光學(xué)零件加工技術(shù).doc

光學(xué)零件加工技術(shù)鄔 建 生二00四年元月(整理)目 錄一、統(tǒng)研磨拋光與高速研磨拋光特點(diǎn)二、準(zhǔn)球心法和傳統(tǒng)法比較三、切削工序的要求四、 粗磨工序的要求五、如何保持粗磨皿表曲率半徑的精度六、修磨皿的技巧七、影響拋光的因素八、拋光劑（研磨粉）的影響九、研磨皮及選擇十、傳統(tǒng)加工要求十一、計(jì)算公式十二、光圈識(shí)別與修整措施十三、機(jī)床的選擇十四、機(jī)床的調(diào)整十五、超聲清洗原理十六、品質(zhì)異常分析步驟十七、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)序 言光學(xué)零件的加工，分為熱加工、冷加工和特種加工，熱加工目前多采用于光學(xué)零件的坯料備制； 冷加工是以散粒磨料或固著磨料進(jìn)行鋸切、粗磨、精磨、拋光和定心磨邊。 特種加工僅改變拋光表面的性能，而不改變光學(xué)零件的形狀和尺寸，它包括鍍膜、刻度、照相和膠合等。冷加工各工序的主要任務(wù)是： 粗磨（切削）工序：是使零件具有基本準(zhǔn)確的幾何形狀和尺寸。精磨（粗磨）工序：是使零件加工到規(guī)定的尺寸和要求，作好拋光準(zhǔn)備。 拋光（精磨）工序：是使零件表面光亮并達(dá)到要求的光學(xué)精度。定心工序：是相對(duì)于光軸加工透鏡的外圓 。膠合工序：是將不同的光學(xué)零件膠合在一起，使其達(dá)到光軸重合或按一定方向轉(zhuǎn)折。球面光學(xué)零件現(xiàn)行加工技術(shù)三大基本工序?yàn)椋?、范成法原理的銑磨（切削）2、壓力轉(zhuǎn)移原理的高速粗磨3、壓力轉(zhuǎn)移原理的高速拋光。范成法原理的銑磨（切削），雖然加工效率較高，但其影響誤差的因素較多，達(dá)到較高精度和較粗糙度較困難。壓力轉(zhuǎn)移原理的準(zhǔn)球心高速粗磨和高速拋光，零件受力較均勻，加工效率也較高，但必須預(yù)先準(zhǔn)確修整磨（模）具的面形，才能保證零件的面形精度。準(zhǔn)確修整面形精度需要操作者的經(jīng)驗(yàn)和技巧，而且需反復(fù)修整。一、 傳統(tǒng)研磨與高速研磨特點(diǎn)1.傳統(tǒng)研磨傳統(tǒng)研磨也叫古典研磨，它是一種歷史悠久的加工方法 其主要特點(diǎn)是： （1）采用普通研磨機(jī)床或手工操作；（2）要求人員技術(shù)水平較高；（3）研磨材料多采用散砂（研磨砂）拋光瀝青（4）拋光劑是用氧化鈰或氧化鐵；（5）壓力用加荷重方法實(shí)現(xiàn)雖然這種方法效率低, 但加工精度較高所以，目前仍被采用。2.高速研磨拋光一般是指準(zhǔn)球心法（或稱(chēng)弧線(xiàn)擺動(dòng)法）。其主要特點(diǎn)是：（1）采用高速、高壓和更有效的利用拋光模，大大提高了拋光效率（2） 壓力頭圍繞球心做弧線(xiàn)擺動(dòng)，工作壓力始終指向球心，也是靠球模成型的。3.范成法準(zhǔn)球心法對(duì)機(jī)床的精度要求較低,加工方法和傳統(tǒng)法相近，易于實(shí)現(xiàn)，用的較廣；范成法對(duì)機(jī)床精度及調(diào)整要求較高，目前很少采用。二、準(zhǔn)球心法和傳統(tǒng)法較1.準(zhǔn)球心法拋光模（或鏡盤(pán)）繞鏡盤(pán)（或拋光模）的曲率中心作弧線(xiàn)擺動(dòng)，而壓力方向始終對(duì)準(zhǔn)球心，因此鏡盤(pán)所承受的是恒壓，給均勻拋光創(chuàng)造了條件。 2.傳統(tǒng)法是平面擺動(dòng)，重壓塊垂直加壓，其壓力隨擺角而變化，因而容易造成不均勻拋光。 加壓采用彈簧或氣壓方式，力比較恒定.平穩(wěn)。而傳統(tǒng)研磨拋光法用重壓塊加壓，體積大，振動(dòng)大。三、球面研磨對(duì)鏡盤(pán)的考慮1.鏡盤(pán)張角不宜過(guò)大，以便于光圈穩(wěn)定，在多行的鏡盤(pán)中，張角不宜大于140；對(duì)于三塊鏡片一盤(pán)，若超過(guò)140影響也不大。