高精密平面光学零件加工工艺

高精密平面光学零件加工工艺
高精密平面光学零件加工工艺

河南工业职业技术学院

Henan Polytechnic Institute

毕业设计

题目高精度平面光学零件加工工艺系别光电工程系

专业精密机械技术

班级

姓名

学号

指导教师

日期

毕业设计任务书

设计题目:

高精密平面光学零件加工工艺

设计要求:

1.熟悉高精度平面光学零件加工的工艺,达到图纸的设计要求。

设计任务:

1.画出高精度平面光学零件加工原理图;

2.根据图纸要求选用合适的加工方法;

3.写出详细毕业设计说明书(10000字以上),要求字迹工整,原理叙述正确,会计算主要元器件的一些参数,并选择元器件。

设计进度要求:

第一、二周:收集选题资料;在图书馆查看书籍,在实践中听取师傅的教导,在网上查找各类相关资料尽量使资料完整、精确。

第三、四周:熟悉相关技术,将收集到的资料仔细整理分类,及时与导师进行沟通。将设计的雏形确立起来

第五、六周:根据毕业设计格式确定、撰写毕业设计;

第七、八周:准备答辩

指导教师(签名):

摘要

光学平面零件是指由光学平面作为工作面的光学零件。它包括平晶、平行平板、平面反射镜、光楔、滤光片及棱镜等。由两个互相平行的光学平面构成的光学零件系统称为平行平板。

通常以平面光学零件的面形精度和角度精度来衡量平面制造的精度,并以此将平面光学零件区分为高精度零件、中精度零件和一般精度零件。

平面面形精度为N=o.5~o.1,△ N=o.1以上;角度精度为20〞~ 5〞以上的零件,称为高精度平面光学零件。属于这类的光学零件有平面平行零件、平面样板、棱镜、多面体等。高精度平面的抛光除需要很好地解决加工中的装夹变形、热变形、应力变形、重力变形等问题外,还应采用先进的加工技术和精密的测试手段。

这篇设计主要介绍,高精度平面零件的加工过程,指出加工过程中存在的问题,总结经验以及所得到的体会。

关键词::平面零件、加工要求、抛光、精度

目录

毕业设计任务书 .............................................................. I 摘要 ................................................................... I I 目录 .................................................................. I II 1 绪论 .. (1)

1.1 范成法形成平面 (1)

1.2 轮廓复印法或母板复制法 (1)

1.3 小工具修磨法 (1)

2 铣磨成型光学平面元件 (2)

3. 光学平面的磨削、研磨 (3)

4 光学平面的高速精磨 (4)

4.1 平面高速精磨机 (4)

4.1.1 PJN一320平面高速精磨传动系统(如图4.1) (4)

4.1.2 N一320平面高速精磨机气路系统 (5)

4.1.3 PJN一320平面高速精磨机电路系统 (5)

4.1.4 PJN一320平面高速精磨机技术参数 (5)

4.2 平面精磨用镜盘特点 (5)

4.3 高速精磨用平面金刚石磨具 (6)

4.4 工艺因素对平面高速精磨的影响 (7)

4.4.1 加工时间对表面粗糙度的影响 (7)

4.4.2 主轴转速对表面粗糙度的影响 (8)

4.4.3 压强对表面粗糙度的影响 (8)

4.4.4 冷却温度对表面粗糙度的影响 (8)

5. 高精密平面光学零件的抛光 (10)

5.1光胶法[]8 (10)

5.2分离器法 (12)

5.3环式连续抛光法[]4[]9 (13)

5.3.1高速环型抛光法 (13)

5.3.2低速环型抛光法 (14)

5.3.2.1低速环抛法的原理 (14)

5.3.2.2低速环型抛光法的工艺参数及工艺装备 (15)

5.3.2.3K17的作用 (16)

5.3.2.4制胶与制模工艺 (17)

5.4碳氟塑科抛光模[]10 (18)

6 高精度平面光学零件的检验 (20)

6.1平面面形偏差的无参考面干涉法测量 (20)

6.1.1三平面互检法 (20)

6.1.2四平面互检法 (20)

6.2激光平面干涉仪测量 (21)

6.3棱镜干涉仪测量 (23)

6.4数字波面干涉仪检验 (25)

7 结论 (29)

致谢 (30)

参考文献 (31)

1 绪论

平面面形精度为N=o.5~o.1,△ N=o.1以上;角度精度为20〞~ 5〞以上的零件,称为高精度平面光学零件。属于这类的光学零件有平面平行零件、平面样板、棱镜、多面体等。高精度平面的加工除需要很好地解决加工中的装夹变形、热变形、应力变形、重力变形等问题外,还应采用先进的加工技术和精密的测试手段。为了达到高精度与高效率,采用技术方法很多,有铣磨、精磨、研磨、抛光、分离器抛光、环抛、水中抛光、单点金刚石飞切(SPDFC)、计算机机控制小工具抛修(CCP) 、离子抛光等等。从机理上考察,可以归纳为三类基本方法

1.1 范成法形成平面

特点是依靠机床的精确运动形成平面包络面,对机床精度要求高.如用筒状金刚石磨轮铣磨平面,按正弦公式当α=0时,R=∞范成了片面(生产上为了排屑排冷却液方便, α有一个小量,表面微凹)。单点金刚石飞切也是依靠高速旋转的轴与飞刀作直线运动的工作台垂直而范成了平面.工具与工件的加工接触为线接触。

1.2 轮廓复印法或母板复制法

这种复制法与光栅复制法不一样,在复制过程有磨削研磨、抛光过程。采用精磨模、抛光模(固着磨料抛光模与柏油抛光磨)加工的均属于这一类.工具与工件的接触为面接触。

1.3 小工具修磨法

计算机控制抛光(CCP)离子束抛光与手修属于这一类,逐点抛修,边检边修,精度可以很高,对局部修正非常方便.工具与工件的接触为点接触。

2 铣磨成型光学平面元件

我国QM30、PM500、XM260研磨机直到NVG-750THD型双轴超精密平面磨床等大型平面铣磨机利用范成法原理高效铣磨出平面,而且可以采用适当的金属夹具,将角度修磨变为平行平面的铣磨.机床磨轮轴与工件的平行度、轴向经向跳动影响棱镜的角度精度.铣磨成型是光学平面元件毛胚加工的主要技术方法之一。

3. 光学平面的磨削、研磨

重点在于加工出高精度光学表面面型(N、△N),磨削、研磨与抛光的运动形式很多,但其特点是一样的,光学平面精度的获得不主要依靠机床的精度,而主要依靠母板的精度的传递,应该重点研究与把握三个机理。

1、轮廓复制法

2、母板的产生、保持与修复

3、三块平面的对磨与修正

平面精磨模要用金属平磨来修磨,金属平模就是母板,低速环抛机的校正板是母板,高速环抛机的聚氨酯抛光盘修正好后也成了母板.母板最原始最基本获得的办法是三块平模的对磨与相互修正.研磨(精磨)与抛光过程就是母板的精度的保持、破坏与修复过程.精磨模、聚氨酯抛光模与固体磨料抛光模接近刚体,比较好满足抛光方程要求,所以母板面型保持的时间长,适合高效加工要求。柏油抛光模塑性大,不满足抛光方程要求,柏油模在抛光过程一直处于破坏与修复过程,是古典抛光的特点,效率低,精度高,并且表面粗糙度好。

4 光学平面的高速精磨

4.1 平面高速精磨机

PJN一320平面高速精磨机用于精磨平面镜盘。

4.1.1 PJN一320平面高速精磨传动系统(如图4.1)

图4 .1 PJN一320平面高速精磨传动系统图

1—电机2、3—三角带轮4—手轮5—变速箱6、7—三角带轮8—主轴9—电机10、1—1三角带塔伦12—减速器13—手轮14—偏心盘15—连杆16—摆轴17、18—丝杆螺母19—手轮20、21—齿轮齿条22—气缸23—压力球头。

(1) 主轴传动主轴电机1经一对三角带轮2、3至六级变速箱5,从而使变速箱的输出轴得到六级转速,A变速箱三角皮带轮6、主轴三角带轮7使主轴8得到六级转速。变速箱的变速通过两个手柄调节来实现。

