光学冷加工毕业设计
河南工业职业技术学院Henan Polytechnic Institute 毕业设计（论文）
题目光学零件精磨加工工艺
班级精密 0601
姓名崔四海
指导教师黄长春
目录
摘要 (4)
前言 (4)
一精磨的目的 (6)
二精磨的方法 (7)
2.1散粒磨料精磨法 (7)
2.1.1精磨模的修整 (7)
2.1.2精磨工艺 (8)
2.1.3精磨机的精磨原理 (10)
2.1.4 精磨的四大重点 (11)
2.2金刚石磨具精磨 (12)
2.2.1金刚石磨具的制作 (13)
3.1实际工作中精磨遇见的问题与解决方法 (16)
四冷却液 (17)
五金刚石精磨工艺因素的选择 (18)
六面检 (19)
6.1光圈概述 (19)
6.2光圈检验 (19)
6.2.1面本数与亚斯的计算方法 (19)
6.2.2原器检面注意事项 (19)
6.3光圈的识别 (19)
6.4高低光圈的识别方法 (20)
6.5光圈的度量 (20)
6.6 面形检测 (20)
七精磨（抛光）检验 (22)
7.1 线性尺寸检验 (22)
7.1.1 透镜中心厚度的检验 (22)
7.1.2 棱镜理论高度 (22)
7.2 表面疵病检验 (22)
7.2.1 观察法 (22)
7.2.2 表面疵病的鉴别 (23)
7．3光学零件的基本量测量 (23)
7．3.1光学面形检测 (23)
7．3.2 曲率半径的测量 (23)
八模具检测与修整 (24)
8.1 精磨本体模凹模的检测和修整 (24)
九任务书设计 (25)
1）精磨本体模的设计 (25)
2）修模的设计 (25)
3）套圈的设计 (25)
4）面本体的设计 (25)
5）面修模的设计 (26)
6）面套圈的设计 (26)
结论 (27)
致谢 (28)
参考文献 (29)
摘要：
精磨是粗磨和抛光中间的一道工序，其目的是减少工件表面的凹凸深度，进一步改善工件表面的曲率半径精度（对于球面工件）或平面度（对于平面工件）。精磨工艺除了采用古典法（散料精磨法），还有金刚石磨片的成型高速精磨法。我们用金刚石磨具精磨。
精磨法是指通过外界压力使磨具、磨料、零件三者间产生相对运动，实现精磨的工艺。散料磨料精磨时，磨料在磨具与零件之间处于无规律的自由运动状态。精磨前，根据粗模零件的表面质量，选择磨料粒度号，通常粗模零件的表面粗燥度为用W40或W28的磨痕；精磨则用W28或W20始磨，同时尚需检查和修正精磨模。
关键词：精磨目的工艺精磨法
前言
工农业生产，文教卫生和国防建设诸领域，广泛使用光学仪器，并且对光学仪器的性能提出越来越高的要求。棱镜和球面透镜是光学仪器的基础元件，其质量和批量，决定了光学仪器的品质和生产规模。
随着现代高科技的发展，特别是离子加工激光加工以及新型材料如光学晶体材料，激光晶体材料的应用，光学工艺加工技术已从一门古老的工艺方法发展为包括光学，精密机械，电子技术计算机技术等互相渗透的综合技术。
似乎人人都能当光学工人，应当知道怎样做，怎样才能做得更好，也就是要知其然和知其所以然。
真正学习讨论光学冷加工，应具备物理光学，几何光学，象差理论，光学测试的知识和从事冷加工的经历，要有自己的理解。
光学元件的生产向着高精度，高效率和绿色环保方向发展。
在有限的时间里，不可能——也无必要追求理论的系统性和完整性。知道怎样做，怎样才能做得更好，是我们的目的。
精磨是粗磨和抛光中间的一道工序，其目的是减少工件表面的凹凸深度，进一步改善工件表面的曲率半径精度（对于球面工件）或平面度（对于平面工件）。精磨工艺除了采用古典法（散料精磨法），还有金刚石磨片的成型高速精磨法。我们用金刚石磨具精磨。
A. 加工出抛光工序所需要的表面精度。
B 精磨加工原分为3道工序，后经辅材，加工条件的改良分为两道工序
1 第一道工序称S1，用1200#～1500#的钻石粒磨削镜片：是金属结合剂。
2 第二道工序称S2，用1500#～200#的树脂进行研磨加工，数树脂结合剂。
C. 加工出抛光工序所需要的球面精度，达成破坏层0.002mm以内。
D.满足镜片中心肉厚要求，在规定尺寸公差之内。
E.精磨的品质好坏对抛光品质有极大影响（如抛光不良：伤痕/砂目/肉厚/面的不良与精磨有直接关系，精磨品质好坏决定抛光品质的优劣）。
2.1散粒磨料精磨法
散粒磨料精磨法是指通过外界压力使磨具、磨料、零件三者间产生相对运动，实现精磨的工艺。散料磨料精磨时，磨料在磨具与零件之间处于无规律的自由运动状态。精磨前，根据粗模零件的表面质量，选择磨料粒度号，通常粗模零件的表面粗燥度为用W40或W28的磨痕；精磨则用W28或W20始磨，同时尚需检查和修正精磨模。
2.1.1精磨模的修整
精磨模工作表面精度与质量直接影响光学零件表面的精度与质量。因此，精磨模使用一段时间后必须修整。根据修整量大小，可采用对魔法，或采用砂石‘刮刀修整；修整量过大的可在车床上进行修整。修整后的精磨模，工作表面曲率半径应符合要求，不允许有凹凸不平的不规则区域和足以造成零件表面庛病。
1）平面精磨模修整
工作表面开槽的平模，一般用对磨法修整，即在一般的精磨机上，将两块中部同低或同高的平模用W40~W28的金刚砂对磨。对磨后平模表面呈黑色的部分为高出部分，可用废砂轮或刮刀修平.
工作表面不开槽的平模，在单轴机上用废砂轮或刮刀进行修整。通常，平模部分工作表面略显带凸球形，即中间高边缘低。精磨中发现零件的光圈高，应修整模子的边缘部分。反之，则应修整模子的中间部分。若光圈不规则，修整模子的凸出部分表面。
检验平模工作表面的面形精度，可用直径80~100毫米的平晶，高2~3道光圈为宜。也可用刀口直尺检查，边缘部分应微弱透光。用玻璃直尺检查，应接触模子中间的2/3.
2）球面精磨模的修整
修整球模首先根据零件曲率半径大小，选择适量的报废零件，将需修的球模作为贴置模，使废零件胶成镜盘。然后在精磨机上用W40~W20金刚砂精磨。用光学样板检查镜盘上零件的光圈。根据偏差大小修整球磨直到符合精磨要求。
球磨修整可在单轴机上或在单轴精磨抛光机上进行。已修正好的模子为准，逐步修整上道磨料的模子和贴置，模，一般差贴度为1/3~2/3，对于曲率半径较大的大透镜差贴度为2/3~3/4.