2.彈性上盤(pán)能承受高速研磨中的高速高壓，但鏡盤(pán)必須裝得正。剛性上盤(pán)1.膠球模軸向定位基準(zhǔn)要符合，切削、粗磨厚度控制的基準(zhǔn)面以及高速研磨中準(zhǔn)球心所需要的基準(zhǔn)面（假如鏡盤(pán)裝在主軸上）2.承座（定位孔）軸線(xiàn)與球面法線(xiàn)重合、深度一致；3.曲率半徑與被粘結(jié)面曲率半徑要合理4.承座（定位孔）與膠球模軸向基準(zhǔn)面間的相對(duì)尺寸一致，并有消氣孔。5.粘結(jié)膠程度足夠；粘結(jié)面積足夠；粘結(jié)溫度合適。三、對(duì)切削工序的要求一是切削出的球面面形要規(guī)則，曲率半徑要達(dá)到工藝規(guī)定的公差范圍； 二是表面粗糙度要符合粗磨的要求；三是要去除一定的余量，保證將毛坯雜質(zhì)層去除干凈。如果鏡片拋光后合格率降低，檢查切削面的面形精度也許會(huì)找出問(wèn)題的癥結(jié)。1.切削設(shè)備精度工件軸全跳動(dòng)： 3um 磨輪軸全跳動(dòng)： 3um工件軸母線(xiàn)精度: 1um工件軸移動(dòng)精度: 3um工件、磨輪軸面等軸度：1um對(duì)球面來(lái)講，既不產(chǎn)生非球面度，同表面又不會(huì)產(chǎn)生超菊花紋和過(guò)深碎裂層。四、粗磨工序的要求獲得合理的粗磨表面結(jié)構(gòu)對(duì)精磨過(guò)是極其重要的,它直接影響著精磨效率及其加工質(zhì)量。粗磨表面的性質(zhì)可由宏觀(guān)的和微觀(guān)的表面不規(guī)則性來(lái)表示。宏觀(guān)不規(guī)則性是由磨削過(guò)程中磨具的偏差引起的,在精磨中通過(guò)選擇合適的拋光模材料能大大減少這種宏觀(guān)不規(guī)則性。微觀(guān)不規(guī)則性是由玻璃磨削的本質(zhì)決定的。 1.表面結(jié)構(gòu)對(duì)精磨過(guò)程的影響玻璃磨削后留下凹凸層和裂紋層，拋光工序的效率就取決于這兩層的性質(zhì)。一般的錯(cuò)誤概念是認(rèn)為拋光時(shí)粗磨表面的凹凸層越小越好，這是忽略了粗磨表面的微觀(guān)結(jié)構(gòu)對(duì)拋光過(guò)程的作用。拋光模，特別是熱固性塑料模，在拋光過(guò)程中易于鈍化而失去拋光能力。而凹凸層有利于減少或消除這種鈍化現(xiàn)象。拋光過(guò)程基本上可分成兩個(gè)階段，第一階段去除凹凸層，第二階段去除裂紋層。第一階段開(kāi)始時(shí)，拋光模和玻璃的凹凸層頂峰接觸，壓強(qiáng)很大，而凹谷為拋光液進(jìn)入整個(gè)表面又提供了良好的條件，因此拋光十分迅速。隨著拋光過(guò)程的繼續(xù)，接觸面積增大，壓強(qiáng)減小，拋光液的附著能力降低，使拋光過(guò)程減慢。當(dāng)拋光面達(dá)到裂紋層時(shí)，玻璃表面同拋光模表面全部接觸，拋光過(guò)程趨于穩(wěn)定緩慢，而拋光模開(kāi)始鈍化，拋光繼續(xù)，鈍化加劇，拋光效率進(jìn)一步下降。鈍化程度隨過(guò)程的持續(xù)時(shí)間而定，而持續(xù)時(shí)間直接決定于裂紋層的深度。這個(gè)凹凸層厚度的最佳值主要由拋光模材料的性質(zhì)，以及與這個(gè)材料配合使用的拋光劑而定，其他因素還有主軸轉(zhuǎn)速、壓力和拋光液的進(jìn)入能力等。 采用不同的粗磨方法，或者在同一方法中隨磨具的鈍化程度、冷卻的潤(rùn)滑狀態(tài)不同，所得的裂紋層也不同。實(shí)踐證明，用鈍化了的金剛石磨具加工的工件，雖然凹凸層較小，但裂紋層卻很深。因此，不光要考慮凹凸層對(duì)拋光的影響，同時(shí)也要把裂紋層的深度作為粗磨工序的重要指標(biāo)來(lái)考慮。五、如何保持粗磨皿表面曲率半徑的精度？粗磨是用磨皿與鏡片面接觸的方式進(jìn)行。雖然，磨皿表面的曲率半徑在開(kāi)始使用時(shí)是修改得很好的，但是隨著鏡片的磨削，磨皿也在不斷磨損，逐漸地就不一定能保證鏡片的加工精度。