光学冷加工流程
苏瑛-光学零件制造工艺学
光学零件特种加工工艺：特种加工工艺是按照不同技术要求 对冷加工或热加工之后的光学零件进行特殊加工。主要有光 学零件表面镀膜工艺、刻镀工艺、照相工艺、胶合工艺。 （1）光学零件镀膜工艺：它是在抛光或磨边好的零件表面上 镀一层薄膜，如镀增加透光或反光的膜层或其他用途的膜层。 该技术现在已形成一个薄膜光学技术，应用十分广泛。 （2）刻镀、照相工艺是在光学零件表面上制作各种分划标记 的工艺技术。 （3）胶合是将透镜、平面镜或棱镜按要求用光学胶胶合起来 的工艺。通常是将凸凹透镜胶合在一起来改善系统象差；棱 镜相胶来改变光路等。
图样绘制的要求应按照国家机械制图标准和光学制图标准及图样管理制度的 有关规定执行，一般应符合下列原则：
有关尺寸数据的标注均应符合国家制图标准。工艺图纸一般都要求标注允许 的公差范围，而不标注公差代号。需检验的尺寸、数据必须给出公差。
图样中所标注尺寸或数据有三种表示方法。 公称值：不带公差的名义值。加工中此值不做验收的依据，如透镜图中等焦距和
（2）按应力双折射大小分成三类
（3）按条纹大小分成四类
（4）按气泡大小和多少分成八类六级。
特殊玻璃
光学仪器中常用的特殊玻璃有耐辐射光学玻璃、石英光学玻璃、 微晶玻璃、窗用平板玻璃、硬质玻璃等。 一、耐辐射光学玻璃：在γ射线或高剂量的X射线的作用下，具有一 定的抗辐射性能的光学玻璃。耐辐射光学玻璃牌号的命名，按“无 色光学玻璃”牌号，根据其耐辐射性能的大小来分。 二、光学石英玻璃： 三、微晶玻璃：从原来的玻璃态经过热处理改变成的一种多晶体材 料。它的强度比普通玻璃大8倍；硬度比熔融石英还高，接近淬火 钢；密度低；具有高的热稳定性。 四、吸热玻璃：吸热滤光玻璃在可见光区域内有高的透过率而在红 外区域则大量吸收，对于光源的热辐射具有吸收性能。这种玻璃长 用于照明系统，吸收量随玻璃厚度的增加而增加，常用厚度为3mm。
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
激光透镜生产步骤与工艺
磨第一个面
磨第二个面
粗磨完成品
光学镜片冷加工流程：
抛光： 研磨抛光是获得镜片表面品质的主要工序，目的是去除上工序粗磨 残留的瑕疵并达到表面形状精度、中心厚度尺寸均符合规格要求； 此工序需要注意研磨粉洁净度、研磨液调配比例浓度、液体温度、 抛光皮选择、转速与摆臂幅度等；
粗磨完成品
抛光第一个面
抛光第二个面
激光透镜加工
认识球面光学镜片：
双凸透镜
双凹透镜 平凸透镜 平凹透镜
弯月凸透镜
光学镜片冷加工流程图：
毛坯硝材
切削
粗磨
抛光
芯取
镀膜
粘合
涂墨
光学镜片冷加工流程：
切削： 将毛坯料在切削机上进行切削加工，目的是将2个曲面切出与目标球 面R值较为接近、中心厚度预留，表面不允许有坑洞等不良，为后 道的粗磨、抛光做准备毛坯料
加工一面
加工另一面
切削完成
光学镜片冷加工流程：
粗磨： 粗磨处于研磨的中间工序，相当于机械加工中的半精加工，此工序 的主要目的是消除前到切削时留下的表面坑洞，达到表面粗糙度要 求和面型误差、中心厚度控制等；此工序需要选择金刚石颗粒的粒 度与玻璃材料磨耗度的搭配关系主轴转速与摆臂的运动幅度等；
切削完成品
金刚石砂轮
几何轴
左夹具
透镜
右夹具 机器主轴
几何轴与光轴重合
芯取机形式：
全自动立式芯取
全自动卧式芯取
球面与非球面区别：
球面
曲率中心
球面，对应只有1个R
非球面，依据设计可以有多个R
球面透镜与非球面透镜的差异：
球面镜片在成像上往往会造成像差和变形；要获得高品质影像，则需 要多片组成镜片群；而非球面镜片正好可以很好的解决像差和变形等 问题，而且通常情况下1片非球面镜片可以代替2-3片普通球面镜片， 镜片数量可减少，并且体积缩小、保持成像品质不变，这样，既解决 了成像问题又节省了空间，为更多的电子产品越做越薄成为可能；
光学镜片加工工艺
目录光学冷加工工序----------------------------------------2 玻璃镜片抛光工艺--------------------------------------3 镜片抛光----------------------------------------------4 光学冷加工工艺资料的详细描述--------------------------5 模具机械抛光基本程序（对比）--------------------------7 金刚砂 -----------------------------------------------8 光学清洗工艺-----------------------------------------10 镀膜过程中喷点、潮斑(花斑)的成因及消除方法------------12 光学镜片的超声波清洗技术-----------------------------14 研磨或抛光对光学镜片腐蚀的影响-----------------------17 抛光常见疵病产生原因及克服方法-----------------------23 光学冷却液在光学加工中的作用-------------------------25光学冷加工工序第1道：铣磨,是去除镜片表面凹凸不平的气泡和杂质,(约0.05-0.08)起到成型作用.