(2)摆轴传动由电机9,经一对三角带塔轮10、11,传动蜗轮蜗杆减速器l 2,出减速器输出轴上的偏心盘14经连杆l 5传动摆轴l 6,使压力头以20或1

30

min

作左、右摆动.压力头与主轴磨盘的距离高低由内丝杆螺母17.18手动调节.压头力前后位置可由手轮19齿轮齿条20、21调整。

4.1.2 N一320平面高速精磨机气路系统

PJN一320平面高速精磨机由气缸实现加压,同样地采用初比同样地采用初压、高压好和低压三个阶段,所以气路系统的原理图与球面高速精磨机的气路图十分相似。

4.1.3 PJN一320平面高速精磨机电路系统

工件轴的转动、摆轴的摆动、初压、高压、低压等各程序均由电路系统控制,从原理上讲与球面高速精磨机的电路系统原理图没有什么原则区别。

4.1.4 PJN一320平面高速精磨机技术参数

表4-1 PJM-320平面高速精磨机技术参数

4.2 平面精磨用镜盘特点

1、平高速精磨采用刚性上盘时,以粘结而为基准,从粗磨开始上盘,要注意工件的厚度公差,也即与铣磨机的轴向基准配合合理。同时,菊花纹、凸包、非球面度要远小于精磨的加工余量。

2、假如平而高速精机的压力头是不能转动的死顶针,则顶针与胶平模间的连接处,要有一个要有一个径向推轴承,用以减少顶针与胶平模的摩擦,使运动平稳。

3、顶针的着力点应尽量接近被加工表面。

4胶平筋应该带有筋,保证镜盘刚度。

4.3 高速精磨用平面金刚石磨具

平面金刚石磨具的基体一般随平面高速精磨机同时购入,所以,不用自行设计。平面精磨模与主轴的联接一般分两种情况,一种为法兰盘联接,刚性好些,但磨盘基体与法兰盘的接触面必须刮研得好,否则精密盘夹紧后,共加工面可能会有变形;另一种为锥度定位,螺纹联接。

平面精磨盘的设计主要是精磨片在磨盘上的分布。平面精磨盘上精磨片的分布原则是使精磨片均匀磨损,保持各精磨片在磨损过程中磨损量相等,既能保证平面精磨盘使用过程中光圈稳定。令平面精磨盘上精磨片按同心圆排列,并精磨盘安装在主轴上作主运动。则当精磨盘转动一圈时,第i 行的精磨片在接触范围内单位面积的平均磨损量为i h 则

i ij i T V N A h = 式中i N 是i 行精磨片在接触范围内的平均压强,如公式(7—72)所示;可,

i V 是i 行精磨片的平均相对线速度;

i V 为i 行精磨片在精磨盘转一圈中在接触范围内的磨削时间。

当上盘在加工中不摆并随动的话,在接触范围内的相对线速度是各点相等的。若令i V 任意点i 的相对线速度,则

21ωωe e V i ==

式中1ω、1ω分别表示下盘、上盘的角速度,e 为上下盘间的偏心距。

i N 实

际上为两

mc N 随不同

相对半径处的mc N 如图

4.2所示,r

为相对偏心

距,从图4.2

可以看到,

随着r 加大,边缘部分的

P

mcR 21N 越来越大,

磨盘中心部分的值 越来越小,甚至为

负值。假如采用大的r 值,上盘加工时不摆,这时,平面精磨盘的中心部位应该不分布精度片。

1

2ωθi i T = 式中1i θ是i 上精磨片被上盘所覆盖的中心角的一半;1ω为磨盘的角速度。

i i i N eA h θ2=

若各行精密片的i h 面都相同,则精磨盘光圈不变。由于2eA 对于同一精磨盘加工来说是常数,所以,精磨片的分布,应保持各行的面i i N θ值相等。

4.4 工艺因素对平面高速精磨的影响

平面高速精磨的特点是磨去量不容易提高,在目前各种平面精磨机技术参数的变化范围内,磨去量的变化并不太大.下面主要叙述工艺因素对玻璃表面粗糙度的影响。

4.4.1 加工时间对表面粗糙度的影响

镜盘初始表面用320﹟金刚砂研磨,然后在PJM —320平面高速精磨机上,以初压延时

压延时、低压延时分别为6s 、18s 、3s 为一个加工单位时间,加工后测一次表面粗糙度,以四个不同的精磨盘分别做实验,所得结果如图4.3所示.

4.4.2 主轴转速对表面粗糙度的影响

用两个不同精磨片的精磨盘1—4号和2—2号在5~20 m/s 边缘线速度范围内加工,玻璃表面的粗糙度R a 随主轴转速的提高而下降,如图4.4所示,这是由于主轴转速起高,每一颗金刚石在玻璃表面所定的轨迹超密,而磨去量并不增加多少所造成的。

4.4.3 压强对表面粗糙度的影响

用两个不同的精磨盘2—2号和3—3号,在()pa 5104~1?的压强范围内,玻璃表面粗糙度Ra 但随压强的增加而下降,如图4.5所示,

4.4.4 冷却温度对表面粗糙度的影响

如图4.6所示,玻璃表面粗糙度受冷却液温度的影响,在25~26℃范围内,温度升高,R a 值略有下降。

图 4.3 加工时间对表面粗糙度的影响曲线 图

4.4主轴转速对表面粗糙度的影响

BaK7; 320﹟; ()pa 41052~15? 1min 22-;24s —72s —12s 2%F68;25℃;20 I/min

在PJM —320平面高速精磨机上的摆次只有两种,即1min 22-和1min 32-,这两种摆次对精磨磨去量和Ra 值的影响均较小。

浓度在2%一5%范围内的F68冷却液对平面精密磨去量和Ra 值的影响也较小。

5. 高精密平面光学零件的抛光

5.1 光胶法[]8

光胶法是利用光学表面间分子吸力来装夹工件。

平面零件的光胶是将已经抛光一面的工件1胶到平面光胶垫板2上,如图5.1所示。由于依靠分子吸力装夹,并且接舱面问没有胶层和光胶垫板的两表面严格平行,因此,工件的装夹变形小,可以加工出平面度好,两表面严格平行的平面零件。 工件光胶面的光圈必须很好,光圈不好,不仅光胶不单,而且两面的光圈要相互影响。即光胶面为低(高)光圈,则下盘后,加工面的光圈变高(低)。

光胶垫板可用K9或BaK7玻璃制作,

其精度由被加工件的精度决定。通常光波

面的平面度N =o .2~o .5,△ N=o .1,

表面疵病等级B =II ~III ,不平行度

5''=θ其直径与厚度之比以不使光胶垫

板产生变形为难。 特别薄的平面零件,在加工第一面时

应增大毛坯的厚度,第一面抛光合格后,

将其光胶到光胶垫板上,先磨去增厚的尺寸,再精磨到所要求的尺寸,最后抛光到平面度和平行度符合要求。

棱镜的光胶是将棱镜的抛光表面与夹具结合在一起.或两个棱镜的抛光表面结合在一起,使夹具的工作角度与棱镜的被加工角度组成180°角,把角度加工转换为平面加工,如图5.2所示。

棱镜上与夹具光胶的面是定位基准。因此,棱镜的角度精度由夹具的精度保证,只要夹具的工作角度十分精确和光胶的平面度符合要求,则与其成补角的棱镜被加工角度也能加很精确。一般情况下,角度精度可达2〞~ 5〞,平面度N =o .1。

图5.1平面光胶示意图

1—平面零件2一光胶垫板3一粘结胶4

—粘结平板。

加工直角用的光胶夹具是立方体和长方体。利用长方体和光胶垫板可进行成盘加工,从而提高加工效率。

立方体和长方体可用K9或BaK7玻璃制成,其精度由被加工件的精度决定。通常,它们上、下两表面不平行度θ应不大子2〞,用光胶棱镜的工作面与上、下两表面间的夹角为90°±2〞,下表面和工作面的面形精度为N =o .5~o .1,△ N=o .1,表面疵病等级B =II ~III 。

对于屋脊角不符合要求的,可将屋脊角成对光胶,或是手修或是利用分离器加工。光胶时屋脊角的偏差必须符号相同、数值相近,如图5.3所示。。

对于其他高精度的角度同样可以利用夹具工作角度与棱镜被加工角度互补的原理进行光胶加工。例如,棱镜45°角的光胶加工,可用45°光胶体,如图5.4所示。其上两个光胶面应与底面(测量基础)成45°±2〞,上、下两表面不平行度θ不大于2〞。

图5.2棱镜的光胶加工法

(a )立方体加工; (b)长方体加工。 1—立方体2一长方体3一棱镜;4一光胶垫板5一光胶操作时用垫扳。 图5.3屋脊角的光胶法加工 图5.4棱镜45°角N 光胶法加工

