光学冷加工-研磨加工基本知识
光学冷加工基础知识
外观（接头划伤）抽检/全检（自检、巡检） 目视
砂挂的目的：
保证零件达到抛光前所需要的尺寸精度、表面粗糙度及面形 精度.
磨削工具：
砂挂皿
砂挂机器：砂挂机
主要有：下摆机、SSP、上摆机 LF机、
砂挂工程简介
砂挂方法分：
散粒磨料砂挂（细磨） 金刚石丸片砂挂（高速砂挂）
高速砂挂类型：
成型法：准球心、用成形模具加工。 特点：零件表面的形状和精度是依靠磨具的形状与精
性硬、质轻、透明度好
火石玻璃F（Pb＞3%） 折射率高（nd=1.58~1.95） 色散小 (νd=23~50)
性软、质重、带黄绿色
光学零件概述
光学偏心（C）
➢ C——中心偏差： 光轴与镜片几何轴之偏差，也常用角度表
示ε; 光轴:两轴面中心的连线称为光轴; ➢ 偏心的存在会使系统产生慧差、象散的象差
光学零件概述
光学零件按结构和工艺特点可分为： ➢ 透镜 ➢ 棱镜 ➢ 反射镜 ➢ 分划元件 ➢ 平板元件 ➢ 光楔等
光学零件概述
透镜：
由两个折射曲面或一个曲面和一 个平面所围成的透射体。
作用：改变光线在光路中的运行方向， 使光线产生会聚或发散效果
光学零件概述
按作用功能可分为:正透镜与负透镜(见后) 按表面几何形状可分为
➢ 设计时一般取： △N=(0.1～0.5)N
光学零件概述
光学表面疵病（B）标示：
➢ B—表面疵病符号，只有光学表面用，表示光学表面存在的划 伤、擦痕、破点、麻点、破口等缺陷。
➢ 通常也称外观，国内外大部分使用美国军标，也有用德国标 准的。
➢ 外观的检查均是靠目视在特定环境及光源下进行判断。
光学零件材料简介
光学加工工艺简述
一：光学冷加工工序
2）铣磨： 去除镜片表面凹凸不平 的气泡和杂质，起到成 型作用
一：光学冷加工工序
3）精磨： 将铣磨出来的镜片 的破坏层给消除掉, 固定R值
一：光学冷加工工序
4）抛光： 将精磨镜片在一次抛光,这道工序主要是把 外观做的更好，光洁度在这一步确定下来
一：光学冷加工工序
5）清洗：将抛光过后的镜片表面的抛光粉清 洗干净
1）光学样板： 第一次生产某种球面镜，需要生产它的光学样板及 对板，光学样板一定要保证非常高的精确度
光学样板允许误差 R A级误差 B级误差
0.5~5mm
5~10mm 10~35mm 35~350mm 1000~40000
0.5um
1um 2um 0.02% 0.003%
1um
3um 5um 0.03% 0.005%
8：涂墨或喷黑漆, 为防止镜片边缘反光在其外 圆或未抛光区域涂上一层黑墨，一般使用光 学专用无尘净化黑漆涂笔，但对于一些面积 较大区域则需要专用喷涂工具
一：光学冷加工工序
9：将2个R值相反的镜片用胶将其联合，此步 骤可在步骤8之前或之后作，多数情况下是 正负透镜胶合。一般采用光敏胶胶合。
二.光学冷加工的一些常识
光学加 此步骤一般由材料供应商完成，对于普通镜 片或圆形窗口，光学加工厂收到的一般是圆 柱料，圆柱直径比完工件直径大1~2mm， 光学工厂再对此圆柱进行切割，切成一个个 毛坯片，中心厚度也要比完工件大一些，具 体大多少视光洁度要求而定，此步骤造成的 材料浪费主要由刀口宽度决定
二.光学冷加工的一些常识
2）工装及成盘 第一次生产某种球面镜，除了光学样板，还 需要生产一整套工装，即在铣磨，精磨，抛 光每一步都需要的砣子，精度也越来越高， 在抛光过程用的工装精度最高，工件镶在这 样的工装上，不同R及外径的工件决定最终 成盘数量
研磨基础知识
光圈、弧度、R值三者之间关系
项目 面别 凹面 凸面 光圈 粗（光圈数少） 细（光圈数多） 粗（光圈数少） 细பைடு நூலகம்光圈数多） 弧度 正 负 正 负 R值 大 小 小 大
R值公差及边厚计算（了解）
1、R值公差:△R=4λNR2/D2 N:光圈条数 R：图面成品曲率半径 Λ：0.00055 D:毛坯外径（凹取有效径） 2、边厚计算： h1=R1- √R21 - D2 /4 h2=R2- √R22- D2 /4 D：毛坯外径 H：深/高度 R：曲率 a、双凸： TC- h1 - h2 b、双凹： TC+ h1 +h2 C、一凹一凸： TC- h1 +h2
3、种类（公司生产） a、双凸 d、一凹一平/一凸一平 b、双凹 e、双平 c、一凹一凸 f、玻璃球
各工序目的
1、切削目的：
可加工出基本形状TC值，去除余量，毛坯缺陷、气泡， 凹 凸不平。
2、粗磨目的：
a、表面光洁度 b、尺寸精度（R、TC值） c、面精度
3、精磨目的：
a、表面光洁度 b、尺寸精度（R、TC值）
一、课程大纲
1、镜片的好处及种类 2、各工序的目的 3、△H 4、光圈的产生及识别 5、光圈、R值及弧度三者关系 6、R值公差及边厚计算 7、总结
二、课后效益
1、研磨知识初步了解 2、理论与实践结合及运用
镜片的用途及种类
1、为何需要镜片： 扫描仪，放大镜需光的折射，反射，扩散集中成像，形成力面 2、镜片的用途： ①结像 ②利用读光信息 ③把物体放大
总结
研磨目的：
使镜片表面洁度，中心厚度，表面精度达到工程图面的要求。
c、面精度
△H
定义：
以原器为基准，用千分表和测定环归零，归零后再进
研磨加工基础知识
研磨加工基础知识研磨加工是一种常见的机械加工方法，其目的是通过研磨工具与工件的相互作用，将工件表面精加工到规定的形状、尺寸和表面质量。
与传统的机械加工方法相比，研磨加工具有加工质量高、重复性好、加工误差小等优点，因此在高精度加工领域得到了广泛应用。
本文将从研磨加工的基本概念、常用研磨工具、研磨加工参数等方面进行介绍和探讨。
一、研磨加工的基本概念研磨加工的基本概念包括粗磨、半精磨和精磨三个阶段。
