光学零件基本加工工艺规程设计 LN
第二篇光学零件加工工艺设计
第四章光学零件加工工艺设计工艺规程是光学零件加工的主要技术资料，也是组织生产不可缺少的技术依据，合理的加工工艺规程不但能保证加工质量，提高加工效率，而且也能反映出当前的生产情况和工艺水平。
一、工艺设计的基本原则要想编出合理的工艺规程，必须掌握光学零件制造特点，考虑现有生产条件，并尽可能采用新技术、新工艺，。
设计工艺规程的基本原则是：在一定条件下，如何保证以最低的成本和最高的效率来达到零件图上的全部尺寸、形状、位置精度、表面质量和其他技术要求。
目前我司围绕光学透镜玻璃的加工，在厂房建设上、设备选型上、工艺布局上以主要采用高效透镜单片加工作为公司生产组织的工艺定位。
（结合实际情况部分零件又采用多片加工工艺），其主要加工流程如下：（增加工艺流程）二、工艺设计的步骤（一）、全面了解和研究原始资料光学零件图、技术条件、生产纲领、设备性能等是工艺设计必须具备的原始资料，也是工艺设计的基本依据，必须对其进行细致地分析和全面地的研究。
（二）、确定生产类型、毛坯种类和加工方法根据生产纲领的大小，光学零件生产类型分为小量（包括试制）、成批和大量生产3 种，对于大批量生产应尽可能采用压型毛坯和采用粗磨铣削、高速精磨、高速抛光、自动定心磨边等高效的加工方法，对于单件试制，采用块料毛坯并尽量采用公司现有的加工方法。
（三）确定加工顺序根据毛坯种类、零件的尺寸和形状、图面的技术要求等确定加工顺序，进而制定出零件在各工序加工中应达到的尺寸、形状、加工精度、表面质量等技术要求及操作注意事项。
一般情况加工顺序的确定可参考以下原则：1、铣磨：a、先加工区率半径较小的面b、先加工凹面2、精磨、抛光：a平面先于球面b、凹面先于凸面c、曲率半径大的面先于曲率半径小的面d、外观要求低的面先加工3、磨边：一般情况下先铣磨、精磨、抛光后磨边、镀膜，在零件材质化学稳定性较差、边缘较薄而偏心要求又不高的情况下可考虑先铣磨、精磨、磨边后抛光、镀膜。
4、镀膜：一般情况下先磨边后镀膜，在零件材质化学稳定性较差或度膜有效范围要求较高（接近磨边完工直径）时可考虑先镀膜后磨边。
光学仪器物镜G01_7光学零件冷加工工装设计_工艺规程编制的研究
2 算出 α'=5.310 α=2α'=10.620 又由三角函数可算出 x' 即： x' =sin(2α')
122.36 X=122.36×sin21.240 =22.553mm =45.1mm 此模具的弧宽为 45.1mm 有了此数据就可以画出凸粗磨修砂模的图形 （2） 凹 粗 磨 修 砂 模 的 设 计 方 法 和 计 算 与 凸 修 砂 磨 模 具 的 方 法 相 同。 3．2．2 在 此 道 工 序 中 应 注 意 几 个 问 题,即 : 磨 料 砂 轮 ， 金 刚 石 磨 具 等，这里就介绍一下砂轮的选择方法： 砂轮的粒度选择很关键，必须严格按照工艺要求选择；一般情况
5．2．3 聚氨脂泡沫塑料抛光材料：主要用于中等精度大批量生产 5.3 常用的抛光粉 （1）三氧化二铁（红粉）（2） 铈-稀土氧化物（3）氧化锆抛光粉｝ 5.4 抛光基体模工装设计 5.4.1 凹抛光模的设计 必须先知道曲率半径和口径，由公式得： RP=R0±0.8 （凹取“－”凸取“+”） 因为抛光模设计出来后还需帖上一层聚氨脂片， 其厚度为 0.8mm。 DP＝2D0 假设抛光模口径取 2 倍玻璃直径，根据以上公式代入数据得： RP=R0+0.8 =32.96+0.8=33.76mm DP=2D0=2×22.6=45.2mm 所以 （抛光模基体模凹模子 ） 的 曲 率 半 径 为 33.76mm， 口 径 为 45.2mm。 