5.2分离器法

分离器是一块只有若干个圆孔(少数为方孔)的工作面,平面度很好的玻璃平板,它主要用于平面零件、平面平行零件的抛光,也可用于棱镜的抛光。

,厚度约为直分离器的直径视平面工件的大小而定,一般为由mm

280—

360

径的1/10.分离器根据工件的大小、形状制成多孔或单孔、圆孔或方孔。多孔式分离器孔的总面积(包括散热孔)应为分离器面积的I/4~1/3,单孔式分离器孔的面积应为分离器面积的1/4。孔在分离器上分布不应中心对称,并不得位于中心处。孔的直径要比工件直径大10~15%。分离器的材料应是内应力小、膨胀系数小的玻璃。

分离器加工可以获得高精度平面的原因;

(—)大直径分离器的良好平面度保证了抛光模的平面度,而且小直径工件处于分离器中最容易抛光好的部位,所以工件能够获很高的平面度。

(二)工件除随分离器转动和摆动外,本身还作自由运动,工件加工面上各点均做轨迹复杂的运动,各点的磨耗趋于相等。

(三)加工中工件的受力点低,减少了颠覆力矩的作用,较好地克服了塌边。另外,可以根据需要增减外加荷重,有效地修正光圈及角度偏差。

(四)比成盘加工消除了装夹变形,比手工抛光消除了手的温度影响,有利于提高加工精度。

分离器加工时,如图5.5抛光模4随主轴旋转,分离器5由上架机构带动而驱使位于孔中的工件6进行抛光。为使分离器在抛光模上运动更加平稳,易于控制光圈,图5.5为采用“蟹钳式”摆动架带动分离器工作。

平面零件一般用普通抛光法抛光到l ~2道光圈后,便可放入分离器内进行精抛光。抛光模直径比分离器大20~30%,抛光柏油应较硬、柏油层应较薄,以减少抛光模的变形。为防止过大的吸附力,便于抛光剂在模上均匀流动和储存,并使抛光模的中央和边缘部位的温度在抛光过程中尽可能一致,和有利于保持正确的面形,在抛光模上划有10310~20320mm 的方格网槽,同时方格位置不应与抛光模转动中心对称,以免运动轨迹周期性重复而引起零件表面的局部偏差。机床主铀转速为1~15r/min ,偏心轮转速为1.5~20r/min ,摆幅不宜过大。

分离器法加工的优点是:加工精度高,而且稳定,减轻了劳动强度,提高了加工效率。但由于分离器比工件大得多,尤其当工件尺寸很大时,分离器的尺寸相应地增大得很多,所以大分离器的制造十分困难。

5.3 环式连续抛光法[]4[]9

5.3.1 高速环型抛光法

HPM60、80、100及JP650型环型抛光机的抛光盘直径为600、800、1000及600mm. 工件可以为平面,也可以为棱镜组合光胶镜盘或金属夹具组合棱镜镜盘.由于HPM 机图5.5“蟹钳式”分离器法加工

1一支架2一橡胶滚轮3一调节螺钉;4一抛光模;5一分离器6—平面零件。

型采用变频调速,软启动,软停止,运动平稳,低噪音使用更为方便。

这类机床的工作原理也是母板复制法,要求底盘具有高的平面性,工作盘有时常修正环或分离器,主轴转速高15-85rpm ,通常用聚酸脂抛光片加抛光悬浮液抛光.显然修好聚酸脂光盘的平面性是一个关键,可以用平面金属模来修正也可以用金属修正环来修正,这种方法是中等精度的高效加工方法.

5.3.2 低速环型抛光法

高精度的平面(如平晶或薄型平面)适合用低速环型抛光法。这种方法也是母板复制法,由于工作母板(柏油抛光盘)具有可塑性,是边抛光边修正的,校正板起保持与修正作用,而速度、压力也起保持与修正作用。

5.3.2.1低速环抛法的原理

根据Preston 抛光方程.对工件平面上任意一点M ()y x , (图 5.6) 的抛光量h ()y x ,为

()()

()dt y x V y x P A y x h T ,,,0?=

式中,P -M ()y x ,点的瞬时压强

V ()y x ,-M ()y x ,点的瞬时速度

T -加工时间

A -与加工过程有关的工艺系数

V -()y x ,作如下分析:

21),(v v y x -=, 11ωi R V =, i r V =2

其瞬时速度中心在0M 时, ()0,1=→

y x V , 11ω=V , ()e R V +=02, 212

0ωωω-=e R

当ω1→ω2时,当R 0→∞,产生平动,速度趋于均匀。

当推动平面的着力点接近接触面时,压力也趋于均匀,从而获得了均匀抛光(磨损)的条件。

热变形是精密加工时要关注的问题,由于抛光热使平行平面工件产生厚度方向的温度线性分布,用△t 表示,设工件外经为D ,厚度为d ,工件材料的热膨胀系数为α,则平面变成球面性变形,求面的矢高为h ,则 d t a D h 82?=

如工件材料采用微晶玻璃或石英玻璃,则热变形很小。

5.3.2.2低速环型抛光法的工艺参数及工艺装备

以浙江大学1984年机械部签定通过的RP-1000环型抛光机(图5.7a ),南京利生光学机械责任有限公司HPM150型环型机是低速环抛机(图5.7 b )为例讨论参数。

图5.7b HPM150型环型抛光机

①环型抛光模:抛光模环带宽度通常为抛光模直径的0.33~0.38,抛光模底盘用铝合金制成,在抛光机上通过端面车削后即可制作柏油模,模层厚度10~10mm 之间,抛光胶中通常加入K -17塑料粉,以增加韧性与稳定性,抛光模应加制不通过中心的方格槽,抛光模通过车削或其他方法进行修整。如果采用玻璃或花岗岩作衬底,则模层厚度可以大大减薄。

②校正板:可以用熔融石英、微晶玻璃,K4及K9玻璃制作,也有用金属盘贴以玻璃来代替整块玻璃制成校正板。校正板直径通常为抛光模直径的1/2~2/3。

③ 工件夹持器:可以用玻璃分离器,也可以用金属贴以玻璃制成工件夹持器。 ④ 转速:主轴速度在精抛时为10~15cm/s 之间,速度精度为1%,这时ω1 与

零件加工工艺过程

第4章工艺规程设计 重点、难点:定位基准的选择;工艺路线的拟定;工艺尺寸链;保证装配精度的方法 机械加工的目的是将毛坯加工成符合产品要求的零件。通常,毛坯需要经过若干工序才能转化为符合产品要求的零件。一个相同结构相同要求的机器零件,可以采用几种不同的工艺过程完成,但其中总有一种工艺过程在某一特定条件下是最经济、最合理的。 在现有的生产条件下,如何采用经济有效的加工方法,合理地安排加工工艺路线以获得符合产品要求的零件,这是本章所要解决的重点。 4.1基本概念 一、基本概念 1、生产过程:从原材料或半成品到成品制造出来的各有关劳动过程的总和称为工厂的生产过程。 一台产品的生产过程包括的容有: 1)原材料(或半成品、元器件、标准件、工具、工装、设备)的购置、运输、检验、保管; 2)生产准备工作:如编制工艺文件,专用工装及设备的设计与制造等;? 3)毛坯制造;? 4)零件的机械加工及热处理; 5)产品装配与调试、性能试验以及产品的包装、发运等工作。 提示: 生产过程往往由许多工厂或工厂的许多车间联合完成,这有利于专业化生产,提高生产率、保证产品质量、降低生产成本。 2、工艺过程:在生产过程中凡直接改变生产对象的尺寸、形状、性能(包括物理性能、化学性能、机械性能等)以及相对位置关系的过程,统称为工艺过程。 工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、装配等工艺过程,本门课程只研究机械加工工艺过程和装配工艺过程;铸造、锻造、冲压、焊接、热处理等工艺过程是《材料成型技术》课程的研究对象。 二、机械加工工艺过程 (一) 定义:用机械加工的方法直接改变毛坯形状、尺寸和机械性能等,使之变为合格零件的过程,称为机械加工工艺过程,又称工艺路线或工艺流程。