保持粗磨皿曲率半徑不變或少變，就應(yīng)采取： 1.合理選擇工治具凡是位于上面的治具總要比下面治具的尺寸小，這是因?yàn)樯厦嬷尉咭獢[動(dòng)的關(guān)系。假如上面治具尺寸與下面治具的尺寸相同，上面治具的邊緣磨削機(jī)會(huì)太少，上面治具有翹邊的趨勢(shì)。假如上面治具尺寸比下面治具的尺寸小得太多，超過(guò)了規(guī)定的數(shù)據(jù)，上面治具在擺動(dòng)過(guò)程中，其邊緣不露出來(lái)，上面治具的邊緣會(huì)磨損過(guò)甚，上面治具有塌邊的趨勢(shì)。假如上面治具尺寸比下面治具的尺寸大，則在擺動(dòng)時(shí)，下面治具的邊緣露出的機(jī)會(huì)又會(huì)太少，下面治具的邊緣磨損過(guò)甚，下面治具有塌邊的趨勢(shì)。六、修磨皿的技巧在修凹的磨皿時(shí)，鏡片光圈細(xì)（偏負(fù)），則應(yīng)多磨削凹磨皿的中心部分。若凸凹對(duì)修，應(yīng)將凸在下，凹在上，擺幅要大，約為凹磨的1/2。鏡片光圈粗（偏正），則應(yīng)多磨削凹的磨皿邊緣部分。若凸凹對(duì)修，應(yīng)將凹在下，凸在上，擺幅要大，約為凸磨的1/3。在修凸的磨皿時(shí)，鏡片光圈細(xì)（偏負(fù)），則應(yīng)多磨削凹的磨皿邊緣部分。若凸凹對(duì)修，應(yīng)將凸在下，凹在上，擺幅要大，約為凹磨的1/2。 鏡片光圈粗（偏正），則應(yīng)多磨削凸磨皿的中心部分。若凸凹對(duì)修，應(yīng)將凹在下，凸在上，擺幅要大，約為凸磨的1/3。10,右擺40。七、影響拋光的因素拋光的結(jié)果好壞受許多因素影響：工件的粗糙度空氣的溫度及相對(duì)濕度空氣含塵量玻璃種類(lèi)零件大小1.零件與治具大小比列2.拋光劑的性質(zhì)3.工作軸轉(zhuǎn)速4.擺動(dòng)的頻率、擺幅及擺幅中心位置5.拋光面的溫度、壓力6.拋光劑的輸入量及溫度八、拋光劑（研磨粉）的影響研磨粉對(duì)不同類(lèi)型的光學(xué)材料,或光學(xué)材料相同但表面質(zhì)量要求不同的光學(xué)零件有著不同的影響。研磨粉的不同制法和不同的工藝處理，以及它的物理性能，對(duì)研磨效率有很大的影響，不同制法的氧化鐵其結(jié)晶結(jié)構(gòu)不同，其研磨能力不同； 不同制法的氧化鈰，其研磨效率不同, 相同制法而得的研磨粉，經(jīng)過(guò)燒制工藝處理后,其研磨能力比未經(jīng)過(guò)燒制工藝處理的高。 研磨粉顆粒的硬度應(yīng)與玻璃的硬度、研磨皮的硬度、研磨壓力等相適應(yīng)。硬度太大會(huì)在玻璃表面產(chǎn)生擦痕，硬度太低會(huì)將低研磨效率。 （1）研磨液的濃度 對(duì)于氧化鐵（紅粉）研磨液，采用氧化鐵與水的重量之比為1：3 1：4。對(duì)于氧化鈰（黃粉、白粉）研磨液，采用氧化鈰與水的重量之比為1：5或 稍稀。研磨液的濃度與理想值不符，將導(dǎo)致研磨效率的降低。 當(dāng)濃度過(guò)高時(shí)，研磨效率反而降低，因?yàn)樗坎蛔悖瑢?dǎo)致熱量難以散發(fā)。 過(guò)多的研磨粉堆積在玻璃表面上，研磨壓力不能有效地?fù)]作用。當(dāng)濃度過(guò)低時(shí)，則表面溫度下降，同時(shí)減少微小切削作用。（2）研磨液的供給量在一定工藝條件下，使研磨效率最高所需的研磨液用量，為研磨液的適中量。研磨時(shí)保持適中的研磨液供給量。 拋光液參數(shù)液溫低易起劃痕，過(guò)高易使拋光層變形，一般控制在3038之間，流量為9001000L/min ，PH值為39。研磨液供給量太小，不利于機(jī)械磨削和散熱；研磨液供給量過(guò)大時(shí)，則表面溫度下降，不利與化學(xué)作用，同時(shí)使吻合度變差。 （3）研磨液的PH值 不同類(lèi)型的光學(xué)玻璃對(duì)研磨液的PH值要求不同的。一般情況下氧化鐵研磨液為中性（PH=7）；化鈰研磨液略偏酸（PH=66.5）為好用。