使用中的球磨应随时检查零件的光圈，并根据偏差值进行修整。它一般与零件的
曲率半径、加工盘数和零件光圈高低有关。
2..1.2精磨工艺
1古典法精磨
古典法精磨在普通精磨抛光机上进行
1)前准备根据被加工零件的技术要求和镜盘大小选择机床，确定机床转速和三脚架摆幅大小，调整铁笔前后位置。根据镜盘直径决定压力，选定所用量具的精度和工作范围，查对球面精磨模的曲率半径，检查镜盘的质量，修改精磨模。光胶法、点胶法的镜盘，机床转速慢些，荷重轻些。
2）整盘尺寸偏差计算小零件光胶盘精磨楔形角，应先测量整盘尺寸偏差值，然后计算。在零件排列最大直径的圆周上找出均匀圆周的四点，并在镜盘上以记号表明磨制方向和对称方向。偏差方向的最大点和最小点按偏差值磨制，对称方向两点的尺寸，在磨制过程中应始终保持一致。测量时四点力求在一个同心
圆周上，以免引起测量误差。
测量误差大小还取决于镜盘大小和面性偏差大小。用光胶镜盘磨制不平行度要求较高的零件，应尽可能消除整盘偏差，其不平行度应该控制在0.001毫米内。
3）磨料准备与使用精磨余量根据所用的粒度号及零件材料的软硬和大小而定。当单面余量0.06～0.1毫米时，一般先用W14，后用W10；当单位余量为0.1毫米左右时，先用W20，后用W10、W14.零件材料较硬，其余量为一般余量的1/3～2/3.
4）精磨时，上道工序的要求厚度，厚度公差小于0.1毫米左右的零件，精磨第二面前应按尺寸配盘，其整盘零件厚度公差应在0.05毫米以下。
5）镜盘和模具的安装镜盘直径大于300毫米的石膏盘和直径大于350毫米的凹镜盘，装在下面加工，一般凹镜盘或平面镜盘装在上面加工。球面镜盘放置时间较长和室温较低时，应先在60～80摄氏度左右的温水中顶热到火深表面软化后，再装在机床上加工。
6）磨制过程精磨模上均匀添加较稠的磨料，镜盘上零件用铅笔做记号，安放好镜盘。推动镜盘使磨料再整个盘上均匀分布，然后手扶铁臂开动机床：先开主轴，后开摆幅开关。
约磨5分钟左右，关闭机床，取下镜盘，检查全盘零件是否都磨到。如已全部磨到则继续加工；如镜盘边或中间未磨到，则需修改磨模；如镜盘局部区域未磨到，对于球面可再预热镜盘；如仍磨不到则需重新上盘。对于平面，未磨到区域大，则重新上盘；区域小时可继续加工。
盘与磨模研合后加上荷重，精磨采用W20、W14加工时，W20的加工时间，对球面为10～20分钟，对平面为20分钟左右。
第一道磨料研磨时，取下镜盘，用稍高于室温的温水洗净，检查表面磨痕和察贴度。合格后，更换第二道磨料继续加工。零件用W20W磨后再用W14、W10两道磨料。平面零件用W14一道磨料，高精度的球面零件用W14、W10、W7三道磨料。最后一道磨料研磨均匀后，停止添加磨料。精磨过程中添加磨料浓度要适当，不宜太干或太湿。以防止炸裂。精磨光胶盘而寻坏零件。
当当室温较低时，磨高精度大于尺寸零件，精磨模需预热后在磨，以防止炸裂。精磨光胶盘时，为防止零件脱胶，也应将精磨模预热后使用。透镜的中心偏差要求较高，精磨第二面前，用W14磨料按要求修改透镜的边缘厚度差，以保证抛光后边缘的厚度差。
7）精磨后清洗镜盘用40～45的摄氏度的温水洗净镜盘，如磨光胶、浮胶法镜盘，宜用棉花蘸温水察净，不允许用冷水冲洗，以免脱胶，清洗干净的镜盘要仔细检查镜盘表面质量是否符合要求。合格后，随即进行抛光，以免零件走动，不合格的要重新精磨。
8）精磨后的光圈数精磨后零件表面一般为低光圈，在抛光时零件边缘部分首先与模具接触，接触稳定，磨削均匀，零件厚度尺寸容易控制。精磨后镜盘光圈数可根据精磨镜盘的曲率半径、镜盘上的零件数以及抛光后所要求的面型偏差确定。
9）精磨过程中光圈的控制精磨过程中经潘德光圈高低主要与精磨模的
表面形状有关；因此，首先应修改精磨模。
此外，可调节铁笔的长短，摆幅大小和主轴与摆幅的速比，以改变镜盘和精磨模之间的相对速度、相对运动轨迹以及面积接触几率，达到镜盘中间部分或边缘部分相对地多磨或想对少年磨，满足规定的光圈要求。
2倒角
棱镜倒角时，使要倒角的角的平分线垂直与磨盘表面，然后倒角；倒角很小，可
不再机床上年加工，可用手推零件往复运动，倒去棱角。棱角小于90度，倒角时应注意防止破边，倒角模运动应平稳。圆形平面零件倒角与球形零件相似，倒角的磨料用W20、\W14金刚砂，小零件金刚砂。
3准球心精磨
准球心精磨在准球心精磨抛光机上进行，其摇臂弧线摆动中心与棱镜球心重合。准球心精磨与一般精磨不同之处在于：
1）调整摇臂弧线摆动中心基本重合，可在通过接头与镜盘不同的垫圈厚度实现。检验球心是否重合，可在摆动轴上装一根针，使摆动轴做弧线摆动，目测针头运动轨迹与球面镜盘之间间隙是否相等。如间隙等距，则球心重合，否则不重合。精磨中这个间隙偏差控制在2毫米以内。
2）按零件镜盘的大小，调整机床主轴转速、摆幅、摆幅次数和定时机构。
3）安装镜盘和模具后，主轴转速逐渐增加至规定值，以免压坏零件
4）准球心精磨机具有自动供应磨料和水的装置。为了避免金刚砂沉淀，在金刚磨削液中加入一定量的滑石粉和甘油。常有的配方为：W14五公斤，滑石粉0.7公斤，甘油0.5公斤和适量的水。只用一道金刚砂精磨时，在停磨前3～5分钟不应供应金刚砂磨削夜。