机械零件加工技术要求汇总

机械零件加工技术要求汇总 零件的轮廓处理: 1、未注形状公差应符合GB1184-80的要求。 2、未注长度尺寸允许偏差±0.5mm。 3、未注圆角半径R5。 4、未注倒角均为C2。 5、锐角倒钝。 6、锐边倒钝,去除毛刺飞边。 零件表面处理: 1、零件加工表面上,不应有划痕、擦伤等损伤零件表面的缺陷。 2、加工的螺纹表面不允许有黑皮、磕碰、乱扣和毛刺等缺陷。 所有需要进行涂装的钢铁制件表面在涂漆前,必须将铁锈、氧化皮、油脂、灰尘、泥土、盐和污物等除去。 3、除锈前,先用有机溶剂、碱液、乳化剂、蒸汽等除去钢铁制件表面的油脂、污垢。 4、经喷丸或手工除锈的待涂表面与涂底漆的时间间隔不得多于6h。 5、铆接件相互接触的表面,在连接前必须涂厚度为30~40μm防锈漆。搭接边缘应用油漆、腻子或粘接剂封闭。由于加工或焊接损坏的底漆,要重新涂装。 零件的热处理: 1、经调质处理,HRC50~55。 2、中碳钢:45 或40Cr 零件进行高频淬火,350~370℃回火,HRC40~45。 3、渗碳深度0.3mm。 4、进行高温时效处理。 精加工后技术要求 1、精加工后的零件摆放时不得直接放在地面上,应采取必要的支撑、保护措施。 2、加工面不允许有锈蛀和影响性能、寿命或外观的磕碰、划伤等缺陷。 3、滚压精加工的表面,滚压后不得有脱皮现象。 4、最终工序热处理后的零件,表面不应有氧化皮。经过精加工的配合面、齿面不应有退火 零件的密封处理: 1、各密封件装配前必须浸透油。 2、组装前严格检查并清除零件加工时残留的锐角、毛刺和异物。保证密封件装入时不被擦伤。 3、粘接后应清除流出的多余粘接剂。

光学零件加工技术

光学零件加工技术 邬建生 二 00 四年元月(整理) 目录 一、统研磨抛光与高速研磨抛光特点 二、准球心法和传统法比较 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径的精度 六、修磨皿的技巧 七、影响抛光的因素 八、抛光剂(研磨粉)的影响 九、研磨皮及选择十、传统加工要求十一、计算公式十二、光圈识别与修整措施十三、机床的选择十四、机床的调整十五、超声清洗原理十六、品质异常分析步骤十七、工艺规程的设计 光学零件的加工,分为热加工、冷加工和特种加工,热加工目前多采用于光学零件的坯料备制; 冷加工是以散粒磨料或固着磨料进行锯切、粗磨、精磨、抛光和定心磨边。 特种加工仅改变抛光表面的性能,而不改变光学零件的形状和尺寸,它包括镀膜、刻度、照相和胶合等。冷加工各工序的主要任务是: 粗磨(切削)工序:是使零件具有基本准确的几何形状和尺寸。精磨(粗磨)工序:是使零件加工到规定的尺寸和要求,作好抛光准备。抛光(精磨)工序:是使零件表面光亮并达到要求的光学精度。定心工序:是相对于光轴加工透镜的外圆。 胶合工序:是将不同的光学零件胶合在一起,使其达到光轴重合或按一定方向转折。 球面光学零件现行加工技术三大基本工序为: 1、范成法原理的铣磨(切削)

2、压力转移原理的高速粗磨 3、压力转移原理的高速抛光。 范成法原理的铣磨(切削),虽然加工效率较高,但其影响误差的因素较多,达到较高精度和较粗糙度较困难。压力转移原理的准球心高速粗磨和高速抛光,零件受力较均匀,加工效率也较高,但必须预先准确修整磨(模)具的面形,才能保证零件的面形精度。准确修整面形精度需要操作者的经验和技巧,而且需反复修整。 一、传统研磨与高速研磨特点 1. 传统研磨 传统研磨也叫古典研磨,它是一种历史悠久的加工方法 其主要特点是: (1)采用普通研磨机床或手工操作; (2)要求人员技术水平较高; (3)研磨材料多采用散砂(研磨砂)抛光沥青 (4)抛光剂是用氧化铈或氧化铁; (5)压力用加荷重方法实现虽然这种方法效率低 , 但加工精度较高所以,目前仍被采用。 2. 高速研磨抛光一般是指准球心法(或称弧线摆动法)。其主要特点是: (1)采用高速、高压和更有效的利用抛光模,大大提高了抛光效率 (2 )压力头围绕球心做弧线摆动,工作压力始终指向球心,也是靠球模成型的。 3. 范成法 准球心法对机床的精度要求较低 , 加工方法和传统法相近,易于实现,用的较广;范成法对机床精度及调整要求较高,目前很少采用。 二、准球心法和传统法较 1. 准球心法

光学零件工艺学练习题

一、选择题 1.QK 是什么牌号的玻璃() A .重火石玻璃 B .轻冕玻璃 C .重冕玻璃 D .轻火石玻璃 2.下列氧化物哪种是玻璃网络体氧化物() A .PbO B .BaO C .CaO D .SiO2 3.石英玻璃的透过光谱范围是下列的哪一个() A .μm ~μm B .μm ~μm C .μm ~μm D .μm ~μm 4.关于光学玻璃的光学均匀性定义,下列哪种说法正确() A .两块玻璃中折射率的差值 B .两块玻璃中折射率的变化的不均匀程度 C .同一块玻璃中各部分折射率变化的不均匀程度 D .同一块玻璃中各部分应力的不均匀程度 5.晶体按用途分几类() 类 B .2类C .3类种 D .4类 6.指出最常用的一种热固型光学塑料() A .PMMA B .P C C .PS D .CR-39 7.在光学零件图中,对零件要求一栏内的N 代表什么意义() A .零件数量 B .光圈数量 C .光学表面数 D .局部光圈数 8.在光学零件图中,△R 代表什么意义() A.曲率半径误差 B.光圈误差 C.样板精度等级 D.中心偏差 9.对望远物镜的中心偏差要求为() A.0.01~0.02mm 0.03mm 0.04mm ~0.04mm 10.热压成型毛坯退火的目的() A.消除内应力 B.消除光学常数的不均匀性 C.消除内应力和各部分光学不均匀性 D.消除应力双折射 11.球面金刚石精磨磨具理想磨耗规律的数学表式为() A .i h h tg θ?=?? B.sin i h h θ?=?? C. cos i h h θ?=?? D.i h h ctg θ?=?? 12.金刚石磨具不包括以下那部分() A.金刚石层 B.过渡层 C.基体 D.冷却液 13.国内精磨片结合剂特性参数常采用() A 青铜结合剂 B.树脂结合剂 C.钢结合剂 D.陶瓷结合剂 14.金刚石精磨片的浓度,在国内常选的范围为() A .20%~40% B .40%~60% C .30%~50% %~50% 15.关于光学玻璃抛光机理有几种代表性学说() A .l 种 B .2种 C .3种 D .4种 16.高速抛光液的PH 值最佳控制范围为() 5.57.0PH PH ~. 7.08.0PH PH : C. 6.08.0PH PH : D. 3.0 5.0PH PH : 17.下列哪种氧化物可用作抛粉使用() A.2Na O B.2CeO C.CaO D.BaO 18.从粗磨、精磨到抛光三道工序中,凹球面的曲率半径变化趋势是下列的哪一种()

零件机加工方法选择

零件机加工方法选择 零件机械加工的工艺路线是指零件生产过程中,由毛坯到成品所经过的工序先后顺序。在拟定工艺路线时,除了首先考虑定位基准的选择外,还应当考虑各表面加工方法的选择,工序集中与分散的程度,加工阶段的划分和工序先后顺序的安排等问题。目前还没有一套通用而完整的工艺路线拟定方法,只总结出一些综合性原则,在具体运用这些原则时,要根据具体条件综合分析。拟定工艺路线的基本过程见图4-28所示。 表面加工方法的选择,就是为零件上每一个有质量要求的表面选择一套合理的加工方法。在选择时,一般先根据表面的精度和粗糙度要求选定最终加工方法,然后再确定精加工前准备工序的加工方法,即确定加工方案。由于获得同一精度和粗糙度的加工方法往往有几种,在选择时除了考虑生产率要求和经济效益外,还应考虑下列因素: (1) 工件材料的性质 例如,淬硬钢零件的精加工要用磨削的方法;有色金属零件的精加工应采用精细车或精细镗等加工方法,而不应采用磨削。 (2) 工件的结构和尺寸 例如,对于IT7级精度的孔采用拉削、铰削、镗削和磨削等加工方法都可。但是箱体上的孔一般不用拉或磨,而常常采用铰孔和镗孔,直径大于60㎜的孔不宜采用钻、扩、铰。 (3) 生产类型 选择加工方法要与生产类型相适应。大批大量生产应选用生产率 高和质量稳定的加工方法。例如,平面和孔采用拉削加工。单件小批生产则采用刨削、铣削平面和钻、扩、铰孔。又如为保证质量可靠和稳定,保证较高的成品率,在大批大量生产中采用珩磨和超精加工工艺加工较精密零件。 (4) 具体生产条件 应充分利用现有设备和工艺手段,不断引进新技术,对老设备进行技术改造,挖掘企业潜力,提高工艺水平。 表4-1~4-4分别列出了外圆、内孔和平面的加工方案及经济精度,供选择加工方法时参考。 表4-1 外圆表面加工方案 序号 加 工 方 案 经济精度级 表面粗糙度Ra 值/μm 适用范围 1 粗车 IT11以下 50~12.5 适用于淬火钢以外的各种金属 2 粗车一半精车 IT8~10 6.3~3.2 3 粗车一半精车一精车 IT7~8 1.6~0.8 4 粗车一半精车一精车一滚压(或抛光) I T7~8 0.2~0.025 5 粗车一半精车一磨削 IT7~8 0.8~0.4 主要用于淬火钢,也可用于未淬火钢,但不宜加工有色金属 6 粗车一半精车一粗磨一精磨 IT6~ 7 0.4~0.1 7 粗车一半精车一粗磨一精磨一超精加工(或轮式超精磨) IT5 0.1~Rz0.1 8 粗车一半精车一精车一金刚石车 IT6~7 0.4~0.025 主要用于要求较高的有色金属加工 9 粗车一半精车一粗磨一精磨一超精磨或镜面磨 IT5以上 0.025~Rz0.05 极高精度的外圆加工 10 粗车一半精车一粗磨一精磨一研磨 IT5以上 0.1~Rz0.05