光學(xué)研磨中，添加在研磨液中能夠改變研磨工藝性能的物質(zhì)，稱(chēng)為添加劑。使玻璃穩(wěn)定，減少對(duì)腐蝕的敏感，從而進(jìn)一步改善光學(xué)表面質(zhì)量的，稱(chēng)為穩(wěn)定劑。 添 加 劑對(duì)氧化鐵研磨液，能提高研磨效率和改善光學(xué)表面質(zhì)量的添加劑：硝酸鋅Zn(NO3)2、硫酸鋅ZNSO4、氯化鎳NICL3、氯化鐵FECL3等。對(duì)于氧化鈰研磨液，能提高研磨率和改善光學(xué)表面質(zhì)量的添加劑：硝酸鈰銨（NH4）2CE(NO3)6、硫酸鋅ZNSO4。添加劑的加入量不是任意的，每一 種添加劑對(duì)于不同品位的拋光粉， 不同類(lèi)型的光學(xué)玻璃都有其理想的 加入量。影響表面光潔度的因素鏡片邊緣有砂眼一種是因?yàn)榧?xì)磨后光圈高（正），當(dāng)中間已拋亮?xí)r，邊緣尚有砂眼，另外，當(dāng)鏡片發(fā)生“走動(dòng)”時(shí)，也會(huì)引起邊緣有砂眼。鏡片中間有砂眼另一種是因?yàn)榧?xì)磨后光圈低得太多，邊緣已拋亮中間尚未拋到，鏡片“走動(dòng)”也會(huì)有可能造成鏡片中間有砂眼。鏡片表面有粗砂眼則往往是細(xì)磨不充分所造成。拋光過(guò)程中有時(shí)會(huì)在鏡片表面產(chǎn)生油斑似的東西，這與玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性、拋光粉的性能、拋光模得到吻合情況有關(guān)，可以在拋光粉懸浮液中加少量硫酸鋅加以消除（約每升6克）。 在用原器（樣板）檢驗(yàn)鏡片表面光圈時(shí)，如果沒(méi)有仔細(xì)地將原器（樣板）和鏡片表面擦干凈，也容易使鏡片表面受到損傷。九、 研磨皮及選擇拋光模：聚氨酯（聚氨基甲酸乙酯），按使用的原料不同，分為聚醚型和聚酯型。但當(dāng)配料和制模工藝稍有偏差時(shí) ，性能差異則很大。研磨皮（拋光模）由于不同的聚氨酯拋光材料吸水性不同，達(dá)到吸水平衡的時(shí)間差別很大，所以，在修模前應(yīng)把拋光模放在拋光液中浸泡，達(dá)到吸水平衡后再修模否則，會(huì)引起拋光模的面形變化； 使用后應(yīng)浸泡在拋光液中，否 則，由于水份蒸發(fā)，造成面形變化，再次使用時(shí)會(huì)降低拋光模鏡片的吻合性。聚氨酯拋光模必須與光學(xué)玻璃的牌號(hào)、氧化鈰磨粉的規(guī)格,相互匹配好。拋光模的選擇 1.太厚，則硬度太小，容易變形、加工的零件易塌邊；2.太薄，又使拋光模與鏡片的吻合性不好，零件表面易產(chǎn)生劃傷。十、傳統(tǒng)加工要求拋光膠的選擇拋光膠的硬度對(duì)拋光工作能否順利進(jìn)行是十分重要的，當(dāng)單位面積的壓力大及轉(zhuǎn)速快、室溫高時(shí)，拋光膠選用硬些；相反，則選用軟些的。拋光直徑大的鏡盤(pán)所用拋光膠應(yīng)選擇軟一些。拋光膠硬度是否合適，可根據(jù)拋光一段時(shí)間后，拋光模層表面情況確定。在掠射光下，當(dāng)拋光模層表面有些微微的發(fā)亮，膠層顏色同拋光粉相近，則硬度較合適；當(dāng)拋光模層表面發(fā)毛時(shí)，則膠層太硬；當(dāng)拋光模層表面發(fā)亮呈油光的瀝青色時(shí)，則膠層太軟。另一種方式：用小刀在拋光模層表面劃出淺槽后的變化情況，當(dāng)拋光膠太軟時(shí)，淺槽很快被磨平。十一、計(jì)算公式每圈張貼數(shù)計(jì)算：an=A+（n-1）ran：為第n次圈上的工件數(shù)A：為最內(nèi)第一圈的工件數(shù)，它一般是3件或4件、1件R:為常數(shù)6，即每圈件數(shù)（62 ）N:為第幾圈例：a9=3+(9-1)*6 =3+8*6 =3+48 =51張貼9圈，在第9圈上可貼51個(gè)鏡片整體張貼數(shù)計(jì)算：Sn=n1+r/2n(n-1)Sn=3D/4dnd2DD:為治具的直徑d:為零件直徑加2Sn為各圈零件的總數(shù)S9=9*3+6/2*9*(9-1) 3*144/4*(6+2) =27+27*8 =3*20736/4*64 =27+216 =62208/256 =243 pcs =243pcs鏡片直徑為6;治具直徑為144;張貼9圈合計(jì)243pcs張貼量計(jì)算；d1179R只能單件1.035Rd1179R可三件d1.035R可四件D/R比越小越易用多件。