）专用。学生应认真阅读和理解学院对实践性教学工作的要求，严格执行工作规范。2 生产（专业）实习或毕业设计（论文）期间，学生要每天记录工作、学习情况，指导教师要定期评阅学生工作日志。学生在毕业设计（论文）答辩前或实习结束时，将工作日志及其他材料交指导教师。日志作为评定成绩依据之一，要认真书写、妥善保管。3 在实践性教学环节中，对学生

3、的基本要求：（1） 努力学习，刻苦钻研，按时完成实习或毕业设计（论文）任务；（2） 虚心接受指导教师指导；（3） 独立完成规定的工作任务，不得弄虚作假，不准抄袭他人内容；（4） 保证学生实习或毕业设计（论文）时间，学生因故请假，须事先取得指导教师同意，并按有关规定办理请假手续；（5） 热爱劳动，注意节约，爱护仪器设备，加强安全防范意识，严格遵守操作规程和学院及实习单位的各项规章制度。华中科技大学文华学院教务处二九年十一月实习工作篇保密规则一、保护机密，人人有责。二、凡到保密厂矿、企业等单位实习的师生，应有专人负责保密工作，并设立专门的保密员。下厂前要进行保守国家机密的教育，下厂后要坚持定期进行

4、保密教育有保密检查。三、在私人通信中，在公众场合谈论时，严禁涉及国家机密。四、记载保密内容的笔记本，要妥善保管，不得缺页或丢失。回校后交学部按规定保管和使用。实习安全规定为了保证实习的顺利进行，确保师生在校外工矿、企业、事业单位进行生产（专业）实习的安全，特作如下规定：一、各学部要在实习前进行安全教育，制定和检查安全措施。学生实习小组应有安全员。二、实习学生（或实习小组）要严格遵守所到单位的安全、保卫、保密规定，严格遵守操作规程和劳动纪律，并接受所在单位的指导。实习小组到达实习场所后，要请所在单位对实习人员进行安全教育。三、实习中未经允许不得擅自调换工种和设备，更不得私自动用其他设备、仪器和车

5、辆。四、安全员对违反操作规程和安全制度的实习人员，要提出批评，对严重危及人员和设备安全的行为有权制止。实习小组领队教师有权对严重违反安全规定或造成严重事故的人员，停止其实习，甚至令其返校。五、旅途乘坐车船，要保管好随身携带的行李物品，要自觉遵守交通规则，防止交通事故。严格执行作息制度，实习学生要离队活动时必须三人以上同行，并向实习小组负责教师（或实习单位指导教师）请假，按时返回。实习期间，学生一般不要离队外宿，女生在夜间不得单独外出活动。六、要注意饮食卫生，注意居住房屋的防火和用电安全，防止煤气中毒。七、实习期间，学生不得去江、湖、河、海中游泳，师生不得以任何理由离开实习地点到外地旅游。九、实

6、习中如发生重大事故，要及时组织力量处理，并立即向实习所在单位领导和学院报告。十、各学部负责定期检查实习小组的安全情况，实习结束后，各实习小组要向学部汇报安全工作，总结经验教训，表扬好人好事。实习学生须知一、 实习的目的和要求教学实习作为人才培养过程中重要的实践性教学环节，其目的是使学生了解社会、接触生产实际，获得本专业生产技术和管理方面初步的实际知识，培养学生的实际操作能力和独立工作能力。具体要求如下：1使学生初步了解所学专业的地位、作用及发展趋势，使学生建立对本专业的感性认识，激发学生热爱本专业、奋发学习、立志成才的热情；2增强学生对本专业学科知识、专业生产和设计、研究课题的感性认识，收集有

7、关的资料，并为后续课程的教学作好准备；3训练学生从事本专业技术、管理等工作所必需的各种基本技能和实际动手能力；4巩固和运用所学的理论知识，培养学生分析、研究、解决实际问题的初步能力；5了解社会和国情，直接向实习单位的工作人员学习各种相关的实践知识，增强劳动观念、群众观念和社会责任感。培养学生爱岗敬业、开拓创新、团结协作的精神，为今后走向社会打下良好的基础。二、实习纪律1按照实习大纲的要求，在指导教师的指导下，全面完成规定的实习项目和实习任务；2每天应将实习观察的结果收集整理，逐日写好实习日记，按时完成实习思考题和作业，写好实习报告；3听从指导教师和带队教师的安排，严格遵守学院实习纪律和实习单位