典型零件加工工艺

典型零件加工工艺 生产实际中,零件的结构千差万不,但其差不多几何构成不外是外圆、内孔、平面、螺纹、齿面、曲面等。专门少有零件是由单一典型表面所构成,往往是由一些典型表面复合而成,其加工方法较单一典型表面加工复杂,是典型表面加工方法的综合应用。下面介绍轴类零件、箱体类和齿轮零件的典型加工工艺。 第一节轴类零件的加工 一、轴类零件的分类、技术要求 轴是机械加工中常见的典型零件之一。它在机械中要紧用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件,以传递扭矩。按结构形式不同,轴能够分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等如图6-1,其中阶梯传动轴应用较广,其加工工艺能较全面地反映轴类零件的加工规律和共性。 按照轴类零件的功用和工作条件,其技术要求要紧在以下方面: ⑴尺寸精度轴类零件的要紧表面常为两类:一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈,即支承轴颈,用于确定轴的位置并支承轴,尺寸精度要求较高,通常为IT 5~IT7;另一类为与各类传动件配合的轴颈,即配合轴颈,其精度稍低,常为IT6~IT9。 ⑵几何形状精度要紧指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。其误差一样应限制在尺寸公差范畴内,关于周密轴,需在零件图上另行规定其几何形状精度。

⑶相互位置精度包括内、外表面、重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。 ⑷表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求,一样按照加工的可能性和经济性来确定。支承轴颈常为0.2~1.6μm,传动件配合轴颈为0.4~3. 2μm。 ⑸其他热处理、倒角、倒棱及外观修饰等要求。 二、轴类零件的材料、毛坯及热处理 1.轴类零件的材料 ⑴轴类零件材料常用45钢,精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr 15、弹簧钢65Mn,也可选用球墨铸铁;对高速、重载的轴,选用20CrMn Ti、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。 ⑵轴类毛坯常用圆棒料和锻件;大型轴或结构复杂的轴采纳铸件。毛坯通过加热锻造后,可使金属内部纤维组织沿表面平均分布,获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。 2.轴类零件的热处理 锻造毛坯在加工前,均需安排正火或退火处理,使钢材内部晶粒细化,排除锻造应力,降低材料硬度,改善切削加工性能。 调质一样安排在粗车之后、半精车之前,以获得良好的物理力学性能。 表面淬火一样安排在精加工之前,如此能够纠正因淬火引起的局部变形。 精度要求高的轴,在局部淬火或粗磨之后,还需进行低温时效处理。 三、轴类零件的安装方式 轴类零件的安装方式要紧有以下三种。 1.采纳两中心孔定位装夹 一样以重要的外圆面作为粗基准定位,加工出中心孔,再以轴两端的中心孔为定位精基准;尽可能做到基准统一、基准重合、互为基准,并实现一次安装加工多个表面。中心孔是工件加工统一的定位基准和检验基准,它自身质量专门重要,其预备工作也相对复杂,常常以支承轴颈定位,车(钻)中心锥孔;再以中心孔定位,精车外圆;以外圆定位,粗磨锥孔;

零件加工工艺

目录 一.零件加工工艺 (2) 1.零件工艺分析 (2) 2.毛坯选择 (2) 3.加工方法 (2) 4.工艺路线 (3) 5.工艺装备 (3) 二.工序90的定位与夹紧方案 (3) 1.定位基准和定位方案 (3) 2.装夹方案 (3) 3.定位误差 (3) 4.夹具图示 (4) 三.数控加工(工序30、40、50、70) (5) 1.加工路线 (5) 2.数控程序 (6) 四.实训总结 (7) 附录机械工艺过程卡片 (8) 机械工序卡片 (9) 车削工序卡片 (10) 车端面工序卡片 (11) 钻孔工序卡片 (12) 磨削工序卡片 (13) 参考文献 (14)

一、零件加工工艺 1.零件工艺分析 该零件的工艺路线的特点是工序集中。 1该零件生产批量为中等批量,尺寸变化不大,因此最好选用自由锻造的圆棒。 2因零件的表面粗糙度有一部分为Ra0.8,其他为1.6,因此精加工后还需要磨削处理。 3零件中的螺纹因为尺寸精度要求不高,可以选择车削经简单复合螺纹车削完成。 4因零件需要钻沉头孔,表面粗糙度为3.2,可采用先经普通麻花钻再由平底钻完成。 2.毛坯选择 根据零件图可知,毛坯制造方式为45钢,退火处理,尺寸长宽为120*40圆棒,毛坯形状与成品相似,加工方便,省工省料。 3.加工方法 (1)选择毛坯; (2)用数控车床按图纸车削工件外形,再车螺纹,再切断;

(3)调头装夹,车端面; (4)用钻床按图纸要求加工; (5)按图纸要求磨削; 注:以上的数控车床加工采用的装夹夹具为三爪卡盘,钻床采用平口虎钳,磨削采用外圆磨削专用夹具。 4.工艺路线 10 选择毛坯 20 热处理 30车削粗加工 40 精加工 50车螺纹 60切断 70车端面 80 钻孔 90磨削 100检验 .5工艺装备 (1)数控车床,45度弯头车刀,90度车刀,断面车刀; (2)普通钻床,Φ20麻花钻Φ22平底钻,; (3)三爪卡盘,平口虎钳,游标卡尺。 二、工序50的定位与夹紧方案 1.定位基准和定位方案 由零件图可知,需要加工的表面为沉头孔,Ra=3.2,加工精度较高,加工难度低,用通用平口虎钳夹住可以达到六点定位的要求,工件各个方向的自由度均得到限制,保证装夹的紧固性,工件各面互为基准,且基准统一。 2.装夹方案 虎钳装夹,装夹时装夹外圆表面需要铜皮包裹,以保证装夹面的表面粗糙度。 3.定位误差 此道工序为外圆柱面支承定位,且工序基准与定位基准重合,可认为基准位

超精密光学元器件制造装备与工艺

超精密光学元器件制造装备与工艺 1、任务概述 超精密光学元器件制造装备与工艺的研究,目的就是为了给国家重大专项所建设的大型激光装置提供合格的大口径、高品质的光学元件,保证工程的圆满按期完成;通过项目的执行,有效推进相关领域的元件检测、脆性材料制造工艺、表面处理等关键技术的进步;通过对知识产权的拥有,来提升民族产业的技术水平和竞争力。所谓的光学元件的超精密加工指的是加工精度达到亚微米或纳米精密的光学加工与制造,这相当于一根人的头发丝的1/20~1/100的精微尺度,如果在1m的天文望远镜主镜上达到这个加工精度,做一个同比例的比喻,相当于一公里长度的铁轨其长度误差只有0.5mm。以至于光学元件的超精密制造技术是一项技术难度非常大,且涉及新进加工、数控、仿真、精密计量等诸多方面的综合技术。 2、战略意义 在我国中长期科技发展规划中,与激光科学工程相关的国家重大专项涵盖了很多重要技术领域,这些领域与上海的2006-2020发展纲要是密切相关的。该专项的实施对于我国未来清洁能源、先进制造、光通讯、国防安全等领域的技术革新和长远发展具有重要的战略意义。 超精密光学元器件对这些大型激光装置来说,就如同砖、瓦、钢筋水泥对建筑高楼大厦一样重要。元器件的制造装备与工艺决定了元