5.4.2 凸模子的设计 与凹模子设计方法一样由公式得 ：RP=R0±0.8 此时为凸模子，所以 取 “－ ” RP=122.46－0.8=121.66mm DP=2D0=2×22.6=45.2mm 其口径和凹模子相等，都为 覬45.2mm 5.5 抛光对磨模的工装设计 抛光对磨模上根据抛光基体模的尺寸而设计出来的，它是将抛光 基体模在无意中磨损或变形后进行修正的作用，要修正凹凸两个抛光 基体模也就应该有两个相对的抛光对磨模。 5.5.1 凸抛光对磨模：必须先算出口径和曲率半径： DPD=11DP 所以曲率半径就应该取凹抛光基体模的曲率半径： DPD=1.1×45.2=49.72mm 因此凸抛光对磨模的口径为 49.72mm，而曲率半径则为 33.76mm 5.5.2 凹抛光对磨模 曲率半径取凸抛光基体模的曲率半径 R121.66mm，而口径则为： DPD=0.9DP 所以此抛光对磨模的曲率半径为 121.66mm，而口径则为： DPD=0.9×45.2 =40.68mm 因 此 凹 抛 光 对 磨 模 的 口 径 为 40.68mm， 而 曲 率 半 径 则 为 121.66mm 6.结 束 语 总之，单件高效生产能提高大批量光学零件加工的效率，缩短了 加工时间，减少或省去了辅助工序。 各道工序及辅料的特征优越在于， 精密压型毛坯代替块料毛坯；金刚石磨轮的粗磨铣削和金刚石磨具的 高速精磨代替散粒磨料的粗磨和精磨；聚氨酯抛光模的高速抛光代替 古典法抛光；高效的氧化铈抛光粉代替红粉；刚性装夹代替弹性装夹。 这样一来就可以大幅度地提高生产效率。 科
第18章光学零件基本加工工艺规程设计 文档
? 锯切余量；
? 整平余量； ? 表面粗磨余量；
? 表面精磨、抛光余量； ? 定心磨边余量。
? ? 1.2(M n ? M n?1)
Δc
tc
Δj1
tj1
t j2
A
A
图18-1 加工余量的确定
三、各工序余量的计算
? 1.锯切余量与公差
2.研磨、抛光余量与公差
一般可以采用的数据：零件直径小于10mm时，单面余量取0.150.20mm，零件直径大于10mm时，单面余量取0.20-0.25mm。
第二节 加工余量
? 一、基本概念 ? 为了获得所需的零件形状、尺寸 和表面质量，必须从玻璃毛坯上 磨去一定量的光学材料层，此光 学材料层通常称为加工余量。
? 加工余量的种类： ? 线性尺寸余量 ? 角度余量 ? 工序余量 ? 总加工余量
? 根据光学零件加工工序的特点，一般零 件的全部加工余量是由下列余量组合而 成的。
? 确定粗磨余量 ? 确定粗磨完工尺寸 ? 设计粗磨工装 ? 选择粗磨辅助材料 ? 编制粗磨工艺规程
? （六）确定毛坯尺寸并绘制毛坯图
? （七）编制工艺规程，填写工艺卡片
? 设计工艺规程时，要充分发挥现有的生产技 术手段，同时应适当的采用最新的工艺技术。
? 工艺规程一旦确定下来，生产人员必须严格 遵守。当然工艺规程也不是一成不变的，随 着科学技术的发展，到一定时期，工艺规程 必须修改，否则就会阻碍生产的发展。
3.磨外圆与定心磨边余量与公差
焦距小于300mm，偏心差要求不高时： 易偏心零件：
第18章光学零件基本加工工艺规程设计
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
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3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/25