8、的规章、制度，特别要严格遵守保密制度和实习单位安全操作规程，注意爱护保养仪器设备，未经许可不准擅自操作仪器和设备；4学生因故因病不能参加实习，应持有关单位或医疗部门的证明向指导老师请假（超过3天应报学部批准），经批准后才能补做实习；5学生擅自不参加实习的，除按学院有关规定处理外，本次实习不计成绩，一般不予补做实习。如本人确有悔改表现，经学部批准，允许补做一次实习。补做实习的经费由学生自理；6不得无故缺席，不得迟到、早退或溜岗。有事按规定履行请假手续。学生因故在实习期间缺勤累计超过规定时间的1/3，不得参加本次实习考核，但可在补足所缺天数后再给予考核并评定实习成绩。补做实习的经费由学生自理；7在

9、实习期间，学生因违反实习纪律和安全规程造成自身伤害由学生本人负责；造成他人伤害或国家的经济损失，由学生本人及家长承担经济和法律责任；8在实习过程中，注意文明礼貌，要虚心向实习单位的工作人员学习，尊重他们的劳动；维护学校集体荣誉，发扬互助友爱的精神，注意搞好校企关系。在完成实习任务的情况下，主动协助实习单位做一些力所能及的工作。三、实习成绩评定1实习成绩按优、良、中、及格、不及格五级分级评定。优：全部完成实习大纲要求，实习日记非常认真，实习报告有丰富的实际材料并对实习内容进行全面、系统的总结，能够运用学过的理论对某些生产（实际）问题加以深入的分析说明，考核时能圆满回答问题，实习中无违反纪律现象。

10、良：全部完成实习大纲要求，实习日记认真，实习报告对实习内容有较系统的总结，能够运用实际材料或理论知识说明某些问题，考核时能比较圆满回答问题。中：基本完成实习大纲的要求，实习日记较认真，实习报告对实习内容有一定的总结和分析。考核时能回答主要问题。及格：基本完成实习大纲的要求，能记实习日记，实习报告内容基本正确，考核中能基本回答主要问题，但有个别原则性错误。不及格：未能完成实习大纲的基本要求，实习日记马虎，实习报告单纯罗列材料，理论分析有原则性错误，考核时不能正确回答主要问题。2 实习成绩评定参考标准。（1）根据学生实习的实习单位鉴定和实习完成情况（实习报告、实习日志，实习内容报告会或答辩等）等项

11、目综合评定成绩。（2）各项成绩在总成绩中所占比例，参照“实习成绩评定表”规定的比例执行，具体评定时，各专业可根据本专业的实际情况，适当调整后再评定。（3）成绩评定以百分制计算，评定结论按五级分折算（优：10090分；良：8980分；中：7970分；及格：6960分；不及格：60分以下）。成绩及格者获得相应学分。（4）实习成绩评定表：评定内容得分实习报告（50%）实习单位鉴定（组织纪律性、实习态度表现）（20%）实习日志（20%）报告会或答辩（10%）按实习报告内容和书写要求评定是否遵守学院纪律和实习单位规章制度，有无迟到早退、违规违纪等现象；参观是否认真观察、学习和做笔记；能否认真参加实践和公

12、益劳动是否真实记录实习内容，记录是否认真通过报告会或答辩了解实习是否真实和掌握实习内容3有下列情形之一者，实习成绩按不及格论处：（1）未达到及格要求者；（2）严重抄袭他人实习报告者；（3）未参加实习的时间，包括无故缺勤达总实习天数1/3以上者，或病事假天数超过实习总天数1/3以上者；（4）实习中有违纪违规（含违反校纪校规、实习单位规章制度等）行为，教育不改，或有严重违纪违规行为者。四、实习报告内容规范要求1实习报告内容要求（根据实习大纲要求，按以下五项撰写）：（1）目录；（2）实习内容记述；（3）专题内容分析；（4）在实习中的收获与体会；（5）对实习工作的改进意见。2实习报告书写要求：（1）报

13、告内容，理、工科专业一般不少于6000字（专科不少于5000字），文科专业不少于8000字（专科不少于6000字）；（2）实习报告用A4纸(页边距均为2.5cm，页码：页脚居中，正文仿宋小四)正反页打印，报告封面空格手工钢笔填写。3实习报告封面模版标题：宋体小初；其它：宋体三号；行距：固定值40磅。五、 实习材料归档学院归档保存实习教学档案（定期），任何单位与个人无权私自带走、遗失、损坏实习工作相关材料。实习大纲、指导书、工作计划、指导教师实习总结、学生成绩单（册）等材料按实习项目归档；学生实习报告、工作日志、实习单位鉴定等材料按专业班归档。前言：此次毕业实习，我学会了运用所学知识解决处理简单