5）准球心精磨时，加力一般取30～50千牛为宜。加力过大，磨料不易进入镜盘与模具的界面。
6）准球心精磨时经常出现镜盘顶部发亮，而边缘部分磨痕较粗的现象。可以在精磨模的顶部钻一个直径约为5毫米线孔，同时在精磨模的顶部与边缘直接加工2～3条同心圆槽，槽宽约为2毫米，使磨料在棋子中有效的工作，以提高加工质量。
7）由于磨削夜循环使用，必须定期更换，一般2～3个月更换一次。2..1.3精磨机的精磨原理
1系统的基本组成：
1）移动主轴
1 理想情况下为移动主轴组成
2 移动主轴不恒定
2）压片与支撑铁针：基本作用在于保持固定工件，以及各部分的受力相同。
1 理想情况下铁针点支撑，压片能保证工件受力的均匀速移动。
2铁针不能保持点支撑，压片受力不均匀，转动非匀速。
3）摆称：基本作用在于使工件活动中心偏移，工件打磨方式不单一，做成工件更细腻平滑。
1理想状况下为有摆功，且摆功均匀
2 无摆功，摆功不均匀
4）影响因素压力
1理想情况下。压力为恒定
2压力不恒定
2加工原理
由加工时的点支撑，磨具‘压片’摆轴所构成的三准运动来看，磨床设计者很精明，且力学知识深厚，下面简单分析一下精磨原理：
1）点支撑在于保证工件各部分受力均匀，假设工件受力均匀，则有摩檫力f=uN(u为摩檫系数，N为正压力)可以看出，各部分间摩檫力时相同的，而磨削量与摩檫功成正比
2）摩檫功：w=fs=fvt (2.1) 工件各部分的f 、t相同，但相对速度v是不同的
简化凹凸摩具为平面如图1：
小圆的半径为r大圆的半径为R
小圆的转速为W1W，大圆的半径为W2
则小圆各部分相对速度V=W1r-W2R (2.2) 由此可以看出：工件的各部分相对速度是不同的
3）由于打磨过程中各部分受力大多相同，但磨剂量稍大的地方下一时刻受力将有所减小，故工件最终几何的仍取决与磨具
这是对于打磨时间较长而言的，工件打磨开始一段时间由于各部分受力大致相同，则工件各部分的磨削量取决与工件的初始形态。
4）受力不均匀：工件各部分的磨削量不同，但由于工件的转动，则足以保证轴对称，换句话说就是工件由中心向外曲率半径均匀变化。
由于点支撑则接触面积小的部分受力大，磨削量大，但随着工件的转移，各部分都需要经历这种情况，故打磨后的工件仍为轴对称的，不同的在于曲率半径的变化。
由此我们可以分析出一点，若工件完全覆盖在磨具上，则其最终几何形状只取决与磨具，部分覆盖的才由调整的范围
工件有形变或者便利不均的情况除外
3对1终b部分的分析影响
1）转轴不恒定，将会造成工件不同的时刻受力不同，但由于工件的自传，一般情况下仍有可保证工件的轴对称分布；当出现倍频时，调整工件转速即可
2)不能保证点支撑与压片受力不均匀两种情况所造成的结果一样;工件受力不均匀，若转动匀速，则不影响工件的平面对称分布，若倍频测调整转速即可。单独转速因素不影响光圈的形状
3）摆称仅取决于工件的光滑程度，具体原因可直接看粗磨后的痕迹，很容易想到原因。
4工件如何成型
1)磨具侧边决定工件的形状
2）本体支撑点决定工件的轴对称位置
3）工件表面受力情况决定工件局部特征
由此得出，磨具只有半径大小的问题
本体支撑点决定工件圆心位置（截面圆心）
工件受力决定表面形态
2..1.4 精磨的四大重点
A. 肉厚：该肉厚主要是指镜片的中心厚度（高度），一般检测以中心为基准，需控制，首先必须要掌握好前工序肉厚之分布，一般肉厚在3～4条内，才能设定适当的加工时间，其中包括前工程铣磨之曲率，△H是否在标准内，如太正使肉厚难以去除，测量肉厚凹镜片以最低点，凸镜片找中间最高点为准。
B. 弧度的搭配关系着抛光的品质，有着极重的关系，一般需控制△H的及以下几种：
1. 铣磨镜片的弧度控制一般为-4～-9条.
2. △H要求：S1 -1～-2条 S2 0～0.5条（面本数-3～-6本）
3. 合修皿的△H依原R加研磨皮=镜片的标准R（曲率）
C.外观，指镜片表面的光洁度，去除镜片表面的破坏层，达到图纸要求及局部误差之精度要求，不良项目有以下几种：
1伤痕：指镜片表面刮伤·划伤·碰伤·擦伤及危险动作造成之伤痕，（镜片材质，辅材选用不当或不适合）。
2砂目：指镜片表面分布有细小的砂眼称砂目，一般是精磨遗留至抛光;没有精磨留下痕迹（精磨镜片太正或太负），造成另外就是研磨时间短暂，压力不足，研磨液太浓，浓度影响，产生整面朦的小点。
3定点：是指镜片表面有比伤痕，砂目大些的白点，该点有些发亮，分布无固定位置，点数较小，属定点，一般为铣磨破坏层太深研削量不够，压力太重造成。
4烧蚀：通常称是光学镜面与外界杂物质产生化学反应而造成的块状，点状，雾状的现象。
5光学硝材来料不良，一般包括气泡，结石，条纹，内应力不良等，均判断为材质不良。
6铣磨不良，一般常见铣磨不良之特性为精磨，抛光不到的镜片边缘部位或面，一边是白色块状及镜片外径一边薄，偏球面
D.光圈（精磨）它的光带粗细，也就是表示正负，一般在-2～-4本内。
将
2.2金刚石磨具精磨
金刚石模具精磨又称高速精磨，与散粒精磨对比有以下有点：
1提高磨削效率10～40倍。
2磨具埙毫小，其磨郇量与玻璃的磨郇量比为1：3000.