0.7d/R0.78六件，中一外五0.66 d/R0.7七件，中一外六0.6d/R0.66十一件，內(nèi)三外八0.55d/R0.6十三件，內(nèi)四外九當(dāng)用。=arcSin（b/2R）表示時(shí)半張角都在 30以上,b表示零件口徑的一半 。半張角R表示零件被加工面的曲率半徑此時(shí)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行凸、凹面的磨皿口徑對(duì)比量、磨皿偏轉(zhuǎn)角度、磨皿與零件的相對(duì)轉(zhuǎn)速、磨削壓力等參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。 深度H=RR-（D/2）（+凹 -凸）凹型參照值大于設(shè)計(jì)值H取負(fù)相反取正 凸型參照值大于設(shè)計(jì)值H取正相反取負(fù)R為曲率半徑、D 為直徑、 計(jì)算開(kāi)發(fā)新機(jī)種之曲率半徑、邊厚差等都可以參考H為球冠的高度或深度H=RR-（D/2）（+凹 -凸）雙凸 TC-H1-H2一凹一凸 TC+H1-H2 雙凹 TC+H1+H2 （H1為R1面深度）（H2為R2面深度）（ TC為中心厚度）原器值（光圈條數(shù)）與圖面設(shè)計(jì)值計(jì)算： R=N*0.00055*（2R/D） N ： 光圈條數(shù)R:標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)值（曲率半徑）D:原器為有效口徑（鏡片為毛坯直徑、定心為成品有效徑）R：公差值切削角度公式：Sina=D/（2*(Rr) ） D=2 Sina(Rr)D:砥石的直徑 R:零件的曲率半徑 a:砥石的傾斜角 一般傾斜角可選取3543之間r：砥石的端面圓弧半徑 平面磨皿口徑（直徑）與鏡盤(pán)口徑（直徑）的關(guān)系（磨皿在下）為Dm=（1.11.3）Dj； 當(dāng)Dm/ Dj的數(shù)值越大，單位時(shí)間內(nèi)的磨削量越大，反之則小。當(dāng)Dm/ Dj和其他工藝因素恒定時(shí)，擺幅越大，單位時(shí)間內(nèi)的磨削量越大。為保證均勻磨削，必須使Dm/ Dj與擺幅很好匹配，即Dm/ Dj大時(shí)，擺幅要大，反之相反。粗磨皿覆蓋比計(jì)算：P=Z ( /2)/(2RH)P=Z /(8RH)：鉆石直徑 H：球冠高度 R：鉆石曲率半徑十二、光圈的識(shí)別光圈的形成：拋光后工件的面形精度通常是用光學(xué)樣板來(lái)檢驗(yàn)，樣板和工件接觸時(shí)曲率半徑大小的差異，反應(yīng)為兩接觸面間空氣隙的大小。當(dāng)兩接觸表面存在微小的空氣隙時(shí)，光線(xiàn)通過(guò)該兩表面進(jìn)行反射或透射，兩束反射光相干涉的結(jié)果形成干涉條紋，稱(chēng)之謂光圈。1.在拋光加工中,正確地判斷光圈的粗細(xì)程度及局部誤差的性質(zhì),對(duì)于修改工件面形誤差是非常重要的。2.粗光圈:樣板與工件中心接觸，條紋從中心向邊緣擴(kuò)散。3.細(xì)光圈:樣板與工件邊緣接觸，條紋從邊緣向中間收縮。光圈（失高）檢查方法光圈的檢查可以用：千分表、貼皿、原器來(lái)檢測(cè)，不管用哪一種方式，后道工序一定要與第一道工序一致。原則是：前道要符合后道要求，應(yīng)在0.03以?xún)?nèi)。用千分表切削粗磨精磨（拋光）-10-6 -50用貼皿切削水跡粗磨精磨（拋光）-10-6（2/3） -50修整措施使用聚氨酯拋光模面形常出現(xiàn)的問(wèn)題(1)光圈橢圓與局部不規(guī)(2)光圈花，干涉條紋帶鋸齒狀(3)光圈中心高或低光圈橢圓與局部不規(guī)在拋光模修得比較規(guī)則的前提下，主要是治具與非拋光面吻合性不好，或治具夾持零件過(guò)緊，或是零件不圓。