器件的性能和品质,直接影响装置最终的输出性能和输出状态。对于传统光学仪器,如显微镜和望远镜无限制的扩大了人们的视野,是人的眼睛得意“更远、更精、更大”,而光学元件器正是这些光学仪器的器官。因此上海在此时适时布局和规划有关超精密光学元器件的制造与工艺研究具有非常重要的战略意义。 3、国内外现状 无论国内还是国际对于超精密光学元器件制备与工艺技术的驱动均来自于军事、航天、天文及大型民用项目,在美国最大的激光装置是本世纪初刚刚建成的NIF“国家点火工程”其共有光路192路,其中高精度大口径光学元件达7000余片。在国际上类似的装置还有法国的LMJ (Laser Mega Joule)装置。在中国最大的激光装置是建设中的神光III装置。受到大能量和高功率激光驱动装置方面的建设的驱动,各国在大尺寸光学元件的精密加工方面都开展了大量的投入和研究。其中具有代表性的是NIF装置驱动下美国光学加工的发展。据报道,NIF从1995年就开始了对激光材料加工技术技术的筹备和研究,整体工程包含的光学元件总量达到7360片,包括激光玻璃放大片、反射镜、腔镜、窗口、光栅和晶体,其中仅激光玻璃放大片为3072片。这些光学元件的技术指标要求都比常规光学元件的要求要高出许多,NIF的加工指标要求见下表 表错误!文档中没有指定样式的文字。NIF光学元件加工技术指标要求

免费光学零件加工技术

免费光学零件加工技术 目录 一、统研磨抛光与高速研磨抛光特点 二、准球心法和传统法比较 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径的精度 六、修磨皿的技巧 七、影响抛光的因素 八、抛光剂(研磨粉)的影响 九、研磨皮及选择 十、传统加工要求 十一、计算公式 十二、光圈识别与修整措施 十三、机床的选择 十四、机床的调整 十五、超声清洗原理 十六、品质异常分析步骤 十七、工艺规程的设计 序言 光学零件的加工,分为热加工、冷加工和特种加工,热加工目前多采用于光学零件的坯料备制; 冷加工是以散粒磨料或固着磨料进行锯切、粗磨、精磨、抛光和定心磨边。 特种加工仅改变抛光表面的性能,而不改变光学零件的形状和尺寸,它包括镀膜、刻度、照相和胶合等。冷加工各工序的主要任务是: 粗磨(切削)工序:是使零件具有基本准确的几何形状和尺寸。 精磨(粗磨)工序:是使零件加工到规定的尺寸和要求,作好抛光准备。 抛光(精磨)工序:是使零件表面光亮并达到要求的光学精度。 定心工序:是相对于光轴加工透镜的外圆。 胶合工序:是将不同的光学零件胶合在一起,使其达到光轴重合或按一定方向转折。 球面光学零件现行加工技术三大基本工序为: 1、范成法原理的铣磨(切削) 2、压力转移原理的高速粗磨 3、压力转移原理的高速抛光。 范成法原理的铣磨(切削),虽然加工效率较高,但其影响误差的因素较多,达到较高精度和较粗糙度较困难。压力转移原理的准球心高速粗磨和高速抛光,零件受力较均匀,加工效率也较高,但必须预先准确修整磨(模)具的面形,才能保证零件的面形精度。准确修整面形精度需要操作者的经验和技巧,而且需反复修整。

组合零件加工工艺及加工步骤

组合零件加工工艺及加工 步骤 The latest revision on November 22, 2020

组合零件加工工艺及加工步骤 一、加工前准备: 机床:大连CKA6150 系统:FAUNC0imateTC/TD、SIEMENS828D 夹具:三爪自定心卡盘 刀具:85度外圆粗车刀、35度外圆精车刀、3/4mm外切槽刀、三角外螺纹刀、梯形外螺纹刀、镗孔刀、三角内螺纹刀、内沟槽刀、中心钻、Φ20麻花钻 量具:0-150mm游标卡尺、25-50mm、50-75mm外径千分尺、25-50mm叶片千分尺、 18-35mm、35-50mm内径百分表、25-50mm公法线千分尺(1.5mm量棒3根)、圆弧样板、万能角度尺、0-10mm百分表、0-2mm杠杆百分表、量块(一套)、M30×1.5-6H螺纹塞规 辅具:内孔刀座(套)、钻夹头、回转顶尖、磁力表座、尾座扳手、铜皮、铜棒、 铁钩、毛刷、棉丝、开口夹套 二、组合零件装配图: 三、加工步骤: 件1(装配图序号2) 图纸: 毛坯:Φ65×6045# 工序: (1)三爪自定心卡盘装夹毛坯,钻通孔,加工Φ62×15工艺阶台,加工端面。 (2)掉头装夹Φ62工艺台,找正夹紧。 (3)粗车抛物线、Φ56外轮廓,保留精车余量。 (4)精车外轮廓各部分至尺寸要求,检测。

(5)粗精加工Φ40内孔至尺寸要求,检测。 (6)掉头装夹Φ56外圆,包裹铜皮以防夹伤,找正夹紧。 (7)加工端面至工件总长,检测。 (8)粗精加工Φ56内孔、内锥、Φ42内孔至尺寸要求,检测。 注意事项:内孔加工后,孔内塞填充物防止工件变形,以增加工件刚性。(9)粗车Φ60、倒锥、沟槽外轮廓,保留精车余量。 (10)精车外轮廓各部分至尺寸要求,检测。 (11)卸下工件。 件2(装配图序号3) 图纸: 毛坯:Φ65×5745# 工序: (1)三爪自定心卡盘装夹毛坯,钻通孔,加工Φ62×15工艺阶台,加工端面(2)掉头装夹Φ62工艺台,找正夹紧。 (3)粗精加工M30螺纹孔、内沟槽至尺寸要求,检测。 (4)粗精加工M30内螺纹至尺寸要求,检测。 (5)粗车Φ60外圆、R14.5外轮廓,保留精车余量。 (6)精车外轮廓各部分至尺寸要求,检测。 (7)掉头装夹Φ60外圆,包裹铜皮以防夹伤,找正夹紧。 (8)加工端面至工件总长,检测。 (9)粗精加工内抛物线、Φ32内孔至尺寸要求,检测。 (10)粗车Φ60外圆保留精车余量。 (12)精车外轮廓各部分至尺寸要求,检测。 (13)卸下工件。 件3(装配图序号1) 图纸: 毛坯:Φ60×10245#

零件加工工艺设计.doc

目录 1.零件的加工工艺设计-----------------------1 1.1零件的工艺性审查 1.2基准的选择 2.拟定机械加工工艺路线--------------------3 2.1确定各加工表面的加工方法及路线 3.选择机床设备及工艺设备-----------------7 4.小结--------------------------------------------8 5.参考文献--------------------------------------9

1.零件的加工工艺设计 1.1零件的工艺性审查 1.1.1零件的结构特点 该零件是用三孔形成,中间孔为支力点,常常靠两头的小孔来传递动力作用,其中作为支力点的大孔为Φ90H6,小孔及耳部分别为Φ35H6和Φ25H6。 1.1.2主要技术要求 零件的主要技术要求为:连杆不得有裂纹、夹渣等缺陷。热处理后226~271HBS。 1.2基准的选择 1.2.1毛坯的类型及制造方法 零件材料为45钢,考虑零件形状,应用模锻毛坯。 由于零件是中批量生产,所以设备要充分利用,以减少投资、降低成本。故确定工艺的基本特征:毛坯采用效率高和质量较好的制造方法:拟定成的工艺过程卡和机械加工工序卡片。 1.2.2确定毛坯的制造方法和技术要求。 由于该零件的尺寸不大,而且工件上有许多表面不切削加工,故模锻。 毛坯的技术要求: 1.不得有裂纹、夹渣等缺陷/ 2.锻造拔模斜度不大于7·

3.正火处理226~271HBS 4.喷砂,去毛刺 1.2.3绘制毛坯图 1.2.4基准选择 由于该零件多数尺寸及形位公差以Φ90H6孔及端面为设计基准,因此首先将Φ60H6端面加工好,为后续加工基准。根据粗、精基准选择的原则,确定各加工表面的基准。(1)Φ90H6孔端面:零件外轮廓(粗基准) (2)Φ35H6孔及Φ90H6孔端面(粗加工):Φ90H6孔端面(3)Φ35H6孔及Φ90H6孔端面(精加工):Φ90H6孔端面(4)Φ25H6孔端面:Φ90H6孔端面 (5)三孔:Φ90H6孔端面 2.拟定接写加工工艺路线 该三孔连杆零件加工表面:大头孔、小头孔及耳部端面。根据各加工表面的精度要求和粗糙度要求。