粗磨主要是为了去除工件表面的粗糙度和毛刺，使其表面光洁度得到提高；半精磨主要是为了调节工件的形状和尺寸，并达到比较高的平面度和垂直度要求；精磨则是使工件表面达到高精度和高光洁度的阶段。
在进行研磨加工过程中，还需要根据具体的加工要求选择合适的研磨工具、切削液、研磨方式等对加工进行控制。
二、常用研磨工具研磨加工中常用的研磨工具有砂轮、砂带和砂纸等。
其中，砂轮是最常用的研磨工具，它主要由砂料、胶合剂和增强材料组成。
不同类型和规格的砂轮可以适用于不同的研磨任务，如平面研磨、内外圆研磨、表面抛光等。
砂带和砂纸则主要用于手工研磨和特殊形状的研磨。
三、研磨加工参数研磨加工的参数包括进给量、切削速度、砂轮转速等。
其中，进给量是指每次加工时工件与砂轮之间的距离，进给量的过大会导致加工过程中砂轮容易磨损，进给量间隔过小则会降低加工效率。
切削速度是指砂轮与工件表面之间相对运动的速度，它与砂轮的材料、粘结剂、砂料种类、砂轮的硬度、粒度等因素有关。
砂轮转速则是指砂轮转动的速度，它与砂轮的规格、材质、加工物件的材料、形状等因素有关。
四、研磨加工的技术难点研磨加工中存在一些技术难点，如研磨热引起的变形、整体划痕、砂轮寿命、表面拉伸等。
其中，研磨热引起的变形是由于研磨过程中产生的热量使工件表面材料的组织发生变化而引起的；整体划痕是指砂轮滑动时，在工件表面形成的较粗糙的划痕，一般是由进给量过大、砂轮胶结剂过硬、砂料过大等因素造成的；砂轮寿命和表面拉伸也是影响研磨加工的重要因素。
光学冷加工抛光技术
光学冷加工抛光技术
光学冷加工抛光技术是一种利用光学原理进行表面修整和抛光的高精度加工方法。
相比传统的机械抛光，光学冷加工抛光技术具有以下优势：
1. 高精度: 光学冷加工抛光技术可以达到亚纳米级的表面精度，适用于高要求的光学元件和器件的加工。
2. 无接触: 光学冷加工抛光技术利用光束进行加工，不需要与
工件接触，避免了机械抛光可能带来的刮擦和损伤。
3. 无热效应: 光学冷加工抛光技术在抛光过程中不会产生热量，避免了传统热加工可能引起的热应力和热变形问题。
4. 高效率: 光学冷加工抛光技术可以同时对多个表面进行加工，提高了加工效率。
光学冷加工抛光技术的基本原理是利用光束的聚焦和控制来进行表面修整和抛光。
通过调整光束的聚焦参数，可以控制加工深度和加工形状，从而实现精确的表面加工。
光学冷加工抛光技术在光学器件制造、半导体加工、精密机械加工等领域有着广泛的应用。
它不仅可以提高光学元件和器件的质量和性能，还可以降低制造成本和提高生产效率。
光学冷加工-研磨加工基本知识
研磨加工基本知识讲义一、镜片加工流程及基本知识1、镜片加工流程：切削→研削→研磨→洗净2、切削的基本知识：切削：国内叫“粗磨”，国外叫NCG，为英文“球面创成”之缩写。
切削目的：去除材料硝材表面层，深度为0.5~0.6mm.。
由于硝材压型时精度不高，不加大加工余量就不能达到镜片所需尺寸（包括曲率、肉厚等）。
3、研削的基本知识：研削（也称精磨或砂挂），是镜片研磨前的极为重要的工序，研削加工的主要目的为：①加工出研磨工序所需要的表面精细度。
研削分为两道工序：A、第一道工序称S1，用1200#~1500#的钻石粒。
B、第二道工序称S2，用1500#~2000#的树指进行加工。
②加工出研磨工序所需要的球面精度。
③满足镜片中心肉厚要求，在规定的尺寸公差之内。
④研削品质的好坏对研磨后镜片的品质影响极大。
如研磨不良伤痕（キ）、砂目（ス）、肉厚、面不等不良均与研削有直接关系，研削品质的好坏决定研磨品质的优劣。
二、研磨加工基本知识：硝材在经过切削及研削，其基本尺寸及表面光洁度已经形成，但仍不能满足客户光学上的要求，必须进行研磨工序，研磨是获得光学表面的最主要的工序：1、研磨加工的目的：①去除精度的破坏层，达到规定的外观限度要求。
②精修面形，达到图面规置之不理的曲率半径R值，满足面本数NR要求及光圈局部允差（亚斯）的要求。
2、研磨的机理：①机械研削理论。
②化学学说。
③表面流动理论。
3、光圈的识别与度量（我们通常说的面即光圈）①什么是光圈？被检查镜片表面面形与标准曲率半径的原器面形有偏差时，它们之间含形成对称的契形空气间隙，从而形成等厚干涉条纹，有日光照射下可见到彩色光环（此时空气隙，呈环形对称），这种彩色的光环称为光圈，我们通常观察光圈数（即面本数）以红色光带为准。
这是因为红色光带较宽（波长范围为0.62um~0.78um），看起来清晰明亮。
②面本数的识别与度量有原器检查镜片时，如果二者是边缘接触（中间有空气层），从正方稍加压力P，干涉条纹从外向中心部移动即向内缩，称为低光圈或负光圈（图A），如果二者是从中间开始接触（边缘有空气隙），从正上方稍加压力P，干涉条纹从中心向边缘移动（或向外扩散）称为高光圈或正光圈（图B）③亚斯的识别与度量目前公司将面精度的中高、中低、垂边、分散或边等统称为亚斯，亚斯一定要满足作业标准的要求，超过标准含影响镜头的解像，所以亚斯是一个非常重要的指标，And grinding Basic knowledge handoutsLens processing processes and basic knowledge1, lens processing process:Wash cutting →grinding →grinding →2, the cutting of the basics:Cutting: Domestic called "coarse", abroad called the NCG, English spherical Creation "abbreviation.Cutting Objective: To remove the material