14、问题的方法与技巧，学会了与同学同事相处沟通的有效方法途径。积累了处理有关人际关系问题的经验方法。同时我体验到了社会工作的艰苦性，通过实习，让我在社会中磨练了下自己，也锻炼了下意志力，训练了自己的动手操作能力，提升了自己的实践技能。积累了社会工作的简单经验，为以后工作也打下了一点基础。摘要：激光加工是指利用激光束投射到材料表面产生的热效应来完成加工过程，包括激光焊接、激光切割、表面改性、激光打标、激光钻孔和微加工等。用激光束对材料进行各种加工，如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。激光能适应任何材料的加工制造，尤其在一些有特殊精度和要求、特别场合和特种材料的加工制造方面起着无可替代的作用。光学零件

15、制造的基本原理和基础知识，在从事光学系统设计的过程中能合理地选择光学材料，对光学零件形状、尺寸精度、表面状态等给出恰当的技术指标，使得所设计的光学零件既满足设计要求，又符合工艺原则。在从事光学制造的工作中，能够根据工艺特点，设计合理的零件加工工艺规程。经过实验和生产实习等环节，使学生能够从事光学工艺方面的技术工作。了解光学零件制造工艺方面的新技术和新工艺，掌握光学零件制造工艺在国内外的发展水平及发展方向。关键词：加工原理、加工特点、新工艺、质量检验。内容：一激光加工技术1.激光加工的原理激光加工是将激光束照射到工件的表面，以激光的高能量来切除、熔化材料以及改变物体表面性能。由于激光加工是无接触

16、式加工，工具不会与工件的表面直接磨察产生阻力，所以激光加工的速度极快、加工对象受热影响的范围较小而且不会产生噪音。由于激光束的能量和光束的移动速度均可调节，因此激光加工可应用到不同层面和范围上。2.激光加工的特点 激光具有的宝贵特性决定了激光在加工领域存在的优势：由于它是无接触加工，并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调，因此可以实现多种加工的目的。它可以对多种金属、非金属加工，特别是可以加工高硬度、高脆性、及高熔点的材料。激光加工过程中无“刀具”磨损，无“切削力”作用于工件。激光加工过程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，对非激光照射部位没有影响或影响极小。因此，其热影响区小

17、，工件热变形小，后续加工量小。它可以通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工。由于激光束易于导向、聚集实现作各方向变换，极易与数控系统配合，对复杂工件进行加工，因此是一种极为灵活的加工方法。使用激光加工，生产效率高，质量可靠，经济效益好。美国通用电器公司采用板条激光器加工航空发动机上的异形槽，不到4H即可高质量完成，而原来采用电火花加工则需要9H以上。仅此一项，每台发动机的造价可省5万美元。激光切割钢件工效可提高8-20倍，材料可节省15-30%，大幅度降低了生产成本，并且加工精度高，产品质量稳定可靠。虽然激光加工拥有许多优点，但不足之处也是很明显的。3.激光技术 用激光束对材料进行各种加工

18、，如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。激光加工有许多优点：激光功率密度大，工件吸收激光后温度迅速升高而熔化或汽化，即使熔点高、硬度大和质脆的材料(如陶瓷、金刚石等)也可用激光加工；激光头与工件不接触，不存在加工工具磨损问题；工件不受应力，不易污染；可以对运动的工件或密封在玻璃壳内的材料加工；激光束的发散角可小于1毫弧，光斑直径可小到微米量级,作用时间可以短到纳秒和皮秒,同时,大功率激光器的连续输出功率又可达千瓦至十千瓦量级，因而激光既适于精密微细加工,又适于大型材料加工；激光束容易控制,易于与精密机械、精密测量技术和电子计算机相结合，实现加工的高度自动化和达到很高的加工精度；在恶劣环境或其他人

19、难以接近的地方，可用机器人进行激光加工。3.1激光打孔 采用脉冲激光器可进行打孔,脉冲宽度为0.11毫秒,特别适于打微孔和异形孔,孔径约为0.0051毫米。激光打孔已广泛用于钟表和仪表的宝石轴承、金刚石拉丝模、化纤喷丝头等工件的加工。 3.2激光切割、划片与刻字 在造船、汽车制造等工业中,常使用百瓦至万瓦级的连续CO2激光器对大工件进行切割,既能保证精确的空间曲线形状,又有较高的加工效率。对小工件的切割常用中、小功率固体激光器或CO2激光器。在微电子学中，常用激光切划硅片或切窄缝，速度快、热影响区小。用激光可对流水线上的工件刻字或打标记，并不影响流水线的速度，刻划出的字符可永久保持。 3.3激