光学零件加工技术课程设计工艺规程编制模板

精品文档 。 1欢迎下载 第十五章 光学零件工艺规程编制 工艺规程的作用: ①工艺规程是光学零件加工的主要技术文件,是组织生产不可缺少的技术依据。 ②合理的工艺规程是保证加工质量、提高生产效率、反映生产过程和工艺水平的综合技术资料。 ③要想编制出合理的工艺规程,必须掌握光学零件的制造特点,考虑现有生产条件,并尽可能采用新工艺。 光学零件加工技术是在不断发展的,对不同生产方式、不同生产规模、不同加工对象来说,工艺规程是有较大区别的,例如:古典法、高速加工法。 §15-1 编制工艺规程的一般原则 光学零件常规加工工艺规程编制的一般原则如下: 一、对光学零件图进行工艺审查 在编制工艺规程时: ① 要熟悉产品图纸的技术条件, ② 熟悉其他原始资料, ③ 进行综合技术分析, ④审查零件图的设计合理性、结构工艺性及经济性。

精品文档 。 2欢迎下载 二、确定加工路线及加工方法 ① 根据生产纲领(大量生产还是小量生产)确定生产类型(小量、成批、大量?), ② 按照生产类型及零件的材料、形状、精度、尺寸要求决定毛坯类型, ③根据生产类型与毛坯类型确定加工路线和加工方法。 三、设计必要的专用样板,或选择通用样板。 主要是标准样板和工作样板。 四、确定加工余量及毛坯尺寸 根据生产类型、加工方法、毛坯类型确定各工序的加工余量。应先从最后一道工序开始确定加工余量,例如,透镜的加工余量应先从定心磨边开始给定直径尺寸,棱镜和平面镜应先从抛光开始给定厚度尺寸,然后再考虑各工序中的相应余量。最后给出总余量和毛坯尺寸。 五、设计及选用工夹具、机床、测量仪器 在确定加工路线和加工余量后,按各工序的要求,设计必要的工、夹具,如透镜的精磨、抛光工、夹具设计,包括粘结膜、贴置模、精磨模、抛光模等的设计。并根据生产条件选用机床和测量仪器。 六、选用必需的光学辅料。 光学零件生产中所使用的光学辅料主要有清洗材料、粘结材

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

超精密加工与光学器件制造

光学零件超精密加工 非球面光学零件是一种非常重要的光学零件,常用的有抛物面镜、双曲面镜、椭球面镜等。非球面光学零件可以获得球面光学零件无可比拟的良好的成像质量,在光学系统中能够很好的矫正多种像差,改善成像质量,提高系统鉴别能力,它能以一个或几个非球面零件代替多个球面零件,从而简化仪器结构,降低成本并有效的减轻仪器重量。 非球面光学零件在军用和民用光电产品上的应用也很广泛,如在摄影镜头和取景器、电视摄像管、变焦镜头、电影放影镜头、卫星红外望远镜、录像机镜头、录像和录音光盘读出头、条形码读出头、光纤通信的光纤接头、医疗仪器等中。 1.2国外非球面零件的超精密加工技术的现状 80年代以来,出现了许多种新的非球面超精密加工技术,主要有:计算机数控单点金刚石车削技术、计算机数控磨削技术、计算机数控离子束成形技术、计算机数控超精密抛光技术和非球面复印技术等,这些加工方法,基本上解决了各种非球面镜加工中所存在的问题。前四种方法运用了数控技术,均具有加工精度较高,效率高等特点,适于批量生产。 进行非球面零件加工时,要考虑所加工零件的材料、形状、精度和口径等因素,对于铜、铝等软质材料,可以用单点金刚石切削(SPDT)

的方法进行超精加工,对于玻璃或塑料等,当前主要采用先超精密加工其模具,而后再用成形法生产非球面零件,对于其它一些高硬度的脆性材料,目前主要是通过超精密磨削和超精密研磨、抛光等方法进行加工的,另外,还有非球面零件的特种加工技术如离子束抛光等。 国外许多公司己将超精密车削、磨削、研磨以及抛光加工集成为一体,并且研制出超精密复合加工系统,如RankPneumo公司生产的Nanoform300、Nanoform250、CUPE研制的Nanocentre、日本的AHN60―3D、ULP一100A(H)都具有复合加工功能,这样可以便非球面零件的加工更加灵活。 1.3我国非球面零件超精密加工技术的现状 我国从80年代初才开始超精密加工技术的研究,比国外整整落后了20年。近年来,该项工作开展较好的单位有北京机床研究所、中国航空精密机械研究所、哈尔滨工业大学、中科院长春光机所应用光学重点实验室等。 为更好的开展对此项超精密加工技术的研究,国防科工委于1995年在中国航空精密机械研究所首先建立了国内第一个从事超精密加工技术研究的重点实验室。 2.非球面零件超精密切削加工技术 美国UnionCarbide公司于1972年研制成功了R―θ方式的非球面创成加工机床。这是一台具有位置反馈的双坐标数控车床,可实时

零件加工工艺的编制

零件加工工艺的编制 课程作业 班级:数控1班 姓名: 学号: 前言 机械制造工艺学课程设计,是以切削理论为基础、制造工艺为主线、兼顾工

艺装备知识的机械制造技术基本能力的培养;是综合运用机械制造技术的基本知识、基本理论和基本技能,分析和解决实际工程问题的一个重要教学环节;是对学生运用所掌握的“机械制造技术基础”知识及相关知识的一次全面训练。 机械制造技术基础课程设计,是以机械制造工艺及工艺装备为内容进行的设计。即以所选择的一个中等复杂程度的中小型机械零件为对象,编制其机械加工工艺规程,并对其中某一工序进行机床专用夹具设计。 机械制造工艺学课程设计是作为未来从事机械制造技术工作的一次基本训练。通过课程设计培养学生制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力,以及设计机床夹具的能力。在设计过程中,我熟悉了有关标准和设计资料,学会使用有关手册和数据库。 1、能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实践中学到的实践知识,正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题,保证零件的加工质量。 2、提高结构设计能力。学生通过夹具设计的训练,应获得根据被加工零件的加工要求,设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。 3、学会使用手册、图表及数据库资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处,能够做到熟练运用。 就我个人而言,我希望能通过这次课程设计锻炼自己分析问题、解决问题的能力,为今后所从事的工作打下基础。 由于本人能力有限,设计尚有许多不足之处,可请各位老师给予批评指正。 目录 前言 (1) 零件的工艺分析 (4)

平面光学元件的加工技术

平面光学元件的加工技术 浙江大学光电系曹天宁 宁波华光精密仪器公司周柳云 光学平面零件包括棱镜、平行平面板、平面反光镜、平晶、光楔、光盘片基、滤光片、波片、倍频器等等。其大小从φ1mm到φ1000mm,材料主要是光学玻璃,有时是光学晶体,为了达到高精度与高效率,采用技术方法很多,有铣磨、精磨、研磨、抛光、分离器抛光、环抛、水中抛光、单点金刚石飞切(SPDFC)、计算机机控制小工具抛修(CCP) 、离子抛光等等。 从机理上考察,可以归纳为三类基本方法 一、范成法形成平面 特点是依靠机床的精确运动形成平面包络面,对机床精度要求高.如用筒状金刚石磨轮铣磨平面,按正弦公式当α=0时,R=∞范成了片面(生产上为了排屑排冷却液方便, α有一个小量,表面微凹)。单点金刚石飞切也是依靠高速旋转的轴与飞刀作直线运动的工作台垂直而范成了平面.工具与工件的加工接触为线接触。 二、轮廓复印法或母板复制法 这种复制法与光栅复制法不一样,在复制过程有磨削研磨、抛光过程。采用精磨模、抛光模(固着磨料抛光模与柏油抛光磨)加工的均属于这一类.工具与工件的接触为面接触。 三、小工具修磨法 计算机控制抛光(CCP)离子束抛光与手修属于这一类,逐点抛修,边检边修,精度可以很高,对局部修正非常方便.工具与工件的接触为点接触。 (一) 、铣磨成型光学平面元件 我国QM30、PM500、XM260研磨机直到NVG-750THD型双轴超精密平面磨床等大型平面铣磨机利用范成法原理高效铣磨出平面,而且可以采用适当的金属夹具,将角度修磨变为平行平面的铣磨.机床磨轮轴与工件的平行度、轴向经向跳动影响棱镜的角度精度.铣磨成型是光学平面元件毛胚加工的主要技术方法之一。 图一就是PM500铣磨平面的范成运动,图二就是改进的QM30铣削平面的范成运动。