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
典型光学零件工艺规程举例
n 对玻璃的要求：
n Δnd n Δ(nf-nc) n 光学均匀性 n 应力双折射 n 条纹度 n 气泡度 n 光吸收系数
对光学零件的要求：
N ΔN ΔR χ B 计
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
第18章光学零件基本加 工工艺规程设计
2020/11/25
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
n 工艺规程是光学零件制造过程中的法律 文件，它是根据零件的图纸、生产批量、 车间的加工设备、制造过程中夹具、模 具和检测手段由车间技术人员提出，并 经过一定审查批准程序制定的，每个需 要制造的零件都有相应的工艺规程。
棱镜精磨抛光：基准面或辅助基准面先加 工；不规则的工作面或零件重心不通过它的工 作面先加工；表面疵病要求低的先加工；角度 精度要求高的先加工（屋脊棱镜除外）；容易 修改光学平行差的面最后加工。
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
n 2、设计镜盘和磨具 n 3、确定精磨抛光余量 n 4、选择精磨抛光的设备及辅助材料 n 5、编制精磨抛光工艺规程
第18章光学零件基本加工工艺规程设 计
（五）确定粗磨工艺规程
n 确定加工顺序 透镜粗磨：先加工曲率半径大的面； 先加工凹面；钻孔一般在开球面之前； 铣槽根据零件结构安排。 棱镜粗磨：基准面或辅助基准面先加 工，工作面较大（或能使下道工序成条 或成对）加工的面先加工；铣槽后加工。
光学塑料零件制造工艺设计
光学塑料零件制造工艺设计光学塑料零件制造工艺设计是指根据零件的要求和设计要求，选择合适的材料、工艺和设备，进行零件的制造过程设计。
下面是光学塑料零件制造工艺设计的详细步骤：1. 材料选择：根据零件的要求，选择透明度高、光学性能好的光学塑料材料，如聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等。
2. 设计分析：对零件的设计进行分析，了解零件的功能、形状、尺寸等要求，确定制造工艺的基本要求。
3. 模具设计：根据零件的形状和尺寸，设计合适的模具，包括注塑模具和压模具等。
模具设计要考虑到零件的表面光洁度和精度要求。
4. 注塑工艺设计：根据零件的形状和尺寸，确定合适的注塑工艺参数，包括注塑温度、注塑压力、注塑速度等。
注塑工艺设计要考虑到材料的熔融温度和流动性，保证零件的质量。
5. 模具加工：根据模具设计，进行模具的加工制造，包括精密加工、电火花加工等，保证模具的精度和质量。
6. 注塑成型：将光学塑料材料加热熔融后，通过注射机将熔融材料注入模具中，冷却固化后取出成型的零件。
注塑成型过程要控制好注塑工艺参数，保证零件的尺寸和表面质量。
7. 表面处理：根据零件的要求，进行表面处理，包括去毛刺、打磨、抛光等，提高零件的光洁度和透明度。
8. 检验与调整：对成型的零件进行检验，包括尺寸、光学性能等方面的检验，如有需要，进行调整和修正，保证零件的质量和性能。
9. 包装与出货：对合格的零件进行包装，保护零件的表面光洁度和质量，然后进行出货。
以上是光学塑料零件制造工艺设计的详细步骤，通过合理的设计和控制，可以生产出满足光学要求的高质量光学塑料零件。
光学零件加工流程综述(完整版)