20、光焊接 激光焊接强度高、热变形小、密封性好，可以焊接尺寸和性质悬殊，以及熔点很高(如陶瓷)和易氧化的材料。激光焊接的心脏起搏器，其密封性好、寿命长，而且体积小。3.4激光热处理 用激光照射材料，选择适当的波长和控制照射时间、功率密度，可使材料表面熔化和再结晶，达到淬火或退火的目的。激光热处理的优点是可以控制热处理的深度，可以选择和控制热处理部位，工件变形小,可处理形状复杂的零件和部件,可对盲孔和深孔的内壁进行处理。例如，气缸活塞经激光热处理后可延长寿命；用激光热处理可恢复离子轰击所引起损伤的硅材料。激光加工的应用范围还在不断扩大，如用激光制造大规模集成电路，不用抗蚀剂，工序简单,并能进行0.5

21、微米以下图案的高精度蚀刻加工，从而大大增加集成度。此外，激光蒸发、激光区域熔化和激光沉积等新工艺也在发展中。3.5强化处理 在材料加工业中，切削加工是基本而又常用的精密加工手段，在机械、电机、电子等各种产业部分中都起着重要的作用，决定切削加工效率的因素很多如机床、刀具、工件等，其中刀具是最活跃的因素。而刀具耐用度的高低、刀具消耗和加工成本的多少、加工精度和表面质量的优劣等等，在很大程度上取决于刀具材料的机械性能和加工性能，因此人们不断地研究开发新的刀具材料。但新材料的开发速度常常与现代切削加工生产要求存在一定的差距，如在高速切削3001000m/min切削钢、90200m/min切削钛合金等要

22、达到这样高的切削速度，就要发展具有更加优异的高温力学性能、高化学稳定性和热稳定性及高温热抗振性的刀具材料，加速刀具材料的研究与开发，合理选用刀具材料是推动高速切削技术广泛应用的重要前提。而激光对物体材料表面的强化处理就可以解决刀具材料选择这一问题，下面我就将对这种技术从各方面做一简要的介绍。激光表面强化技术基于激光束的高能量密度加热和工件快速自冷却两个过程，在金属材料激光表面强化中，当激光束能量密度处于低端时可用于金属材料的表面相变强化，当激光束能连密度处于高端时，工件表面光斑出相当与一个移动的坩埚，可完成一系列的 冶金过程，包括表面重熔、表层增碳、表层合金化和表层熔覆。这些功能在实际应用中引

23、发的材料替代技术，将给制造业带来巨大的经济效益。 激光表面强化包括金属表面淬火、表面合金化、表面涂复三个方面，激光表面强化是利用大功率CO2激光器产生的激光束作热源，用激光来辐射待强化的金属表面。通过激光淬火、激光熔融改变合金表面成分，激光熔敷难熔金属或陶瓷，以大幅度改变金属表面的机械性能、化学性能、耐热抗氧化性能，该技术效率高、适应性强、淬火硬度比一般热处理高510HRC，同时节材、节电，不变形，无公害。 而在刀具材料改性中主要应用的是熔化处理，熔化处理是金属材料表面在激光束照射下成为溶化状态，同时迅速凝固，产生新的表面层。根据材料表面组织变化情况，可分为合金化、溶覆、重溶细化、上釉和表面复

24、合化等。激光熔凝是用适当的参数的激光辐照材料表面，使其表面快速熔融、快速冷凝，获得较为细化均质的组织和所需性质的表面改性技术。它具有以下优点： 1.表面熔化时一般不添加任何金属元素，熔凝层与材料基体形成冶金结合。2.在激光熔凝过程中，可以排除杂质和气体，同时急冷重结晶获得的杂志有较高的硬度、耐磨性和抗腐蚀性。3.其熔层薄、热作用区小，对表面粗糙度和工件尺寸影响不大。有时可不再进行后续磨光而直接使用。4.提高溶质原子在基体中固溶度极限，晶粒及第二相质点超细化，形成亚稳相可获得无扩散的单一晶体结构甚至非晶态，从而使生成的新型合金获得传统方法得不到的优良性能。 5.光束可以通过光路导向，因而可以处理

25、零件特殊位置和形状复杂的表面。激光堆焊是继激光熔覆技术上发展起来的一项新的激光加工技术，借鉴传统的堆焊技术优点，用大功率激光为加热源，对同步送入的合金焊丝与基体表层同时快速熔化，得到和基体完全冶金结合的并具有特殊性能（耐磨、耐蚀、耐热等）的表层，形成复合层，用于制造双金属刀具。而激光合金化则是在基体的表面熔融层内加入合金元素，从而形成以基材为基础的新的合金层，达到表面改性，刃口强韧化的目的。 二光学零件加工1光学零件的分类及光学零件图1.1光学零件的分类及光学零件图1.1.1光学零件的种类及作用 光学零件按其工作面的的形状可分为：球面、非球面、平面。零件的形状不同，其作用亦不同。1.1.2光学