3精磨后零件表面粗造度减小。散粒磨料精磨后零件表面凹凸层深度为1～2微米，而金刚石磨具精磨后零件表面凹凸度只有十分之几微米。
4便于控制精磨中各种工艺因素和实现自动化。
金刚石精磨片有圆形和矩形两种。精磨片工作表面为平面，也可带有一定曲率。精磨片带基体或不带基体，带基体的精磨片较通用。常用的精磨片形状见图。
金刚石精磨必须进行修整。修整方法有两种：
1用铸铁模加磨料W28～W20与金刚石精磨模进行对磨，控制铸铁模的光圈高低，修整至所要求的曲率半径，然后清洗使用。
2修整时，凹铸铁模应在下，金刚石磨具在上。对磨中，当铸铁模光圈高时，用砂轮碎片修整铸铁模顶部；光圈低时，修整铸铁模边部。反之，凸铸铁模应在上，金刚石磨具在下，对磨中当铸铁模光圈高时，用砂轮碎片修整铸铁磨顶部；
光圈低时，修整铸铁磨边部。
2.2.1金刚石磨具的制作
金刚石磨具的性能、形状和尺寸精度等，对高速精磨的加工精度、表面质量、生产效率和工艺稳定性都有重要影响。因此制作一个较为理想的金刚石磨具，也是告诉精磨工艺中非常重要的环节。
1金刚石磨具丸片的固定方法 :目前将丸片固定在磨具基本表面上的方法主要还是采用胶贴法，就是将丸片直接粘在磨具表面上。当研磨加工较为重要的工件时，为避免丸片从模具上脱落而造成的研磨效果变差。可以将磨具基本表面上加工出直径比丸片直径稍大一点的圆窝，深度一般为1mm左右，2粘接剂的选用 :丸片与磨具基本简的粘接，基本属于金属与金属间的粘接。金属表面致面、极性大、强度高，一般应选用改性酚醛、改性环氧、聚氨酯、丙烯酸酯等结构胶，如环氧脂肪胺胶、环氧聚铣安胶，环氧聚疏胶等一般使用环氧聚疏胶。目前市场上常见的HY-914胶就属于一类。这种胶抗蠕变，耐介质性能一般，但这一点对告诉研磨的磨具来说不重要。一般告诉研磨的冷却液可直接用水和防锈剂，腐蚀性很小，所以这种胶能满足模具要求。另外，采用第三代丙烯酸酯胶也可以，其性能较为适合粘接丸片。
3粘接工艺 :粘接工艺虽然比较简单，但是相当重要。有时不同的人从事不同的粘接操作，有的成功，有的可能失败，其根本原因就在于工艺上的。因此，从某种程度上是粘接成败的关键。
磨具的表面处理如何，直接关系到丸片的粘接强度高低和耐久性的好坏，是粘接工艺种不可忽视的环节
由粘接原理可知，获得牢固粘接的首要条件是粘接剂对被粘接物的润，这就要求被粘接物具有最加的表面，使之与粘接剂形成的粘接力超过胶层的内聚力，为此就要对磨具和丸片进行处理，以提高粘接强度和耐久性。
一般说表面处理就是用棉花棒沾上无水乙醇进行仔细清洗，然后干燥即可。粘接剂一般都是双组分的液态胶，使用前应按规定的比例，现用现配，根据使用期长短确定配置量，用多少配多少，以免造成浪费。
涂胶就是将粘接胶以适当的方式涂布于磨具表面的操作。要得到的最理想的粘接强度，必须使粘接胶很好的被粘接表面，否则任何空隙则会形成应力集中而降低粘接强度，这就要求正确涂胶。
涂胶就是将涂胶后的磨具与丸片表面紧贴在一起，找准位置。
粘胶过程中难免会出现失误，应胶合后固化前将残胶或多余胶清除掉。
初固化也叫凝胶，是使粘接剂与室温下放置一段时间使其固化反应初步进化，增大粘度以至凝胶，这对室温固化的粘接剂便是合二为一的事情的。
在固化的过程中，温度、压力、时间是固化工艺的三个重要参数，每一个参数的变化都对粘接度性能起到影响。
温度是重要的一个参数，每一种粘接剂都有特定的固化温度，而且温度和时间也有关系，固化温度高，需要时间短，反之亦然。但低于规定的固化温度，时间在长，固化过程也无法完成，高于固化温度太多，虽然时间缩短，却因速度太快，胶层硬脆，性能变坏。
一般来说，室温固化的粘接剂如条件允许可以加热固化，不仅时间缩短，而且粘接度提高，尤其是耐高温老化性能更好。加热的方式可以是电烘箱、热风、干燥窑、红外线、远红外线、高频加热等。
三精磨加工常见庛病
3－1精磨加工常见的疵病
疵病产生原因解决方法
划痕(1)工作地点和所用磨具或辅助材
料不清洁
(2)磨料中混入粗粒杂质
(3)加磨料干湿不当
(4)磨具表面粗糙
(5)玻璃硬度低，化学稳定性差
(1)工作地点、机器设备、模具磨
料应保持清洁
(2)选颗粒均匀的磨料并严格遵守
换砂顺序
(3)加磨料的干湿程度应适当
(4)模具应修改平滑
(5)材料软时，可用钢模或玻璃模，
加工中选用软而颗粒细的磨料
有粗麻点(1)精磨时间短，上道砂的砂眼没
有磨掉
(2)粗磨砂眼太粗
(3)精磨模具半径不合适或换砂时
砂号相差大
(1)精磨时要根据零件的精度、加
工余量的大小、玻璃材料的软硬选
择适当的磨料、模具
(2)粗磨完工后的表面必须符合要
求
(3)应遵守换砂换模顺序，磨料应
从粗到细
局部磨不到(1)镜盘表面擦粘度不符合要求或
模具半径不对
(2)上盘后停放的时间太长，个别
零件走动
(3)工艺规范选择不合适
(1)上盘不合要求应重新上盘或用
热水预热后压一下纠正误差或改
模具
(2)镜盘及时精磨
(3)根据室温、上盘方法和火漆软
硬适当选择加工速度，加砂和水应
均匀
光圈高低或不规则(1)模具半径误差大或有局部误差
(2)机器摆幅不合适
(3)加砂加水不合适
(4)手工精磨时摆动即用力均匀
(1)修改模具使擦粘度符合要求
(2)调节机床摆幅
(3)加水及磨料浓度要适当
(4)手推零件的着力点要低，用力
均匀平稳
3.1实际工作中精磨遇见的问题与解决方法
原因分析：
1椭圆圈：
说明四方向磨剂量是不同的，原因分析：
磨具与工件全部接触：
A假设磨具时标准的，不存在主轴转动偏移；
若本体中心对称，本体又合槽，则不会出现椭圆
若本体中心对称，但工件与本体不会出现局部高，压力大，磨削量也大
若本体中心对称，工件存在形变，则可能出现椭圆圈，解决方法在于本体与工件合即可. 经分析磨具问题不会出现椭圆现象
2局部光圈
磨具问题不会出现这种情况，原因在于磨具转动，本体随着转动，工件各部分与模子都有直接接触，所以不论怎样一般情况下总能保证磨成工件的轴对称（中心点除外）
A本体工件不合严重，局部高与局部地严重
B本体非中心对称，在中心附近容易出现该种情况
C两本体中心不重合，出现以旋转中心为轴的光圈
3中心边缘曲率半径不等
A磨具问题，侧边本来就存在曲率半径问题
B工件受力情况不合压，较严重
这种磨具会造成一下几样的后果：
若工件形状时圆锥形，则边陵园时接触不到心的，这种情况下中心到边缘件打磨的比较多
工件最终会旋转，则此工件为主要研究对象，工件旋转成中心圆球
推出：测圆和角棱圆半径不等，将会造成工件中心与边缘曲率半径不等
4死心
死心的原因：
A模子的问题，中间部分未磨到，或者磨下去太多，原因在与摆称幅度小，恰好在中心恒定，模子该部分由出现问题了
B磨具工件未完全覆盖，加工的工件出现了锥形面，所以一般情况不主张把工件打到最边
C本体出现局部高，造成工件加工成了锥形
D 两部分在中间并未完整接好，也就是两部分和中间曲率半径不等，则中间点切称不重合叫断点
E死心将造成工件在下道工序
四冷却液
高速精磨中冷却液是影响精磨质量的重要因素
冷却液的作用：
1）冷却润滑作用
2）清洗废屑作用
3）保证磨削功能
4）润滑作用不能过大，以免降低磨削效率
冷却性能：
1）比热大，传导好、冷却作用强
2）润滑性好，摩檫系数小，粘度低，有利于磨削，废屑沉淀
3）冷却液呈中性，不腐蚀磨具，零件和机器设备
4）具有均一性，不分相，新液补充后即可投入使用