镀膜材料包括金属、介质等，根据不同的光学要求选择不同的镀膜 材料。
镀膜工艺
镀膜工艺包括真空蒸发、化学气相沉积、物理气相沉积等，以达到不 同的光学要求。
切割技术
1 2
切割技术
通过切割将光学零件加工成所需的形状和尺寸。
切割工具
切割工具包括金刚石刀具、线切割等，根据不同 的材料和要求选择不同的切割工具。
光学元件的污染问题与对策
污染问题
在光学零件加工过程中，由于空气中悬 浮颗粒、油雾、手汗等原因，可能导致 光学元件的污染，如表面污渍、颗粒附 着等，这些问题会影响光学元件的光学 性能和寿命。
VS
对策
为了减小污染，加工车间应保持清洁和干 燥，定期进行空气净化处理；操作人员应 穿戴干净的工作服和手套，避免直接接触 光学元件；在加工完成后，应及时对光学 元件进行清洗和保护，避免污染和损伤。 同时，可以采用一些表面处理技术来提高 光学元件的抗污染能力，如镀膜、涂层等 。
光学零件加工流程综述（完整版
contents
目录
• 光学零件简介 • 光学零件加工流程 • 光学零件加工技术 • 光学零件加工中的问题与对策 • 光学零件加工的未来发展 • 结论
01 光学零件简介
光学零件的定义与分类
定义
光学零件是指利用光的折射、反射、 干涉等原理制成的各种元件，如透镜、 棱镜、反射镜等。
06 结论
总结
01
本文对光学零件加工流程进行了全面综述，详细介绍了光学零 件的种类、加工原理、工艺流程和关键技术。
02
通过分析不同类型的光学零件加工流程，总结了各流程的特点
和适用范围，为实际生产提供了指导。
针对现有加工技术的不足，提出了改进和优化的方向，为未来
光学零件基本加工工艺规程设计
光学零件基本加工工艺规程设计一、材料选择在设计光学零件基本加工工艺规程之前，首先需要根据光学零件的要求和使用环境选择合适的材料。
一般情况下，光学零件常用的材料包括玻璃、晶体和塑料等。
不同的材料有不同的特性和加工难度，在选择材料时需要考虑光学性能、物理性能和耐久性等因素，并权衡其加工难度和成本等因素。
二、加工流程规划1.光学零件的加工主要分为粗加工和精加工两个阶段。
粗加工阶段主要是通过切削、研磨和抛光等工艺对原材料进行形状和尺寸的加工，以获得近似尺寸和粗糙度要求的加工零件。
精加工阶段主要是通过抛光、研磨和涂膜等工艺对粗加工后的零件进行微调和处理，以获得最终的光学性能和表面质量。
2.在粗加工阶段，常用的加工工艺包括切削、磨削、抛光和研磨等。
切削是指通过刀具对材料进行切削来获得所需形状和尺寸的工艺，常用的切削工具有铣刀、车刀和钻头等。
磨削是指通过磨轮对材料进行磨削来获得粗加工目标，常用的磨削工具有砂轮、磨粒和金刚石等。
抛光和研磨则是通过对材料表面进行机械处理来获得较好的表面质量，常用的工具有抛光布、研磨液和涂膜等。
3.在精加工阶段，主要采用的工艺有抛光、研磨和涂膜等。
抛光是通过抛光布和涂膏等工具对零件表面进行抛光处理，以提高表面质量和光学性能。
研磨是通过研磨片和涂膏等工具对零件进行平面研磨和修整，以达到更高的尺寸精度和表面光洁度。
涂膜是在零件表面涂覆一层光学膜以改善其光学性能和耐磨性，常用的涂膜有反射膜、透明膜和滤光膜等。
三、加工参数确定在光学零件基本加工工艺规程设计中，还需要确定加工参数，以保证加工精度和表面质量。
加工参数包括切削力、磨削速度、抛光布压力和涂膜厚度等。
这些参数的选择和调整需要根据加工材料的硬度、光学要求和设备性能等因素进行综合考虑。
一般情况下，需要通过试验和实践来不断调整和优化加工参数，以获得最佳的加工效果。