第2道就是精磨工序,是将铣磨出来的镜片将其的破坏层给消除掉,固定R值. 第3道就是抛光工序,是将精磨镜片在一次抛光,这道工序主要是把外观做的更好。
第4道就是清洗,是将抛光过后的镜片将起表面的抛光粉清洗干净.防止压克. 第5道就是磨边,是将原有镜片外径将其磨削到指定外径。
第6道就是镀膜,是将有需要镀膜镜片表面镀上一层或多层的有色膜或其他膜第7道就是涂墨,是将有需要镜片防止反光在其外袁涂上一层黑墨.第8道就是胶合,是将有2个R值相反大小和外径材质一样的镜片用胶将其联合. 特殊工序:多片加工(成盘加工)和小球面加工(20跟轴)线切割根据不同的生产工艺，工序也会稍有出入，如涂墨和胶合的先后次序。
长春理工 大学 光学 冷加工 课件 第六章
• 光圈的度量
1、光圈数量的计算 ① N≥1的计算 在被检光学表面和参考光学表面仅有曲率半径偏差情况下，光 圈数度量与表示偏差大小和方向的误差曲线，其中，虚线代表参 考光学表面，曲线代表球面(或平面)相对于参考光学表面的偏差 大小和方向，平行线间距离代表λ/2。
光圈数Ｎ的度量 • （a）N＝3； (b)Ｎ＝2； (c)N＝2； (d)Ｎ＝1．
光圈的识别
• ◆光圈的识别
对光学零件的抛光一般要达到两个目的 光学表面疵病符合规定的等级 光学表面几何形状达到规定的要求
★光学样板检验原理
光学零件的表面精度是与光学样板比较而鉴 别出来的。光学零件的面型精度包括曲率半径 偏差、像散偏差和局部偏差三个内容。
图6-3 光圈检验原理 a-干涉现象；b-干涉原理； 1-样板；2-工件
hN / 2
• 光圈，即干涉条纹的形状是由空气隙等厚层的轨 迹决定的，即同一级干涉条纹对应的空气隙厚度 是相等的。利用干涉条纹的数量和不规则程度， 可以判定球面的面形误差。
（二）光圈数N与曲率半径偏差△R的关系
• 光学零件曲率半径与工作样板半径之间的偏差，以干涉条 纹数，即光圈数N表示。值不仅取决光圈数N、零件与样 板的接触口径D（在此口径范围内显示于涉环）干涉光的 波长，还取决于样板是沿边缘接触（低光圈），还是在中 部接触（高光圈）。
有像散存在就是光学表面的曲率半径不一样。 用周边加压法或一侧加压法可以判断像散的大小。 当N＞1时，光圈呈椭圆形； 当N＜1时，两垂直方向上的条纹弯曲程度不同。 局部偏差的判断 局部误差包括局部低和局部高，塌边和翘边 等，这种光圈的识别用一侧加压法判断。 局部低 条纹局部的弯曲凹向背着加压点。 局部高 条纹局部的弯曲凹向朝着加压点。 塌 边 条纹边缘部位塌向加压点。 翘 边 条纹边缘部位翘向加压点。
车载镜头的典型镜片的结构特点与其光学冷加工工艺简介
车载镜头的典型镜片的结构特点与其光学冷加工工艺简介摘要：社会生产生活水平的提升，对于汽车性能提出了更高的要求，随着科学技术的不断进步，车载摄像系统在汽车中的应用越来越普遍，成为提升汽车性能的关键系统。
车载镜头是车载摄像系统中的重要组成部分，其典型镜片的加工工艺决定着系统性能的发挥。
在当前车载镜头典型镜片的加工过程中，往往采用光学冷加工工艺，能够有效提升镜片质量，满足汽车驾驶人员的需求。
本文将通过分析车载镜头的典型镜片的结构特点，探索车载镜头典型镜片的光学冷加工工艺，为车载摄像系统的不断完善提供参考。
关键词：车载镜头；典型镜片；结构特点；光学冷加工科学技术的不断进步，使得汽车产品的智能化发展速度加快，满足了驾驶人员对于汽车的个性化需求。
车载镜头是汽车中不可或缺的重要组成部分，对于汽车的行驶安全能够提供有效帮助。
无论是在倒车摄像头中，还是在行车记录仪中，车载镜头都发挥着至关重要的作用。
研究车载镜头的典型镜片的结构特点，有助于进一步提升其结构性能。
车载全景摄像头镜组前片与倒车摄像头镜组前片的结构特点存在差异性，对于加工工艺的要求也不相同。
光学冷加工工艺在车载镜头典型镜片的生产加工中逐渐得到应用，不仅能够保障镜头的质量，而且提升了生产效率。
但是，我国的光学冷加工生产工艺依旧存在很多需要完善的地方。