5）使用中不起泡沫，不分解，无味，无毒
常见的冷却液种类：
1自来水，水温25摄氏度左右
2混合液几种配方：
a)水100kg乙二醇3kg丙三醇0.3kg
b)水120kg磷酸钠1kg
c)水中加入千分之一的三乙醇胺和聚乙二胺
3水乳浊液：
a)水和矿物油形成的乳浊液
b)水和合成可溶性油形成的乳浊液，油水比例为1：10～1：100的供应方式：
冷却液的清洁：
1）冷却液使用一段时间后，性能下降，应予更换
2）采用离心法出去大颗粒杂质
3）加凝聚剂加速沉淀
4）采用过滤器压过滤
五 金刚石精磨工艺因素的选择 5－1 金刚石精磨工艺因素的选择 工艺因素
要求 备注
速度 1）磨料与零件的相对速度大，磨削效率高，加工表面质量高，磨具使用寿命长 受磨具牢固性和机床性能的限制，速度不宜过高 摆动次数
14～25次/分 压力 根据磨具结合剂、冷却液和零件材料选定，一般为0.02943～0.0981MPa(0.3～
1kg/cm.cm)
压力越大，磨削深度就越深，生产效率越高，
但表面质量降低
动时逐渐加压，加速，停车前逐渐减压，减速，能刹车更好
装夹
零件装夹牢固，可靠。经潘德曲率中心与转轴中心同心
精磨前零件的质量要求
粗模零件的质量要相对稳定 精磨前的表面粗燥度值为3.2um
表面半径差值相当与6～8道光
圈
六面检
6.1光圈概述：
被检测镜片表面面形与标准曲率半径原器面形有偏差时，他们之间形成对称的楔形空气间隙，从而产生干涉条纹，在白光照射下，可见彩色光环，这种彩色环成为光圈，物理学中称为牛顿环
6.2光圈检验：
1）面目数：红色光圈有几圈，面本数就有几本
2）亚斯：象形光圈允差椭圆、马鞍形、菱形
光圈局部不规则程度中高、中低、垂边等
6.2.1面本数与亚斯的计算方法：
1面本数的计算方法：N=N检-N补（6.1）面本数N：实际面本数为N检；原器补负为N补
例：原器补-2，实际面本数为-4；则N=N检-N补=-4-（-2）=-2本
2亚斯的计算方法
A象散光圈：N1=b/a-1 （6.2）B光圈局部不规则：N2=a/b=0.2/1=0.2 规格：0.5本OK （6.3）6.2.2原器检面注意事项：
1原器和面本数必须檫试干净，如镜片和原器间存在藏点，干涉仪条纹会很细，此时判断面本数不准
2检查面本数应垂直观察，否则判断的面本数补准
3由硝材的热胀冷缩原器检面，注意环境温度的变化，如刚刚研磨完之镜片立即检面与恒温后面本数会有变化，应以恒温后的面本数为准
4对大镜片尤其是超薄镜片检面时，不得用力压原器，否则镜片产生弹性，观察的面本数补准
5原器检面时，如原器使用时间较久，由于磨耗易产生垂边
6.3光圈的识别
高光圈：空气间隙在边缘，当空气间隙缩小时，条纹从中心向边缘移动
低光圈：空气间隙在中间，当空其间隙缩小时，条纹从边缘乡中心移动
6.4高低光圈的识别方法
1周边加压法：
用力压镜片光圈向边缘扩散，光圈变粗为高光圈
用力压镜片光圈向内收缩，光圈变细为低光圈）
2边缘点粒法（n<1）
3色序法：
低光圈从中心到边缘的顺序为蓝---红-----黄
高光圈从中心到边缘的顺序为黄---红---蓝
6.5光圈的度量
在直径方向上干涉条纹的一半
6.6 面形检测
光学面形检测是光学零件检测中最基本、最重要的检测项目之一，它直接影响光学零件的质量。
1 面形偏差包括：
（1）半径偏差Ｎ
是待测光学表面的曲率半径相对于参考光学表面曲率半径的偏差
（2）像散差Δ1Ｎ
是待测光学表面与参考光学表面在两个相互垂直方向上的光圈不等所对应的偏差
（3）局部偏差Δ2Ｎ
是待测光学表面与参考光学表面在任一方向上产生的干涉条纹的不规则程度综述：半径偏差Ｎ常使光学系统的象面位置，放大倍率等产生微量变化，像散差Δ1Ｎ，局部偏差Δ2Ｎ将直接影响成象质量，必须认真检测
球面光学样板的加工工艺
河南工业职业技术学院 Henan Polytechnic Institute 毕业设计 题目球面光学样板的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 2013年11月
毕业设计任务书 设计题目： 球面光学样板的加工工艺 设计要求： 1.设计球面样板加工的尺寸和精度要求，并附图例 2.设计出球面样板的制造工艺（包括球体的研制，球面样板的制造），并设计出球体制造的工艺的工序要求，其中要求图文并用。 3.设计出球面样板加工的曲率半径以及其中的误差分析，并附图解释。 4.做出球面样板加工的精度分析并做好精度检验要求。 设计任务： 1.设计球面的标准样板； 2.设计球面样板的制造工艺及设计图示； 3.设计球面样板的曲率半径； 4.样板的精度分析与检验； 5.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： 第一周：在图书馆查看书籍，在网上搜索资料，在实践中听取老师的教导，以便于查找各类相关资料，使资料更完整，更精确，有利于论文的撰写。 第二周：使自己对论文的框架有个大概的了解，将收集到的资料进行整理分类，及时与导师进行沟通。将设计的雏形确立起来，论文的文字叙述全部做好。 第三周：根据论文的要求对论文进行排版，绘图，把文字校对等项工作完成。 指导教师（签名）：
摘要 球面样板是检验球面光学零件曲率半径和球面面型误差的量具，由于光学系统多由球面组成，而球面的曲率半径测试的特殊性，逐渐发展成这套即比较简单，又容易控制误差的测量工具和检验方法。样板是光学零件制造过程中使用最广泛、最简便的一种精密测量工具，因此，在光学零件生产技术准备阶段，必须先设计和制造一套标准样板和一定数量的工作样板。 球面光学样板的制造与球面零件制造，虽然有许多类似之处，但由于样板是测量工具，要求面形精度比一般透镜高得多，因此，为了保证其高精度，球面徉板往往成对制造。 关键词：粗磨，精磨，抛光，工艺，检测。
光学冷加工毕业
光学冷加工毕业
河南工业职业技术学院Henan Polytechnic Institute 毕业设计 题目光学零件铣磨 系别光电工程系 专业精密机械技术 班级精密0901 姓名田俊 学号150090106 指导教师黄长春 日期2011年10月10
摘要 铣磨机的使用大大提高了粗磨整平工艺的机械化程度。但由于机床本身的精度以及磨轮、磨削量、进给量、冷却液等多方面因素的影响,粗磨光学零件之光洁度一般只能达到220~#～240~#砂面。国内粗磨平面一般采用的磨轮粒度均在JR60~#～100~#之间,其浓度为100%。粗磨完工所要求的零件表面光洁度等级一般为▽6。从我国粗磨平面的特点来看,一般要去除较大的加工余量,单面余量多在2～3毫米之间,有的零件磨削第一面时其余量竟达5毫米以上。这势必要求金刚石磨轮具有良好的磨削性能,也就是磨轮应选用青铜结合剂且粒度应较粗。实践证明,粒度在80~#～100~#的磨轮由于其磨削力小,用于PM5 关键词：光学零件铣磨机, 表面光洁度等级, 线速度 ,真空吸盘, 整平工艺, 调速机构 ,粗磨 ,金刚石磨轮 ,粒度