非球面光学零件超精密加工技术

非球面光学零件超精密加工技术 1.概述 1.1 非球面光学零件的作用 非球面光学零件是一种非常重要的光学零件,常用的有抛物面镜、双曲面镜、椭球面镜等。非球面光学零件可以获得球面光学零件无可相比的良好的成像质量,在光学系统中能够很好的矫正多种像差,改善成像质量,进步系统鉴别能力,它能以一个或几个非球面零件代替多个球面零件,从而简化仪器结构,降低本钱并有效的减轻仪器重量。 非球面光学零件在军用和民用光电产品上的应用也很广泛,如在摄影镜头和取景器、电视摄像管、变焦镜头、电影放影镜头、卫星红外看远镜、录像机镜头、录像和录音光盘读出头、条形码读出头、光纤通讯的光纤接头、医疗仪器等中。 1.2 国外非球面零件的超精密加工技术的现状 80年代以来,出现了很多种新的非球面超精密加工技术,主要有:计算机数控单点金刚石车削技术、计算机数控磨削技术、计算机数控离子束成形技术、计算机数控超精密抛光技术和非球面复印技术等,这些加工方法,基本上解决了各种非球面镜加工中所存在的题目。前四种方法运用了数控技术,均具有加工精度较高,效率高等特点,适于批量生产。 进行非球面零件加工时,要考虑所加工零件的材料、外形、精度和口径等因素,对于铜、铝等软质材料,可以用单点金刚石切削(SPDT)的方法进行超精加工,对于玻璃或塑料等,当前主要采用先超精密加工其模具,而后再用成形法生产非球面零件,对于其它一些高硬度的脆性材料,目前主要是通过超精密磨削和超精密研磨、抛光等方法进行加工的,另外.还有非球面零件的特种加工技术如离子束抛光等。 国外很多公司己将超精密车削、磨削、研磨以及抛光加工集成为一体,并且研制出超精密复合加工系统,如Rank Pneumo公司生产的Nanoform300、Nanoform250、CUPE研制的Nanocentre、日本的AHN60―3D、ULP一100A(H)都具有复合加工功能,这样可以便非球面零件的加工更加灵活。 1.3 我国非球面零件超精密加工技术的现状 我国从80年代初才开始超精密加工技术的研究,比国外整整落后了20年。近年来,该项工作开展较好的单位有北京机床研究所、中国航空精密机械研究所、哈尔滨产业大学、中科院长春光机所应用光学重点实验室等。 为更好的开展对此项超精密加工技术的研究,国防科工委于1995年在中国航空精密机械研究所首先建立了国内第一个从事超精密加工技术研究的重点实验室。

光学零件的加工实训报告

武汉职业技术学院光学零件的加工实训报告 系、专业:电信学院光电子专业 班级:光电11304 实训人:雄 指导教师:书剑王世霞颜昌俊

2012年 12月 14日 项目一平凸透镜的加工 一、实训目的: 1.能读懂下面零件图纸。 2.能在老师的指导下安全操作加工设备。 3.能按加工图纸,用古典加工方法完成平凸透镜的加工和检测。 4.能按加工图纸,用现代加工方法完成双凸透镜和凹透镜的加工和检测。 二、实训容: 1、精磨 精磨的目的是:保证工件达到抛光前所需要的面形精度、尺寸精度、表面粗糙度。精磨过程中先用302#,再用304#。 2、上盘: 上盘的目的是:使待加工的光学零件与粘结面粘结完好,使之能承受较高的加工速度和压力,加工效率高。为抛光做准备。 3、抛光 抛光的目的是:(1)去除精磨的破坏层,达到规定的表面粗糙度要求;(2)精修面形,达到图纸要求的光圈和局部光圈的要求;(3)为后序特种工艺,如镀膜、胶合创造条件。 抛光过程我们采用古典法抛光,古典法抛光采用的抛光层材料多为抛光柏油。

精磨磨具抛光磨具 精磨抛光机(四轴机): 4、定心、磨边 定心磨边的目的是消除透镜的中心偏差,使透镜的基准轴和光轴重合并且使零件的外圆直径达到所需要的尺寸。 定心是通过光学或机械的方法将透镜的两球心置于磨边机回转轴线上,从而把以光轴为基准的磨边过程,变成以机床轴为对称轴的修磨透镜外圆的过程。 磨边是透镜定心后夹紧,用砂轮或金刚石磨轮磨削透镜的外圆。以获得图纸要求直径的透镜。 机械定心的原理及方法: 将透镜放在一对同轴精度高、端面精确垂直于轴线的接头之间,利用弹簧压力夹紧透镜。其中一个接头可以转动,另一个既能转动又能沿轴向移动。当透镜光轴与机床主轴尚未重合时,则在弹簧弹力的作下,使透镜向未与接头接触的一边移动,直至整个表面与接头端面接触为止,完成定心。

典型零件加工工艺

箱体类零件加工工艺 箱体零件是机器或部件的基础零件,轴、轴承、齿轮等有关零件按规定的技术要求装配到箱体上,连接成部件或机器,使其按规定的要求工作,因此箱体零件的加工质量不仅影响机器的装配精度和运动精度,而且影响机器的工作精度、使用性能和寿命。下面以图1所示齿轮减速箱体零件的加工为例讨论箱体类零件的工艺过程。 图1 某车床主轴箱体简图

箱体类零件的结构特点和技术要求分析 图3所示零件为某车床主轴箱体类零件,属于中批生产,零件的材料为HT200铸铁。一般来说,箱体零件的结构较复杂,内部呈腔形,其加工表面主要是平面和孔。对箱体类零件的技术要求分析,应针对平面和孔的技术要求进行分析。 1.平面的精度要求箱体零件的设计基准一般为平面,本箱体各孔系和平面的设计基准为G面、H面和P面,其中G面和H面还是箱体的装配基准,因此它有较高的平面度和较小表面粗糙度要求。 2.孔系的技术要求箱体上有孔间距和同轴度要求的一系列孔,称为孔系。为保证箱体孔与轴承外圈配合及轴的回转精度,孔的尺寸精度为IT7,孔的几何形状误差控制在尺寸公差范围之内。为保证齿轮啮合精度,孔轴线间的尺寸精度、孔轴线间的平行度、同一轴线上各孔的同轴度误差和孔端面对轴线的垂直度误差,均应有较高的要求。 3.孔与平面间的位置精度箱体上主要孔与箱体安装基面之间应规定平行度要求。本箱体零件主轴孔中心线对装配基面(G、H面)的平行度误差为0.04mm。 4.表面粗糙度重要孔和主要表面的粗糙度会影响连接面的配合性质或接触刚度,本箱体零件主要孔表面粗糙度为0.8μm,装配基面表面粗糙度为1.6μm。 箱体类零件的材料及毛坯 箱体零件的材料常用铸铁,这是因为铸铁容易成形,切削性能好,价格低,且吸振性和耐磨性较好。根据需要可选用HT150~350,常用HT200。在单件小批量生产情况下,为缩短生产周期,可采用钢板焊接结构。某些大负荷的箱体有时采用铸钢件。在特定条件下,可采用铝镁合金或其它铝合金材料。 铸铁毛坯在单件小批生产时,一般采用木模手工造型,毛坯精度较低,余量大;在大批量生产时,通常采用金属模机器造型,毛坯精度较高,加工余量可适当减小。单件小批生产直径大于50mm的孔,成批生产大于30mm的孔,一般都铸出预孔,以减少加工余量。铝合金箱体常用压铸制造,毛坯精度很高,余量很小,一些表面不必经切削加即可使用。 箱体类零件的加工工艺过程 箱体零件的主要加工表面是孔系和装配基准面。如何保证这些表面的加工精度和表面粗糙度,孔系之间及孔与装配基准面之间的距离尺寸精度和相互位置精度,是箱体零件加工的主要工艺问题。 箱体零件的典型加工路线为:平面加工-孔系加工-次要面(紧固孔等)加工。 图1车床主轴箱体零件,其生产类型为中小批生产;材料为HT200;毛坯为铸件。该箱体的加工工艺路线如表1。 表1车床主轴箱体零件的加工工艺过程

相关文档
最新文档