the surface of the glass material layer and a depth of 0.5 to 0.6mm.Due to the type of glass material pressure accuracy is not high, do not increase the allowance can not be required to reach the lens size (including curvature, flesh, etc.).3, the grinding of the basics:Grinding (also known as grinding or sand hanging) is an extremely important step in front of the lens grinding Grinding main purpose:①machined surface fineness of the grinding step.Grinding is divided into two processes:A first process known as S1, 1200 # to 1500 # diamond particles.B, the second process known as S2, 1500 # ~ # 2000 resin processing.②processing spherical precision polishing step.(3) to meet the center of the lens flesh requirements within the specified dimensional tolerances.(4) grinding quality is good or bad quality of the lens grinding a great impact.Such as grinding bad scars (Cash), graining (su), flesh, ranging from bad to have a direct relationship with the grinding surface, the pros and cons of grinding quality determines the quality of the grinding quality.Grinding Basics:Nitrate material in its basic dimensions and surface finish has been formed after cutting and grinding, but it still can not meet the requirements of the customer optical polishing step mustbe carried out, is the most important step to obtain the optical surface polishing:1, the purpose of grinding:(1) removal of the accuracy of the destruction layer, to achieve the required appearance limit requirements.②the fine shave shaped to drawing requirements ignore the radius of curvature R, meet the requirements of the surface number NR requirements and aperture local tolerance (Elias).2, the grinding mechanism:①mechanical RESEARCH cut theory.(2) chemical theory.(3) surface flow theory.3, identification and measurement of the aperture (we usually say that the surface of the iris)①What is Aperture?Check the surface shape of the lens surface with the standard radius of curvature of the original surface shape deviation between them containing a symmetrical wedge-shaped air gap is formed, thereby forming fringes of equal thickness, the color can be seen under the sunlight halo (air gap annular symmetry), this halo of color called the iris aperture surface (the number), we usually observe the red band of light.This is because the red wide band of light (wavelength range 0.62um ~ 0.78um), looks clear and bright.