综上所述，光学零件基本加工工艺规程设计是基于光学要求和加工难度等因素来选择合适的材料、规划加工流程和确定加工参数等，以获得满足光学性能和表面质量的最终加工零件。
光学元件加工流程
光学元件加工流程光学元件是用于控制和操纵光线的器件，广泛应用于光学仪器、通信设备、激光技术等领域。
光学元件的加工流程通常包括以下几个步骤：设计、材料选择、切割、研磨和抛光、涂膜、检测和包装。
下面将逐一介绍这些步骤的具体流程。
1. 设计在加工光学元件之前，需要进行设计，确定元件的形状、尺寸和性能指标。
设计过程中需要考虑到所需的光学特性，如透过率、反射率等，并根据具体应用场景选择合适的材料。
2. 材料选择根据设计要求，选择合适的材料进行加工。
常用的光学材料有玻璃、晶体和塑料等。
不同材料具有不同的物理特性和加工难度，因此需要根据具体要求进行选择。
3. 切割根据设计要求，在选定的材料上标出需要切割的形状和尺寸。
然后使用切割工具（如钻孔机或激光切割机）将材料切割成所需的形状。
4. 研磨和抛光切割后的材料表面通常会有一定的粗糙度和不平整度，需要经过研磨和抛光来提高表面质量。
使用砂轮或其他磨料对材料进行粗磨，去除表面的毛刺和凹凸不平。
使用细砂轮或抛光膏进行细磨和抛光，使表面光滑均匀。
5. 涂膜为了改善光学元件的透过率、反射率等性能，常常需要在其表面涂上一层特殊的薄膜。
涂膜可以通过物理气相沉积（PVD）或化学气相沉积（CVD）等方法进行。
涂膜工艺中需要控制好温度、气压、沉积速率等参数，以确保涂层质量。
6. 检测完成涂膜后，需要对光学元件进行检测，以验证其性能是否符合要求。
常用的检测手段包括透过率测试、反射率测试、表面平整度测试等。
通过检测，可以对加工过程进行调整和优化，以提高元件的质量。
7. 包装将加工完成的光学元件进行包装，以保护其表面免受污染和损坏。
常用的包装方式包括塑料袋、泡沫箱等。
在包装过程中，需要注意避免与硬物接触，防止划伤或碰撞。
以上是光学元件加工的基本流程和步骤。
在实际加工过程中，可能还会涉及到其他环节，如清洗、修复等。
不同类型的光学元件加工流程可能有所差异，但总体上都遵循上述基本步骤。
为了确保加工质量和效率，需要合理选择加工设备、优化工艺参数，并进行严格的质量控制。
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2.棱镜毛坯尺寸的计算
设三棱镜的角度分别是α、β、γ，其对 应的面为3、2、1，毛坯的尺寸为Lx，精磨余 量为Pj，粗磨余量为Pc，则有下列关系式：
Lx1=L1+(Pj+Pc)(ctanα/2+ctanβ/2) Lx2=L2+(Pj+Pc)(ctanα/2+ctanγ/2) Lx3=L3+(Pj+Pc)(ctanβ/2+ctanγ/2)
2、设计镜盘和磨具 3、确定精磨抛光余量 4、选择精磨抛光的设备及辅助材料 5、编制精磨抛光工艺规程
（五）确定粗磨工艺规程
确定加工顺序 透镜粗磨：先加工曲率半径大的面； 先加工凹面；钻孔一般在开球面之前； 铣槽根据零件结构安排。 棱镜粗磨：基准面或辅助基准面先加 工，工作面较大（或能使下道工序成条 或成对）加工的面先加工；铣槽后加工。
根据零件的中心偏要求，确定是否定中心磨边； 根据零件尺寸大小，中心偏差要求的精度和设备
情况确定磨边方法； 定中心磨边余量的确定； 选择定中心磨边的工装夹具和辅料； 编制透镜定心磨边工艺规程。
（三）设计球面工作样板（透镜）
按磨边前的零件直径确定工作样板的 直径。工作样板由标准样板套制而成。
锯切余量；
整平余量；
表面粗磨余量； 表面精磨、抛光余量；
定心磨边余量。
1.2(M nM n1)
Δc
tc
Δj1