ABSTRACT Milling mill use has greatly increased the degree of mechanization of kibble leveling process. However, due to the accuracy of the machine itself, as well as grinding wheels, grinding amount, feed rate, coolant, and many other factors affect the roughing the optical parts of finish is generally only reach 220 to # 240 to # sand surface. Domestic kibble plane generally use the granularity of the grinding wheel between the JR60 ~ # ~ 100 ~ #, the concentration of 100%. Kibble completion requirements of the parts surface finish level generally ▽ 6. View from the our kibble plane features, generally to remove a larger allowance, single-sided margin of more than 2 to 3 mm, and some parts grinding the first side when the rest of the amount as high as more than 5 mm . This will require that the diamond grinding wheel with a good grinding performance, is the grinding wheel should be used bronze binder and coarse granularity should. Practice has proved that the particle size in the 80 ~ # 100 to # of the grinding wheel due to its small grinding force for PM5 Keywords: optical, parts milling, mill surface finish grade line, speed vacuum consolidation process, level governor
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
光学透镜的加工工艺
光学玻璃透镜 1 成型方法 原来的玻璃透镜模压成型法，是将熔融状态的光学玻璃毛坯倒入高于玻璃转化点50℃以上的低温模具中加压成形。这种方法不仅容易发生玻璃粘连在模具的模面上，而且产品还容易产生气孔和冷模痕迹（皱{TodayHot}纹），不易获得理想的形状和面形精度。后来，采用特殊材料精密加工成的压型模具，在无氧化气氛的环境中，将玻璃和模具一起加热升温至玻璃的软化点附近，在玻璃和模具大致处于相同温度条件下，利用模具对玻璃施压。接下来，在保持所施压力的状态下，一边冷却模具，使其温度降至玻璃的转化点以下（玻璃的软化点时的玻璃粘度约为107。6泊，玻璃的转化点时的玻璃粘度约为1013。4泊）。这种将玻璃与模具一起实施等温加压的办法叫等温加压法，是一种比较容易获得高精度，即容易精密地将模具形状表面复制下来的方法。这种玻璃光学零件的制造方法缺点是：加热升温、冷却降温都需要很长的时间，因此生产速度很慢。 为了解决这个问题，于是对此方法进行了卓有成效的改进，即在一个模压装置中使用数个模具，以提高生产效率。然而非球面模具的造价很高，采用多个模具势必造成成本过高。针对这种情况，进一步研究开发出与原来的透镜毛坯成型条件比较相近一点的非等温加压法，借以提高每一个模具的生产速度和模具的使用寿命。另外，还有人正在研究开发把由熔融炉中流出来的玻璃直接精密成型的方法。 玻璃毛坯与模压成型品的质量有直接的关系。按道理，大部分的光学玻璃都可用来模压成成型品。但是，软化点高的玻璃，由于成型温度高，与模具稍微有些反应，致使模具的使用寿命很短。所以，从模具材料容易选择、模具的使用寿命能够延长的观点出发，应开发适合低温（600℃左右）条件下模压成型的玻璃。然而，开发的适合低温模压成型的玻璃必需符合能够廉价地制造毛坯和不含有污染环境的物质（如PbO、As2O3）的要求。对模压成型使用的玻璃毛坯是有要求的： ①压型前毛坯的表面一定要保持十分光滑和清洁； ②②呈适当的几何形状； ③③有所需要的容量。毛坯一般都选用球形、圆饼形或球面形状，采用冷研磨成型或热压成型。 模具材料需要具备如下特征： ①表面无疵病，能够研磨成无气孔、光滑的光学镜面； ②在高温环境条件下具有很高的耐氧化性能，而且结构等不发生变化，表面质量稳定，面形精度和光洁度保持不变； ③不与玻璃起反应、发生粘连现象，脱模性能好； ④在高温条件下具有很高的硬度和强度等。 现在已有不少有关开发模具材料的专利，最有代表性的模具材料是：以超硬合金做基体，表面镀有贵金属合金和氮化钛等薄膜；以碳化硅和超硬合金做基体，表面镀有硬质碳、金刚石状碳等碳系薄膜；以及Cr2O-ZrO2-TiO2系新型陶瓷。 玻璃透镜压型用的模具材料，一般都是硬脆材料，要想把这些模具材料精密加工成模具，必需使用高刚性的、分辨率能达到0.01μm以下的高分辨率超精密计算机数字控制加工机床，用金刚石磨轮进行磨削加工。磨削加工可获得所期盼的形状精度，但然后还需再稍加抛光精加工成光学镜面才行。在进行高精度的非球面加工中，非球面面形的测试与评价技术是非常重要的。对微型透镜压型用模的加工，要求更加严格，必需进一步提高精度和减轻磨削的痕迹。
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
我国光学加工技术的发展历史
我国光学加工技术的发展历史 发布日期:2008-03-05 我也要投稿!作者:网络阅读:[ 字体选择：大中 小 ] 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生产中占据了统治地位。 本世纪初，我国光学制造业已取得了辉煌的成果，进入了发展的高峰，已形成了很强的生产能力。据有数字统计的资料，我国光学制造能力已超过了五亿件/年，当然这不包括，一些小型民办企业的生产能力。在亚洲也好，在世界上也好，中国光学冷加工的能力应当是名列前茅的，但我们的技术水平却是比较落后。主要是表现在不能大批量生产高精度元器件，大部分企业不能长期稳定生产，不能制造高精度的特种光学零件。造成此种现象的原因：a.执行工艺规程不够b.没有专门工艺研究和工艺设备的研究开发单位c.没有行业法规d.没有软件贸易企业，没有“光学工程”的承包单位。 光学加工设备和光学工艺的发展是分不开的。孔夫子说过“工欲善其事，必先利其器”。
真光学冷加工实习报告