26、零件图 1.光学零件图的作用 光学零件是光学加工的最终目标，而光学零件图是光学设计的最终结果，是加工与检验的依据，其它如胶合图、各工序图，都是依据光学零件图进行再设计而得出的。未经设计人员允许，不可随意变动各项指标。 2.绘制光学零件图的一般规则 （1）光学零件的光轴用点划线表示，一般水平放置。光线方向应自左向右，零件一般对称于光轴放置，圆形零件可只画出沿光轴剖开的剖面图。 （2）在图纸的左上角的表格里依次列出对玻璃的要求，对零件加工的要求，对表面处理的要求。 （3）零件加工图应完整标明零件的外形尺寸及相应公差。 （4）对于零件没有列出的要求，可在图的下方空白处用技术要求的形式作出文字说明（镀

27、膜、倒角、刻划等）。2光学零件粗磨成型工艺2.1光学零件的毛坯光学零件的粗磨毛坯有块料和型料两种。块料是通过锯切、滚圆等古典工艺加工的毛坯，型料有热压成型和液态成型两种2.1.1块料毛坯的加工 加工块料毛坯的工序有锯切、整平、划割和磨外圆等 1.锯切 锯切的目的是将大块的玻璃材料，按要求的尺寸和角度切割成小的的块料。（散粒磨料锯 切、金刚石锯片锯切（1）散粒磨料锯切（泥锯）：锯片厚度为0.51.5，线速度10m/s，锯口较宽，有锥度，精度差。（2）金刚石锯片锯切：刚性送料和弹性送料，线速度2040m/s，锯口较平整，精度高，加工余量一般取23。 2.整平 整平的目的是将锯切后的坯料的不平整的表

28、面磨平或修磨角度，以便为胶条工序创造条件。 3.划割和胶条（1）划割：金刚石玻璃刀或滚刀。（2）胶条：为了便于坯料的滚圆和粗磨棱镜棱面，用粘结胶把零件坯料胶成长条。（1：41：10） 4.磨外圆（1）散粒磨料滚圆：在平磨盘上手搓滚外圆。（2）磨床磨外圆：借用机械加工的外圆磨床磨光学工件。（普通外圆磨床磨外圆、无心外圆磨磨外圆）(3）磨外圆的余量及公差：毛坯直径小于30，磨削余量取1.52.0；毛坯直径大于30，磨削余量取2.04.0。磨外圆公差，平面镜和分划板以及其它不需要磨边的零件，按设计图纸要求加工。球面零件磨外圆公差一般取0.10.2。采用真空吸附装夹方法铣磨球面时，透镜直径公差应取0.

29、05为宜。2.1.2热压成型 无屑加工的一种热加工方法，把玻璃坯料加热软化，放在一定形状的模具内加压成型。（备料-加热-压制-退火）2.2散粒磨料粗磨工艺2.2.1散粒磨料粗磨机理散粒磨料粗磨是指用金刚砂和水搅拌而成的磨料对玻璃工件进行粗磨加工，或称做散粒研磨。散布于磨盘和工件表面之间的磨料颗粒，借助于磨盘在工件表面法线方向上施加的压力和磨盘与工件的相对运动，磨粒对工件表面进行微量的研碎和破坏，使工件表面逐次形成凸凹层和裂纹层，最后达到成形目的。这种凸凹层和裂纹层的形成过程，其原理可表述如下：由于磨料颗粒在工件表面的滚动和撞击，首先在玻璃表面层形成裂纹，以后，磨料颗粒的相继滚动和撞击，再加上裂

30、纹形成毛细管，使水渗入裂纹而引起水解作用，将锥状的破坏层除去，最后在玻璃表面上出现凸凹层（砂眼）。2.2.2散粒磨料粗磨光学零件1.球面零件的粗磨（球面模）粗磨球面要用从粗到细三道磨料加工。单件弧高大于1时，第一道砂取粗于180#磨料；弧高在0.41时，选用180#；弧高小于0.4时，选用240#或280#。粗磨完工后表面光洁度要求达到6，相当于W40或W28磨料加工的砂面。（注：随时检查偏心量和厚度公差，磨第一道砂时留出检验点或检验环。）2.平面零件的粗磨（平面模）面粗磨多用成盘加工，棱镜加工，往往用特殊夹具将各种棱面装夹成平面粗磨。2.3球面零件的铣磨 2.3.1铣磨机理 使用金刚石磨具加