在拋光過(guò)程中，研磨桿擺動(dòng)到拋光模中間或邊緣，治具旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)相差不多，如果相差很多，甚至有停滯現(xiàn)象，光圈會(huì)出現(xiàn)橢圓。光圈“花”，干涉條紋帶鋸齒狀主要是拋光模面形不規(guī)則，在修正時(shí)用力過(guò)重。在室溫很冷的情況下，拋光需加溫至30左右。光圈中心高或低研磨桿擺動(dòng)偏中心，光圈中心會(huì)變高；研磨桿擺動(dòng)偏邊緣，光圈中心會(huì)變低。零件光圈有很細(xì)的塌邊（邊緣R值）那是聚氨酯拋光模的弱點(diǎn)，聚氨酯拋光模有一定的彈性，零件受壓后，壓到的部分與壓不到的部分聚氨酯拋光模的彈性不一樣，壓不到的部分聚氨酯拋光模高出壓到的部分，促成零件塌邊。光圈修整措施在改光圈的過(guò)程中，最重要的是先要知道所用的拋光模的特征和造成光圈不好的原因及其變化規(guī)律。這樣就可根據(jù)光圈的不同情況，進(jìn)行修整拋光模和調(diào)整擺幅、位移、轉(zhuǎn)速等。例如：在拋光凸鏡片時(shí)，若拋光皮彈性太強(qiáng)（軟），就容易出現(xiàn)中間部分凹下去和邊緣塌邊。這是因?yàn)殓R片和拋光模之間摩擦力的合力著力點(diǎn)和頂點(diǎn)著力點(diǎn)之間有一定距離，由于力矩作用，使拋光模發(fā)生徑向流動(dòng)。如果拋光模在上方，流動(dòng)方向是向心的，結(jié)果使中間部分凸起，在鏡片中間磨成一個(gè)凹穴。鏡片邊緣塌邊，是當(dāng)拋光時(shí)擺動(dòng)到鏡片邊緣，拋光模表面與鏡片邊緣接觸部分，因受壓力產(chǎn)生較大變形，而鏡片露出部分沒(méi)有變形，并高于變形部分，因此，當(dāng)再擺向中心時(shí)，鏡片邊緣碰到未變形的凸出部分而產(chǎn)生多磨，結(jié)果形成塌邊。修改的方法首先是更換合適的拋光皮，拋光模直徑比鏡片直徑小一些（拋光模在上），同時(shí)在拋光摸中心開(kāi)槽和邊緣修刮，擺幅中等，擺速稍慢。但有時(shí)相同的面形卻有不一樣得到情況。如同樣是中間凹穴，邊緣塌邊的面形，有時(shí)可能由于改低得很多的光圈時(shí)，邊緣磨削量太大即所謂改得“太急”了，結(jié)果形成邊緣塌邊和中間尚未“起來(lái)”。這時(shí)修改的方法可以將拋光模重新貼或少許刮一刮邊緣，擺幅和位移不要太大（鏡片在下）。另一種鏡面是中心和邊緣凸起，“中腰”凹下去，形成所謂“山”字形。當(dāng)中間凸起的拋光模在上，并對(duì)鏡片有位移時(shí)，是造成“山”字形面形的原因之一。此時(shí)，修拋光模應(yīng)該結(jié)合位移和擺幅大小一起考慮。當(dāng)位移調(diào)整為零且擺幅不大時(shí)，可以適當(dāng)?shù)匦迴伖饽Ｖ醒糠?。?dāng)鏡片在下，拋光模在上時(shí)，中腰的凹陷有時(shí)還與拋光模直徑太小有關(guān)。這時(shí)拋光模邊緣速度較大部分經(jīng)常與鏡片中腰接觸，造成中腰多磨損。修改光圈的辦法是換一個(gè)相對(duì)尺寸合適的拋光模和將擺幅增大一些。從以上分析來(lái)看，同樣的不規(guī)則情況而造成的原因可能不一樣。因此，要區(qū)別不同情況，采取不同措施，特別是要根據(jù)光圈變化情況，判斷出拋光模的面形，這樣，改光圈就能取得主動(dòng)權(quán)。十三、機(jī)床的選擇傳統(tǒng)研磨拋光機(jī)床種類(lèi)很多，形式各異。如S12、M8、UDA6、S6、S4及修皿機(jī)兩臺(tái)、（技研）腳踏修皿機(jī) 。球心研磨機(jī)床，如LP330、SSP6、MF2、光進(jìn)及仿光進(jìn)機(jī)臺(tái)。