光学冷加工实习报告 一：前言 光学加工设备和光学工艺的发展是分不开的。孔夫子说过“工欲善其事，必先利其器”。这说明设备在工艺技术发展中的重要性。 我国光学加工设备和国际上光学设备的发展过程是一致的，即脚踏、机动、电动。基本是两大系列，一是德国系列、二是日本系列。解放前主要是德国设备为主，即从1936年云光厂成立，从国外引进的德国设备如：单轴粗磨机、二轴精磨抛光机、四轴精磨抛光机、五轴精磨抛光机等。二是伪满的大陆科学院为维修使用的光学仪器从日本购进的设备。解放后156项中的西光厂又从苏联购进了光学加工设备、它的原型机亦是德国设备、如ЩМ-500和ЩnМ-350型单轴粗磨机、ЩnМ-350三轴精磨抛光机、ЩnМ-200中型六轴精磨抛光机、和ЩnМ-60小型六轴抛光机以及Ц-2型定心磨边机等。 由古典方法转向机械化粗磨（铣磨）、准球心抛光，是光学制造业的一次重大的变革. 对光学加工改革起着推动作用的是兵器工业“739”会议。上世纪七十年中期是我国光学制造技术大变革的时期。八十年代光学制造技术最大变革由成盘加工转向单件加工。 单件加工很早就在日本采用，1983年“北总”是从日本引进PenTaxK1000相机开始引进这种技术和设备的。而部分技术人员和工人早在这以前从事劳务出口时，在日本已经接确此项工艺，但由于我们在八十年代初期，虽然引进了设备，而在工艺结构上还不完善，没有相应配套的工装和辅料，所以采用上述设备后，生产效率并不高。
加之当时，生产批量不大，没能引起人们的注意和足够的认识。但是一些专家看到了此种工艺的特点，它很适合中国国情。因此北总在1983年于江西召开的工艺研讨会上把它列入了三条高效生产线之内。这三条生产线即：平面高效生产线（228厂承担）、球面单件生产线（308和598厂承担），刚性上盘球面零件高效生产线（248和原5208厂承担）。
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
光学冷加工基础知识
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，并有适当的自锐性； 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铈（CeO2）和氧化铁（FeO3）。 a. 氧化铈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铈含量的不同，氧化铈抛光粉有白色（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，莫氏硬度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，氧化铈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 抛光胶又名抛光柏油，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 光学零件的某些质量指标，如透镜的曲率半径、棱镜的角度，需要用专门的测试仪器来测量。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，同时也带来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。而且单位面积压力减少，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。一般是开始抛光时抛光液稍浓些，快完工时，抛光液淡些，添加次数少些，这有利于提高抛光效率和光洁度。另外，一般认为抛光液的酸度（pH值）应控制在6～8之间，否则玻璃表面会被腐蚀，影响表面光洁度。 在抛光过程中检查光圈（条纹）时，如不合格，可以通过调整抛光机的转速和压力、工件与模具（抛光机下盘）的相对速度、相对位移、摆速和羞怯抛光模层等方法进行修改。 a. 提高主轴转速，能增加边缘部位与上模接触区域的抛光强度。经验证明，若速度过高，抛光表面温度升高，从而使抛光模层硬度降低，影响修改光圈（条纹）的效果。 b. 增加荷重以加大压力时，可提高整个抛光模和工件间接触区域的抛光强度，也将使抛光表面的温度升高，降低抛光模层的硬度。 c. 加大铁笔（上盘主轴）的位移量，可使上盘的中间部位和下盘的边缘部位同时得到
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。 玻璃镜片抛光工艺 用抛光机和抛光粉或抛光液一起下进行抛光要设定抛光时间,压力等参数. 抛光后要立即进行清洗可浸泡,否则抛光粉会固化在玻璃上,会留有痕迹的. 1.抛光粉的材料 抛光粉通常由氧化铈、氧化铝、氧化硅、氧化铁、氧化锆、氧化铬等组份组成，不同的材料的硬度不同，在水中的化学性质也不同，因此使用场合各不相同。氧化铝和氧化铬的莫氏硬度为9，氧化铈和氧化锆为7，氧化铁更低。氧化铈与硅酸盐玻璃的化学活性较高，硬度也相当，因此广泛用于玻璃的抛光。 为了增加氧化铈的抛光速度，通常在氧化铈抛光粉加入氟以增加磨削率。铈含量较低的混合稀土抛光粉通常掺有3－8的氟；纯氧化铈抛光粉通常不掺氟。 对ZF或F系列的玻璃来说，因为本身硬度较小，而且材料本身的氟含量较高，因此因选用不含氟的抛光粉为好。 2.氧化铈的颗粒度 粒度越大的氧化铈，磨削力越大，越适合于较硬的材料，ZF玻璃应该用偏细的抛光粉。要注意的是，所有的氧化铈的颗粒度都有一个分布问题，平均粒径或中位径D50的大小只决定了抛光速度的快慢，而最大粒径Dmax决定了抛光精度
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，
光学冷加工行业的定义
光学冷加工行业的定义 光学冷加工行业主要生产光学元器件，为光学仪器、光电子图像信息处理产品等的下游行业提供镜片、镜头等光学元件，在整个产业链构成中处于生产半成品的中间环节。 图1－1－1：光学冷加工行业的产业链构成 光学冷加工的主要工艺有压型、切削、铣磨、精磨、抛光、磨边、接合、镀膜等。行业下游的最终产品包括数码相机、拍照手机、扫描仪、投影仪、背投电视、DVD机、条形码阅读机等光学仪器和光电数码产品。光学冷加工主要为其下游产品加工光学镜片，从材质上区分，有玻璃和塑胶两大类。玻璃镜片分为平面镜和透镜两大类，其中平面镜包括平板玻璃和棱镜，透镜则包括了球面镜和非球面鏡。目前国内企业的非球面镜加工尚处于起步阶段，仍以玻璃球面镜为主流产品。 根据下游产品的不同种类，光学球面镜片依照口径规格不同分成以下几大类： 表1－1－1：光学球面镜片主要分类 行业特点：资金、技术和劳动密集型行业