31、工玻璃工件的过程叫作玻璃工件的铣磨加工。用金刚石磨具铣磨光学零件，实际上是多刀刃的切削加工。磨具表面固着有颗粒繁多的金刚石棱尖，每个棱尖都象一把“车刀”对玻璃工件进行“车削”加工。 第3节 球面零件的铣磨当在金刚石上给一定的压力，并且在玻璃表面滑动时，便将玻璃表面破坏，出现一个具有一定宽度和一定角度的开裂角，同时在开裂角下面有一深入玻璃表面内部的裂纹。开裂角的宽度a总是比金刚石颗粒的宽度b要大。因此，当金刚石棱尖深入玻璃内部时，将玻璃劈出碎片A和B。开裂角的深度t约为其宽度的0.1左右，即t=0.1a。开裂角的角值约为155，此值不随玻璃牌号和磨料颗粒种类的不同而改变。至于划痕下面裂纹深度F，

32、是随着划痕宽度的变化而变化，一般F=（11.5）a。在切削过程中，由于切削和阻滞能量的不断平衡和失去平衡，产生振动性的运动，其划痕的形状常具有波状性质。对于同样粒度的磨料，研磨和铣磨表面质量不一样，用磨具铣磨比散粒研磨的砂面要细些。2.3.2球面铣磨原理（开R）1.手工法磨球面（球面模） 控制偏心和检验厚度的方法：工件围绕自身轴线转动；检验环（0.51.0）和检验点（24）；第一道砂大于粗磨完工后的0.3；第二道砂大于0.1；第三道砂完工后达到粗磨完工后的尺寸和公差要求。机械化铣磨球面方法（范成法成型球面）-磨轮轴线与工件主轴的倾角D-磨轮中径R-球面半径r-磨轮刃口圆角半径，凸面取“+”，凹

33、面取“-”。2.4 平面零件及棱镜的粗磨2.4.1平面零件的粗磨 平面零件粗磨表面质量比球面的要求高，应比球面零件多磨一道细一号的砂，同时要修改两平面的平行性。 第4节 平面零件及棱镜的粗磨 加工余量越多，磨料越粗，180（0.3以上）、 240（0.25以上）、 280（0.1）、最后用W40（或W28）砂磨到粗磨完工尺寸，粗磨完工的工件表面以中间略凹些为好。18 工件尺寸小于150时，将粘盘加热，用石蜡或松香蜡将平面工件上盘，粘盘中心要凹。1.散粒磨料多片加工（平面模）散粒磨料单件加工（平面模） 工件尺寸大于150时，应用小平面模粘结单件加工。3.环形工件加工（平面模） 盘类环形工件加工。

34、4.铣磨加工平面 将铣磨机角调整为零。2.4.2棱镜的粗磨 棱镜是由几个互成一定角度的平面组成的光学零件，加工要求包括光学表面(N、N、B）和角度精度要求（整平和改角度）。第一平行差：光轴截面内的角度误差。 第二平行差：与光轴截面垂直的平面内的角度误差。 棱镜粗磨改角度的方法 为了同时保证两个不同类型的角差，改角度的方法是：选定一个基面，使各棱面在修磨过程中同时和基面垂直情况下，修改光轴截面内的角度。第1节 光学零件的上盘与工夹具设计细磨（精磨）是粗磨和抛光中间的一道工序。其目的：通过细磨工序将零件的表面粗糙度提高到0.8m左右；进一步改善工件表面的曲率半径精度或平面度。精磨（金刚石丸片加工）

35、，细磨（散粒磨料加工）。3 光学零件细磨（精磨）工艺3.1光学零件的上盘与工夹具设计3.1.1球面镜盘的上盘方法 球面镜盘的上盘应满足的条件是：上盘过程力求不产生应力；不产生机械损伤；能承受加工中的速度和压力；上盘方法应迅速简单。 球面镜盘的上盘方法可分为弹性上盘和刚性上盘两种。 弹性上盘先做火漆团，火漆团可手工制作，也可用手工模型浇注、半自动或全自动火漆机等方法制作。 刚性上盘与弹性上盘的基本区别是上盘的定位基准不同。弹性上盘以被加工面作定位基准（贴置模）；刚性上盘则以粘结面为定位基准。所以，弹性上盘的粘结胶厚度较大，加工中能有一定的弹性；而刚性上盘则胶层较薄。3.1.2平面平行零件精磨前的