②face identification and measurement of the number ofOriginal check lenses, if both the edge of the contact (the air layer in the middle), a little from the affirmative pressure P, interference fringes i.e. inwardly retracted portion moving from the center outward, as low the aperture or negative aperture (A) , if both are from the middle into contact with the air gap (edge), a little from the top of the positive pressure P, the interference fringes move from the center to the edge (or outward diffusion) called high aperture or positive aperture (Figure B)Determine the number of its surface is the red band of light as a standard vertical observation of several rings with that surface of the number of the Figure A Figure B is NR = -3, for NR = +3 this.(3) Elias identification and measurementSurface accuracy high, low, slouch, dispersed or side collectively referred to as Aspen, Aspen must meet the standard requirements of the job, more than the standard containing the impact of the resolution of the lens, so Aspen is a very important indicators。
光学冷加工基础知识
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和缺陷，并有适当的口锐性；d. 应具有良好的分散性和吸附性；e. 化学稳定性好，不致腐蚀工件。
1.2抛光粉的种类和性能常用的抛光粉有氧化肺＜CeO2）和氧化铁（FeO3）oa. 氧化饰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。
由于制造工艺和氧化饰含量的不同，氧化饰抛光粉有白色（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，莫氏硕度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，氧化饰比红粉具有更高的抛光效率，但是对表面光洁度要求高的零件，还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和纤维材料。
2.1抛光胶抛光胶乂名抛光柏油，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•常用测试仪器光学委件的某些质量指标，如透镜的曲率半径、棱镜的角度，需耍用专门的测试仪器來测量。
常用的仪器有：光学比较侧角仪、激光平面干涉仪、球径仪和刀口仪等。
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，同时也带來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XI单位面积圧力减少，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。
光学冷加工基础知识
R1=+79.48
(6.62) (3.94) R0.3
R2=+38.1
?39.7±0.005 (?37.1)
B
A
4.82-0 0.02
注：
1.8±0.05
1、R1面镀多层膜镀膜规格如下： R<0.5 % at 400-600nm R<1.0 % at 700 nm R2面镀AL2O3,λO=500±30nm
在加工光学零件时，需要为光学
零件预备加工所用的材料，常
称为毛坯料，硝材。
粗平图
C0.3
C0.3
板料
毛
条料
R1=∞
R2=∞
坯 料
粗平料
型料
型料图
C0.4
C0.4
R1=+83
R2=+36
?40.9--00..3083
4.荒折工程简介
荒折目的（）开球）
将毛坯料在荒折机上进行荒折粗加工，将零件切削出与公称 球面较为 接近的球面，为零件的砂挂做好准备。
5、裂边要求：
R1、R2面：0.2
6、一般公差：±0.1，角度公差：±1°
7、椭圆、锥度必须在外径公差内
8、部品中禁止使用ROHS及CSE04011禁止物质
记号 日 期
1
08-6-19
2
3
4
5
6
7
承认
订 误记
审核
正内容
担 当确 认 胡海涛
材质
nd υd
NBFD15
1.80610±50 33.3±0.3
双凸透镜 双凹透镜 平凸透镜 平凹透镜 弯月透镜
光学零件概述
90度
180度