傳統(tǒng)研磨拋光機(jī)床，轉(zhuǎn)速不高于1800轉(zhuǎn)/分,一般轉(zhuǎn)速為700900轉(zhuǎn)/分；球心研磨機(jī)床，轉(zhuǎn)速為18003000轉(zhuǎn)/分。加工平面鏡盤(pán)時(shí)的機(jī)床選擇，一般機(jī)床的加工范圍為主，較少的考慮到平面鏡盤(pán)的大小。而加工球面鏡盤(pán)時(shí)的機(jī)床選擇，要考慮到機(jī)床的加工范圍、球面鏡盤(pán)的大小。 因大球面鏡盤(pán)需有較慢的轉(zhuǎn)速、擺速，較大的擺幅和較大的功率，而小鏡盤(pán)則相反。故加工大小不同的球面鏡盤(pán)就應(yīng)選擇相應(yīng)的機(jī)床。十四、機(jī)床的調(diào)整對(duì)于鏡片失高為0.85R時(shí)或半球，可取偏角15,擺幅4050,即左擺510、右擺3540比較合適。準(zhǔn)球心機(jī)床：（1）根據(jù)工件球面半徑，配上相應(yīng)高度的接頭（或治具），使球心與擺架的擺心重合。若不準(zhǔn)球心擺動(dòng)，會(huì)使壓力不均勻，使光圈難以控制。一是擺架的偏角;二是擺架的擺幅。這兩個(gè)因素的選擇對(duì)光圈影響很大。（2）松開(kāi)偏心盤(pán)（擺動(dòng)部位）的螺帽，調(diào)節(jié)擺架的擺幅，合適后擰緊螺帽。（3）改變擺架的擺動(dòng)位置時(shí)，松開(kāi)擺架各輔助鎖緊手柄（螺帽），調(diào)整擺架到需要的角度后，再緊固手柄（螺帽）。正確地調(diào)節(jié)擺幅是控制光圈的重要因素之一。對(duì)于半球或超半球的鏡片，一般可取偏角15,擺幅50,即左擺10,右擺40比較合適。工藝過(guò)程1.檢查弧線(xiàn)擺動(dòng)時(shí)的準(zhǔn)球心程度，拋光液在缸內(nèi)不得少于缸體積的3/4；2.調(diào)節(jié)好拋光液溫，檢查是否暢通無(wú)阻；3.按開(kāi)關(guān)，觀(guān)察機(jī)床運(yùn)行情況，調(diào)節(jié)拋光時(shí)間和拋光液的流量，開(kāi)空車(chē)1分鐘；4.調(diào)節(jié)好主軸轉(zhuǎn)速、擺臂擺幅、擺速，壓力，在拋光過(guò)程中按質(zhì)量情況可再進(jìn)行修正。同時(shí)應(yīng)按需要修、刮拋光模及視批量大小更換拋光液，以使拋光液保持清潔。機(jī)床的調(diào)整（4）裝上工件及模具，調(diào)節(jié)研磨桿的長(zhǎng)度，使之達(dá)到需要的壓力。傳統(tǒng)研磨拋光機(jī)床：（1）以機(jī)床主軸為原點(diǎn)將研磨桿向主軸外側(cè)（靠近操作者）和向內(nèi)側(cè)移動(dòng)時(shí)，都可以達(dá)到加大其與主軸的距離。但向主軸外側(cè)移動(dòng)研磨桿，上架擺動(dòng)的弧線(xiàn)距離加大，光圈變化速度比向內(nèi)側(cè)移動(dòng)時(shí)快些。（2）從法向分力的角度考慮，改變高光圈時(shí)宜輕，改變低光圈時(shí)宜重。機(jī)床調(diào)整是否正確是影響光圈不穩(wěn)定的主要因素。機(jī)床調(diào)整包括：轉(zhuǎn)速、壓力、鏡與工具的相對(duì)轉(zhuǎn)速、相對(duì)位移等方面。擺幅的大?。ㄡ槍?duì)上擺機(jī)床）擺幅越大，上面治具的中部與下面治具的邊緣會(huì)磨損較多，所以，擺幅的大小應(yīng)當(dāng)合適。對(duì)于球模來(lái)說(shuō)，上面治具擺動(dòng)的角度約為下面治具張角的0.40.55范圍內(nèi)。研磨桿的前后調(diào)整研磨桿的前后調(diào)整是指上面治具的中心偏離下面治具的中心，向著垂直于擺幅方向的位移，此位移量對(duì)于球面為00.4。主軸轉(zhuǎn)速與上擺轉(zhuǎn)速之比主軸轉(zhuǎn)得越快，下面治具的邊緣磨削較多，上擺轉(zhuǎn)速越快，上面治具的中心與下面治具的中心部分磨削較多。對(duì)于球面為12.5倍。十五、超聲清洗原理超聲波清洗光學(xué)零件的原理主要是：超聲場(chǎng)的空化作用與清洗液的化學(xué)作用。