36、上盘 平面平行零件的上盘方法可分为弹性上盘、刚性上盘、点胶法（把粘结层改为点子胶）、两面同时加工法、光胶法和分离器法。3.1.3棱镜精磨前的上盘 石膏上盘：利用熟石膏掺水后能很快凝固的特点，把加工零件固定成镜盘的方法。适用于中等精度的棱镜、厚度较大的平面镜及其它形状复杂不易配制工装的零件。（角度精度一般可达13，光圈可达0.51）石膏和水泥（减少体积膨胀和加速硬化）体积比为3：14：1。 光胶上盘：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。3.1.4高精度平面镜、棱镜和楔形镜精磨前的上盘光胶板： 平行差不大于2，表面精度为N=0.5、N=0.1，表面疵病B=，角度

37、误差 2 。优点：零件的变形小，精度高，一般棱镜的角度精度和玻璃平板的平行度可小于5，尖塔差可小于30；整盘零件的角度可达到基本一致；薄形零件光圈变形小。缺点：光胶表面容易起纹路、擦痕；对光胶工具精度要求较高；要求环境温度、湿度稳定，空气清洁。3.1.5一定厚度和面形精度要求的平面零件及其刻尺精磨前的上盘假光胶上盘（浮胶法）： 零件和基体（上盘工具、平模）的接触面之间没有胶层，又不形成光学接触。 抛光的目的 除去精磨后的凹凸层及裂纹层，使表面透明光滑，达到规定的表面疵病等级B。 抛光过程基本上可以分为两个阶段，第一阶段除去凹凸层，第二阶段除去裂纹层。 2.精确地修正表面的几何形状，达到规定的面

38、形精度N和。3.1.6精磨表面结构对抛光过程的影响 第一阶段开始时，抛光模和玻璃的凹凸层顶峰接触，压强很大，而凹谷为抛光液进入整个表面又提供了良好的条件，因此抛光十分迅速。随着抛光过程的继续，接触面积增大，压强减小，抛光液的附着能力降低，使抛光过程减慢。 第二阶段，抛光面达到裂纹层，玻璃表面同抛光模表面全部接触，抛光过程趋于稳定缓慢，而抛光模开始钝化，抛光继续，钝化加剧，抛光效率进一步降低。钝化程度随过程的持续时间而定，而持续时间直接决定于裂纹层的深度。 实践证明，用钝化了的金刚石模具加工的工件，虽然凹凸层较小，但裂纹层却很深。4光学零件的抛光工艺4.1抛光的机理 4.1.1纯机械作用说 抛光

39、是研磨过程的继续，其区别仅在于抛光是用较细的磨料，形成细密的表面结构，呈现均匀连续的外形。并认为抛光剂在玻璃表面产生无数的互相交错的振动微痕，这些微痕的产生与研磨时相似，由于抛光时抛光模与工件局部产生光学接触，因此加工时切向力特别大，从而使得光学接触区域上的微痕结构被擦去，新表面由于表面张力的作用而形成平整光滑的表面结构4.1.2流变作用说 在玻璃抛光时，由于摩擦热使玻璃表面产生塑性变形和流动，或者是热软化以致熔融而产生流动，因此认为抛光过程是玻璃表面分子重新流布而形成平整表面的过程。机械、物理化学说 当研磨好的玻璃表面在水的作用下发生水解，而形成胶态硅酸层（硅酸凝胶），正常情况下它能保护玻璃

40、表面不受进一步的侵蚀，但在被吸附在抛光模上的抛光剂的作用下，胶态膜层不断被割除，暴露出新的表面，又不断水解，割除，构成了抛光的过程，这样的过程从玻璃表面凹凸层的顶部进行到根部，直到表面完全平整为止。化学学说 待添加的隐藏文字内容3 水在玻璃抛光过程的水解作用（H+扩散在表面形成硅酸胶层）；抛光模层的化学作用（沥青和动物性纤维与玻璃间存在化学作用）；抛光剂的化学吸附作用（机械作用和晶格缺陷的胶体化学作用）。各工艺因素对抛光的影响4.2各工艺因素对抛光的影响4.2.1抛光剂的种类8 氧化铈：硬度高，颗粒较大，且呈多边形，抛光效率高。（易划伤玻璃表面）氧化铁（又称红粉）：硬度较低，颗粒较小，外形呈球

41、状，抛光效率高。（表面光洁度较好）4.2.2抛光液的供给量在一定工艺条件下，使抛光效率最高所需要的抛光液用量，叫做抛光液的适中量。（最佳值：0.75/h）4.2.3抛光液的浓度氧化铈：液固比为5：1或稍稀些。 氧化铁：液固比为48或1.1g/3。4.2.4抛光液的酸度值氧化铈：当抛光液的PH值在39范围内抛光过程进行得较正常也较稳定。略显酸性（PH=56）。氧化铁：显中性（PH=7）。4.2.5抛光压力和机床速度在抛光液充分供给并且工件的装夹和抛光模的结构也都适应的情况下，抛光效率将随着压力和机床速度的增加而增加。4.2.6温度的影响抛光车间的恒温要求：23C3C抛光车间的湿度要求：60%70