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研磨加工基本知识讲义一、镜片加工流程及基本知识1、镜片加工流程：切削→研削→研磨→洗净2、切削的基本知识：切削：国内叫“粗磨”，国外叫NCG，为英文“球面创成”之缩写。
切削目的：去除材料硝材表面层，深度为0.5~0.6mm.。
由于硝材压型时精度不高，不加大加工余量就不能达到镜片所需尺寸（包括曲率、肉厚等）。
3、研削的基本知识：研削（也称精磨或砂挂），是镜片研磨前的极为重要的工序，研削加工的主要目的为：①加工出研磨工序所需要的表面精细度。
研削分为两道工序：A、第一道工序称S1，用1200#~1500#的钻石粒。
B、第二道工序称S2，用1500#~2000#的树指进行加工。
②加工出研磨工序所需要的球面精度。
③满足镜片中心肉厚要求，在规定的尺寸公差之内。
④研削品质的好坏对研磨后镜片的品质影响极大。
如研磨不良伤痕（キ）、砂目（ス）、肉厚、面不等不良均与研削有直接关系，研削品质的好坏决定研磨品质的优劣。
二、研磨加工基本知识：硝材在经过切削及研削，其基本尺寸及表面光洁度已经形成，但仍不能满足客户光学上的要求，必须进行研磨工序，研磨是获得光学表面的最主要的工序：1、研磨加工的目的：①去除精度的破坏层，达到规定的外观限度要求。
②精修面形，达到图面规置之不理的曲率半径R值，满足面本数NR要求及光圈局部允差（亚斯）的要求。
2、研磨的机理：①机械研削理论。
②化学学说。
③表面流动理论。
3、光圈的识别与度量（我们通常说的面即光圈）①什么是光圈？被检查镜片表面面形与标准曲率半径的原器面形有偏差时，它们之间含形成对称的契形空气间隙，从而形成等厚干涉条纹，有日光照射下可见到彩色光环（此时空气隙，呈环形对称），这种彩色的光环称为光圈，我们通常观察光圈数（即面本数）以红色光带为准。
这是因为红色光带较宽（波长范围为0.62um~0.78um），看起来清晰明亮。
②面本数的识别与度量有原器检查镜片时，如果二者是边缘接触（中间有空气层），从正方稍加压力P，干涉条纹从外向中心部移动即向内缩，称为低光圈或负光圈（图A），如果二者是从中间开始接触（边缘有空气隙），从正上方稍加压力P，干涉条纹从中心向边缘移动（或向外扩散）称为高光圈或正光圈（图B）③亚斯的识别与度量目前公司将面精度的中高、中低、垂边、分散或边等统称为亚斯，亚斯一定要满足作业标准的要求，超过标准含影响镜头的解像，所以亚斯是一个非常重要的指标，And grinding Basic knowledge handoutsLens processing processes and basic knowledge1, lens processing process:Wash cutting →grinding →grinding →2, the cutting of the basics:Cutting: Domestic called "coarse", abroad called the NCG, English spherical Creation "abbreviation.Cutting Objective: To remove the material the surface of the glass material layer and a depth of 0.5 to 0.6mm.Due to the type of glass material pressure accuracy is not high, do not increase the allowance can not be required to reach the lens size (including curvature, flesh, etc.).3, the grinding of the basics:Grinding (also known as grinding or sand hanging) is an extremely important step in front of the lens grinding Grinding main purpose:①machined surface fineness of the grinding step.Grinding is divided into two processes:A first process known as S1, 1200 # to 1500 # diamond particles.B, the second process known as S2, 1500 # ~ # 2000 resin processing.②processing spherical precision polishing step.(3) to meet the center of the lens flesh requirements within the specified dimensional tolerances.