光學(xué)零件的表面污染包括：空氣中集聚的灰塵，由于靜電吸附而不易除去，更多的是固體粒子被油膜粘附在表面上，粒子與油膜可能為有機(jī)物質(zhì)，也可能為無(wú)機(jī)物質(zhì)；有時(shí)零件表面還出現(xiàn)由于局部發(fā)熱而形成的炭化膜層；有時(shí)零件還出現(xiàn)氧化膜層。將污染的光學(xué)零件放入超聲波清洗液中，液體中的超聲振動(dòng)，交變的壓強(qiáng)產(chǎn)生交變的壓縮與疏松振動(dòng)運(yùn)動(dòng)，即空化現(xiàn)象。清洗效應(yīng)有三種：1.強(qiáng)超聲波對(duì)污染表面的直接效應(yīng)是通過(guò)將動(dòng)量由運(yùn)動(dòng)液體直接轉(zhuǎn)移給污垢介質(zhì)粒子，使粒子產(chǎn)生振動(dòng)，附著力不強(qiáng)的粒子脫離表面，這是超聲波空化現(xiàn)象的清洗效應(yīng)之一。2.污染的微粒作為空化現(xiàn)象的核粒而促使空化中心的形成，壓強(qiáng)迅速變化而產(chǎn)生充滿(mǎn)氣體或蒸汽的空穴，而這些空穴的3.最終崩潰而產(chǎn)生了強(qiáng)烈的沖擊波，其壓強(qiáng)增大了幾個(gè)數(shù)量級(jí)，能使污染表面上固體粒子破裂而分離，這是空化現(xiàn)象的清洗效應(yīng)之二。4.粘附于零件表面的油膜能在超聲波空化現(xiàn)象的作用下微細(xì)地?cái)U(kuò)散于液體中，形成乳濁液，這是空化現(xiàn)象的清洗效應(yīng)之三。至于清洗液溶解污染介質(zhì)的能力顯然也起著重要的作用。在實(shí)際清洗過(guò)程中，幾種清洗效應(yīng)是同時(shí)發(fā)生、交錯(cuò)進(jìn)行的。為了提高清洗質(zhì)量，必須合理選擇超聲波的功率和頻率、清洗劑種類(lèi)、液溫及清洗機(jī)的工作過(guò)程。影響清洗的因素1.清洗工藝的技術(shù)關(guān)鍵：光學(xué)玻璃經(jīng)過(guò)清洗后能否達(dá)到表面不留任何油污，污跡，表面光滑，水膜完好！2.影響清洗后玻璃質(zhì)量的因素及相應(yīng)的解決方法（1）玻璃本身的質(zhì)量及被污染的情況，主要為：表面有霉點(diǎn)，氣泡，劃傷等，在機(jī)械處理中，如：研磨，擦試，測(cè)應(yīng)力時(shí)，人為導(dǎo)致的污染情況不一；（2）清洗劑的選擇其能動(dòng)及溫度，水質(zhì)；國(guó)際上應(yīng)用最廣的清洗劑為CFC-113，四氯化炭，1-1-1三氯乙烷（簡(jiǎn)稱(chēng)ODS）等，此類(lèi)清洗劑對(duì)臭氧層有破壞，屬于非環(huán)保性清洗劑；我們采用非ODS的水類(lèi)堿性清洗劑，主要由水，堿，表面活性劑，防銹材料組成，化學(xué)式C3H8，具有側(cè)鏈的環(huán)狀烯烴，具有較強(qiáng)的溶油能力；特點(diǎn)：低毒，不燃，清洗成本低等特點(diǎn)；（3）溶液的濃度直接影響清洗度的大?。煌ǔＧ逑匆旱腜H值一般在8.5-12之間，若PH值大于10，側(cè)表面活性物質(zhì)作用要削弱，當(dāng)PH值大于12時(shí)，側(cè)清潔度下降。在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)當(dāng)溶液濃度過(guò)大，超過(guò)15%，清洗效果不好，不易漂洗，而濃度約為4%-7%時(shí)，側(cè)清洗效果較佳。 （4）溶液溫度及浸泡時(shí)間也同樣影響去污效率；當(dāng)溫度上升，溶液的反應(yīng)速度也上升，污染物的粘度下降，便于污染物脫離，但溶液的穩(wěn)定度下降。實(shí)際發(fā)現(xiàn)溶液溫度50度，浸泡30分鐘后，清洗效果最好！第一個(gè)可能是因?yàn)樗|(zhì)的原因，霧狀如是水跡；脫水不完善，沒(méi)洗干凈或去離子水沒(méi)達(dá)到要求所致；