tj1
tj2
A
A
图18-1 加工余量的确定
三、各工序余量的计算
1.锯切余量与公差
2.研磨、抛光余量与公差
一般可以采用的数据：零件直径小于10mm时，单面余量取0.150.20mm，零件直径大于10mm时，单面余量取0.20-0.25mm。
确定粗磨余量 确定粗磨完工尺寸 设计粗磨工装 选择粗磨辅助材料 编制粗磨工艺规程
（六）确定毛坯尺寸并绘制毛坯图
（七）编制工艺规程，填写工艺卡片
设计工艺规程时，要充分发挥现有的生产技 术手段，同时应适当的采用最新的工艺技术。
工艺规程一旦确定下来，生产人员必须严格 遵守。当然工艺规程也不是一成不变的，随 着科学技术的发展，到一定时期，工艺规程 必须修改，否则就会阻碍生产的发展。
（四）确定精磨抛光工艺规程
1、确定加工顺序
透镜精磨抛光：平面先于球面；凹面先于 凸面；曲率半径大的表面先于曲率半径小的表 面；表面疵病要求低的先加工。
棱镜精磨抛光：基准面或辅助基准面先加 工；不规则的工作面或零件重心不通过它的工 作面先加工；表面疵病要求低的先加工；角度 精度要求高的先加工（屋脊棱镜除外）；容易 修改光学平行差的面最后加工。
第18章光学零件基本加工工艺规程设计_412
第一节 工艺审查
就是按照多、快、好、省的原则 对产品的设计合理性、结构工艺 性、制造经济性做全面的审查和 综合评定。
一、设计合理性
形状 尺寸 精度 重量 材料
二、结构继承性 三、“三化”程度（标准化、系列化、通用化）
四、先进性：及时适当采用新材料、新技术、新 工艺。
设计工艺规程时，应先从最后一道工序开始考虑。 如透镜加工余量，应先从定中心磨边余量开始给定 直径尺寸；棱镜和平面镜应先从抛光开始给定厚度 尺寸。然后再考虑相应的工序余量和尺寸。
设计必要的工装和选择必要的辅助材料。
编写和工艺规程有关的目录和各种明细表。
二、设计步骤
（一）设计球面标准样板（透镜） （二）确定透镜定中心磨边工艺过程（透镜）
第二节 加工余量
一、基本概念 为了获得所需的零件形状、尺寸 和表面质量，必须从玻璃毛坯上 磨去一定量的光学材料层，此光 学材料层通常称为加工余量。
加工余量的种类： 线性尺寸余量 角度余量 工序余量 总加工余量
根据光学零件加工工序的特点，一般零 件的全部加工余量是由下列余量组合而 成的。
典型光学零件工艺规程举例
对玻璃的要求：
Δnd Δ(nf-nc) 光学均匀性 应力双折射 条纹度 气泡度 光吸收系数
对光学零件的要求：
N ΔN ΔR χ B C q φ效
什么是光学元件工艺规程？编制工艺规 程，需要考虑的主要内容有哪些？
欲加工一等腰直角棱镜，其中要求完工 的直角边长度L=40mm，查表得到粗磨 和精磨的加工余量分别为Pc=1.2mm和 Pj=0.2mm，试计算毛坯尺寸LX1、LX2 和LX3。
3.磨外圆与定心磨边余量与公差
焦距小于300mm，偏心差要求不高时： 易偏心零件：
四、光学零件毛坯尺寸的计算
1.透镜毛坯尺寸的计算（块料）
毛坯的中心厚度为d，透镜的最大允 许的中心厚度为d0，凹面的矢高为h，单 面精磨余量为Pj，单面粗磨余量为Pc,则有 下面关系式： 双凸透镜 d=d0+2(Pj+Pc) 弯月透镜 d=dd=d0+2(Pj+Pc)+h1+h2
第三节 工艺规程的设计原则和步骤
一、一般原则 原则：在一定的条件下，如何
保证以最低的成本和最高的效 率来达到零件图上的全部尺寸、 形状、位置精度、表面质量和 其他技术要求。
全面了解、熟悉零件图技术条件以及其他原始资料， 进行综合分析；
首先考虑选用通用样板和仪器，如果没有，设计必 要的专用样板和专用仪器。