因此，需要对车载镜头的典型镜片的光学冷加工工艺进行深入研究。
一、车载镜头种类及典型镜片的结构特点1.车载镜头的种类（一）倒车摄像头在汽车车尾外部安装倒车摄像头，能够有效提升倒车的准确性控制，保障驾驶的安全。
由于倒车摄像头安装于外部，因此其使用性能会受到多种外界因素的影响，比如雨雪天气等等。
因此，倒车摄像头对于密封防水性的要求较高，这也是在镜头生产制造时需要着重注意的关键点。
通过增强倒车摄像头的密封防水性，能够有效保障车载摄像系统的正常运转。
在特殊倒车摄像头的加工制造中，还应该对光路前抛光面的憎水性进行合理控制，以提升摄像头的防干扰能力，提升整车性能。
光学冷加工光圈的识别及光胶上盘
光学冷加工光圈的识别在抛光的过程中,须用光学样板检查工件的面形精度－－光圈.因此,正确的判断光圈的高低程度及局部误差的性质,对于修改工件面形偏差是非常重要的。
所谓高光圈，是指样板与工件中心接触，低光圈是指样板与工件边缘接触。
并规定：高光圈（凸）为正偏差，低光圈（凹）为负偏差。
1 高低光圈的识别(1)按压法根据手持样板按压时干涉条纹移动方向,判断光圈的高低。
低光圈：条纹从边缘向中心收缩。
高光圈：条纹从中心向边缘扩散。
(2)点压法在光圈数少的情况下，可在样板的一侧施加压力，此时的判断为：低光圈：条纹的弯曲中心和移动方向一致。
高光圈：条纹的弯曲中心和移动方向相反。
(3)色序法在白光下观察时，也可按光圈颜色的序列来识别高低光圈，但不能判断光圈数。
低光圈：从中心到边缘的颜色序列为蓝红黄高光圈：从中心到边缘的颜色序列为黄红蓝2 光圈的度量(1)当光圈数N>1时,以有效检验范围内直径方向上最多光圈数的一半来度量,根据光圈数可以确定空气隙的大小。
用汞灯绿色光作为光源，这时每道圈对应的间隙可近似认为等于0.25微米，即四道圈约为1微米。
若采用氦氖激光作为单色光源，则每一圈约为0.316微米，即三道圈近似1微米。
生产上以自然光作为光源，一般以红色光圈计数较为方便，即表面上有几道红色光圈，就为几道光圈。
(2)当光圈数N<1时，对于大曲率半径球面或平面，通常以通过直径方向上干涉条纹的弯曲量（h）相对于条纹的间距（H）的比值（N）来度量，光圈数N=h/H对于较小曲率半径的球面，一般是按光斑的大小与颜色的差异来估算的。
在自然光的照明下，当边缘接触，其颜色为灰白色时，则可根据中间颜色按绿黄到淡黄来确定光圈数。
3 象散偏差的识别与度量被检光学表面在两个相互垂直方向上光圈数不等所产生的偏差，被称为象散偏差4 局部偏差的识别与度量被检光表面在任一方向上光圈的局部不规则的程度，称为局部偏差光胶上盘简介光胶是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。
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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光学冷加工流程
光学冷加工流程是一种新兴的制造工艺，其利用激光的能量将物质加工成所需形状。
这种工艺具有高效、精密、绿色等特点，被广泛应用于航空航天、汽车工业、电子制造等领域。
光学冷加工的流程分为以下几个步骤：
1. 设计加工方案：首先需要根据产品的要求设计加工方案，确定加工的形状、尺寸、精度等参数。
2. 材料准备：根据加工方案选取合适的材料，进行清洗、烘干等处理，以确保加工质量。
3. 激光加工：将激光束照射在材料表面上，利用激光的能量将材料加工成所需形状。
激光加工的参数包括功率、焦距、扫描速度等，需要根据不同的材料和加工要求进行调整。
4. 加工后处理：加工完成后，需要对产品进行清洗、抛光、检验等处理，以确保产品质量。
在光学冷加工流程中，激光加工是关键的环节。
激光加工的优点是可以实现高精度、高效率的加工，同时不会产生明显的热影响区，避免了传统加工方法的变形和残留应力等问题。
激光加工的缺点是设备成本高、维护难度大，需要专业技术人员进行操作和维护。
光学冷加工流程的应用越来越广泛，如在航空航天领域中，利用光学冷加工可以制造出高强度、低重量的零部件，提高飞行器的性能和经济性；在汽车工业中，利用光学冷加工可以制造出高精度的汽车零部件，提高汽车的安全性和舒适性；在电子制造中，利用光学冷加工可以制造出微米级别的电子元器件，提高电子产品的性能和可靠性。
光学冷加工是一项具有广泛应用前景的制造工艺，其流程包括加工方案设计、材料准备、激光加工和加工后处理等环节。
通过不断的技术创新和工艺改进，光学冷加工将会有更加广阔的应用前景。