(4) grinding quality is good or bad quality of the lens grinding a great impact.Such as grinding bad scars (Cash), graining (su), flesh, ranging from bad to have a direct relationship with the grinding surface, the pros and cons of grinding quality determines the quality of the grinding quality.Grinding Basics:Nitrate material in its basic dimensions and surface finish has been formed after cutting and grinding, but it still can not meet the requirements of the customer optical polishing step mustbe carried out, is the most important step to obtain the optical surface polishing:1, the purpose of grinding:(1) removal of the accuracy of the destruction layer, to achieve the required appearance limit requirements.②the fine shave shaped to drawing requirements ignore the radius of curvature R, meet the requirements of the surface number NR requirements and aperture local tolerance (Elias).2, the grinding mechanism:①mechanical RESEARCH cut theory.(2) chemical theory.(3) surface flow theory.3, identification and measurement of the aperture (we usually say that the surface of the iris)①What is Aperture?Check the surface shape of the lens surface with the standard radius of curvature of the original surface shape deviation between them containing a symmetrical wedge-shaped air gap is formed, thereby forming fringes of equal thickness, the color can be seen under the sunlight halo (air gap annular symmetry), this halo of color called the iris aperture surface (the number), we usually observe the red band of light.This is because the red wide band of light (wavelength range 0.62um ~ 0.78um), looks clear and bright.②face identification and measurement of the number ofOriginal check lenses, if both the edge of the contact (the air layer in the middle), a little from the affirmative pressure P, interference fringes i.e. inwardly retracted portion moving from the center outward, as low the aperture or negative aperture (A) , if both are from the middle into contact with the air gap (edge), a little from the top of the positive pressure P, the interference fringes move from the center to the edge (or outward diffusion) called high aperture or positive aperture (Figure B)Determine the number of its surface is the red band of light as a standard vertical observation of several rings with that surface of the number of the Figure A Figure B is NR = -3, for NR = +3 this.(3) Elias identification and measurementSurface accuracy high, low, slouch, dispersed or side collectively referred to as Aspen, Aspen must meet the standard requirements of the job, more than the standard containing the impact of the resolution of the lens, so Aspen is a very important indicators。