42、%4.2.7抛光模材料以沥青和松香为主体的柏油模：承受的压力和速度较小，抛光效率低，表面精度和光洁度较高。以呢绒和毛毡为主体的抛光模：承受的压力和速度较大，抛光效率高，表面精度和光洁度较低。4.2.8精磨表面质量 精磨后的表面质量除了要有足够精确的表面几何形状和适当的光圈低凹值外，还要有最佳的精磨表面结构（凹凸层和裂纹层）古典法抛光的特点5 光学零件的定心磨边 一、定心磨边的目的 1.对于圆形光学零件，使侧圆柱面尺寸满足装配要求。 光学定心法（表面反射象定心法、投射象定心法、球心反射象定心法）、机械定心法和光电定心法。 2.对于球面透镜，校正两球心连线（光轴）与外圆对称轴（几何轴）的偏离（中心

43、偏差c：交叉性中心偏差和平行性中心偏差）。二、透镜定中心的方法 光学定心法（表面反射象定心法、投射象定心法、球心反射象定心法）、机械定心法和光电定心法。 5.1 光学法定心磨边 5.1.1光学法定心（光轴向几何轴靠拢） 成实像，精度较低。（一）透镜表面反射象定心法（二）透射象定心法 实质是用显微镜观察被定心透镜的焦点像，精度较低。（三）球心反射象定心法透镜定心磨边工艺（光轴向几何轴靠拢） （1）光学法透镜定心磨边机床注意砂轮向工件的进给量，手轮每格0.005，手轮每转一周为1。（2）对定心夹头的设计要求及磨边胶的基本要求对定心夹头的设计要求： 定心夹头的几何轴与机床主轴的重合精度应该超过定心精

44、度，一般为0.0030.005； （2）定心夹头的端面应严格垂直于夹头的几何轴；（3）定心夹头端面的两个棱边应对几何轴成同心圆，形成薄而等厚的圆周，表面经过研磨与抛光，以免划伤透镜；（4）定心夹头的外径应比被定心磨边后透镜直径小0.20.5； （5）根据定心夹头接触的表面形状（凸、平、凹）选择定心夹头边缘的倾斜方向（粘结凸面时修成向内倾斜）。此外为了避免定心夹头加热而使透镜受压，夹头要有透气小孔。对定5.1.2心磨边胶的基本要求： （1）磨边胶的强度使加工时透镜不脱落； （2）磨边胶稍热即软化，便于将透镜移到所要求的位置； （3）磨边胶从定心夹头和透镜上容易清除；（4）磨边胶应成中性，对玻璃表

45、面不产生腐蚀作用。 定心磨边胶的配方：松香、白蜡（蜂蜡）、虫胶。 松香和白蜡的比例为：1：81：22。虫胶量为松香和白蜡总量的5%10%。垂直磨削：为防止工件在磨边时脱落采用垂直磨削，点接触，进刀比较容易。 四、透镜倒角的方法砂轮或磨轮倒角、倒角铁模借助散粒磨料倒角、倒角砂模倒角（只需水冷，不易碰伤抛光面）。 倒角铁模借助散粒磨料（302#303#）倒角6 光学加工质量检验表面质量检验； 面形检验； 棱镜的角度检验； 集合尺寸的检验6.1 粗糙度及表面疵病检验6.1.1粗糙度及检验方法 粗糙度旧标准中称为光洁度，系指研磨加工后零件表面的微观几何形状特性。一般情况下，零件粗磨完工后应达到Ra=3.2m；细磨完工后应达到Ra=0.8m；抛光完工后应达到Ra=0.008m。检验方法：在60-100W的白炽灯照明下，用目视进行观察，与样品进行比较，要求研磨面砂眼均匀，不允许有下道工序中难以消除的划痕及麻点存在。表面疵病及检验方法表面疵病系指麻点、擦痕、开口气泡、破点及破边，在图纸上用B表示。共分10级，0I-30级适用于位于光学系统像平面上及其附近的光学零件，级适用于不位于光学系统像平面上的光学零件。 注：直径小于0.001的麻点和宽度小于0.0005的擦痕，均不作疵病考核；当D060时，零件表面的任意象限内麻点数量不得超过三个，D060时不得超过五个，