资金密集型：光学冷加工行业的固定资产投入主要用于生产加工设备的购置，增加设备是产能提升的前提之一，设备等固定资产投入通常占总投入的70%-80%。 技术密集型：光学冷加工行业的技术含量较高，工艺技术和生产管理水平直接影响产品质量和良品率高低，决定了企业在市场竞争中的成本优势，并对产能规模提升形成制约。劳动密集型：光学冷加工行业生产自动化程度不高，许多环节需人工操作，各工序要求精细，需要大量熟练掌握工艺技能的操作人员。 行业的国际间产业结构调整趋势 全球光学冷加工业的最顶端技术主要掌握在日本、美国和德国厂商手上，其中日本掌握了全球光学冷加工技术的主要来源。随着近10年以来现代光电技术的大发展，光学技术发达国家纷纷调整自身产业结构和产业发展方向，逐渐退出传统光学加工领域，向现代、高端光电产品的制造、研发集中；台湾、中国大陆则逐渐成为全世界光学冷加工的制造中心。 德国：具有雄厚的光学工业基础，在光学冷加工方面具有高水平、高精度优势，蔡司镜头和来卡相机代表了世界传统光学加工和相机制造技术的最高水准。近年来，德国利用其高度专业化和生产技术柔性化的优势，大力发展现代光电技术，如集成光学、纤维光学、全息和激光技术等，传统光学加工中的镜片制造与镜头设计业务已大部分外包，仅依靠品牌经营。 美国：已完全退出了劳动力成本高昂、工艺落后的光学冷加工行业，其传统的光学仪器工业也已基本萎缩，转而凭借科技、资金优势，大力发展技术密集的现代光电设备和仪器，如：微细加工设备及检测仪器，智能化光谱仪器，生化和医疗仪器，光学遥感仪器，激光干涉仪，打印机等光学、光电仪器。 日本：充分利用电子技术优势，加速对传统光学仪器工业的改造和产品更新，特别加强独创性技术开发，促进光学仪器工业的改变。在光学冷加工方面，除少量高精密度的镜片、镜头加工外，日本已基本退出了传统的光学冷加工行业，重点向光学设计领域发展，并在光学检测设备和检测技术、光学加工和镀膜设备等的制造方面居世界领先地位，成为主要的光学冷加工设计、工艺、检测技术和设备输出国。 台湾：台湾并非传统光学技术发达地区，但伴随着发达国家光电产业结构调整过程，台湾地区凭借其地域和贸易优势，积极与国际企业合作，逐步掌握精密的光学加工技术，成为日本等发达国家退出光学冷加工领域后主要的技术和市场承接者，大量为日美企业
第十篇抛光加工工艺
1、 机械研削理论： 认为抛光是精磨的继续， 它们从本质上是相同的， 都是尖硬的磨 料颗粒对玻璃表面进行微小切削作用的结果。 但由于抛光是用很 细 颗粒 的 抛光 剂（ 我公 司目前使用的 抛光 粉粒度范围 （0.5um-3um ）。所以微小切削作用可以在分子大小范围内进行。 由于研磨皿与镜片表面相当吻合， 因此抛光时切向力很大， 从而 使玻璃表面凸凹微痕结构被切削掉，逐渐形成光滑的表面。 实验表明抛光粉粒度在一定范围时粒度越大， 研磨效率高； 研磨 粉硬度越高，抛光速率越高（如氧化铈 Ce02 研磨粉比红粉 硬度高，前者比后者抛光速率高 2—3倍。） Fe 2O 3 另外在一定范围内，增加压力，提高主轴转速，抛光速率显著提 高, 高速抛光即是依此而发展起来的。 通过实验测得，抛光掉的玻璃颗粒尺寸大约为 1?1.2nu 。仅从 第七章 抛光加工工艺 一、抛光原理 光学加工中，抛光是精磨以后的一个主要工序。 工件在精磨之后， 虽然具有一定的光滑和规则的表面形状， 但它还不完全透明而且表面 形状也不是所要求的， 需要经过抛光才能成为所要求的抛光表面。 因 此抛光的目的即为： ① 去除精磨的破坏层达到规定的外观限度要求。 ② 精修面形，达到图面规定的曲率半径 R 值，满足面本数NR 要 求及光圈局部允差（亚斯）的要求。 玻璃抛光机理对玻璃抛光本质的认识，很早就引起了人们的重 视，特别是 20 世纪以来，有关的文献发表了很多。但是玻璃的抛光 是个十分复杂的过程， 所以至今尚未形成一种能说明一切有关抛光现 象的统一理论，经过长期的观察和研究，目前，主要有三种学说
以上几点即可以看出抛光的机械磨削作用是十分明显的。 2 、化学学说 认为抛光过程主要是水、研磨剂、研磨皿等与玻璃之间化学作 用的结果。 ① 玻璃表面受水的作用，水解反应生成硅酸凝胶层。在抛光过程 中，抛光皿和研磨剂随时从玻璃表面凸凹层的硅酸凝胶去除，露出玻璃 新的表面，再水解，再去除，往复循环达到抛光效果。 ②抛光剂的PH值对研磨抛光影响甚大。 ③硝材的化学稳定性与研磨效率有直接关系。 3 、表面流动理论： 认为玻璃表面由于高压和相对运动、摩擦生热，致使表面产生 塑性流动，凸的部分将凹陷填平，形成光滑的表面。此种理论实验结果也得以说明其正确性。 以上三种学说，每一种学说都以一定的实验结果而得到支持，但又能找出不适合这种学说的例子而受到反对，都有不同程度的局限性。近年来，多数学者倾向于认为玻璃的抛光过程是上述几种基本过程同时作用的结果。 二、机台的加工原理 目前，现有抛光机台种类有： A：HSPM-0.5 B：KJ-077 C：HPD-080 D：CF-4（CF-5）E：HP-048 F: JPT15.4 G:平摆H: LP-330 由于镜片的形状不尽相同，在机台的选择上相应的也不尽相同，为此，重点就是以上机台的加工原理做一个说明，以便于在以后的工作中，对自己所操作的机台有一个全方位的了解。 1.HDPM-0.5 机械范围：0值理论值：0 3~0 30 实际加工较适合值：0 3~0 20 R值理论值：R2~R25 （主要加工凸镜片）
光学冷加工
实验二十五放大镜的制作 第一章光学零件制造工艺一般知识 1.1 光学零件制造工艺的特点及一般过程 制作光学零件的常见材料有三大类，即光学玻璃、光学晶体和光学塑料，其中以光学玻 璃，特别是无色光学玻璃的使用量最大。虽然光学零件的加工按行业划分归入机械加工一类， 但由于加工对象的材料性质和加工精度要求显著地不同于金属材料，因而加工工艺上也完全 不同于金属工艺而具有特殊性。 1.1.1 光学零件的加工精度及其表示 光学零件属于高精度零件。平面零件的加工精度主要有角度和平面面形；球面零件的加 工精度要求主要有曲率半径和球面面形。高精度棱镜的角误差要求达到秒级。高精度平面面 形精度可达到几十分之一到几百分之一波长。平面零件的平面性和球面零件的球面性统一称 为面形要求。光学车间一般用干涉法计量，用样板叠合观察等厚干涉条纹（俗称看光圈）。 表示面形误差的光圈数符号是N，不规则性（或称局部误差）符号是△N。除面形精度外， 光学零件表面还要有粗糙度要求。光学加工中各工序的表面粗糙度如表6-1所示。光学零件 =0.025um，用轮廓算术平均偏差表示为抛光表面粗糙度用微观不平十点高度表示为R 2 R =0.025um，用符号表示则为0.008，在此基础上，还有表面疵病要求，即对表面亮丝、擦2 痕、麻点的限制。 1.1.2 光学零件加工的一般工艺过程及特点 光学零件加工的工艺过程随加工方式不同而异。光学零件的加工方式主要有两类：传统 （古典）加工工艺和机械化加工工艺，这里我们只介绍传统加工工艺。 传统工艺的特点主要有： （1）使用散粒磨料及通用机床，以轮廓成形法对光学玻璃进行研磨加工。操作中以松香 柏油粘结胶为主进行粘结上盘。先用金刚砂对零件进行粗磨与精磨，然后使用松香柏油抛光 模与抛光粉（主要是氧化铈）对零件进行抛光加工。影响工艺的因素多而易变，加工精度可 变性也大，通常是几个波长数量级。高精度者可达几百分之一波长数量级。 （2）手工操作量大，工序多，操作人员技术要求高。对机床精度，工夹磨具要求不那么 苛刻，适于多品种，小批量、精度变化大的加工工艺采用。 传统加工工艺过程，以一个透镜为例，先后依次经过以下一些工序：
光学冷加工光圈的识别及光胶上盘培训讲学
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
光学元件加工技术
第一章光学理论分析 光学系统是由透镜组合而成，本章主要叙述光的基本原理，透镜的几何光学成像理论，以及像差的问题，当中并以光学厂实际生产的镜头为例子，辅以印证理论。 1-1 基本原理 光是自然界的产物，以下就光的特性以及物理量加以说明。 1-1.1 可见光 可见光是电磁波谱之一部份，人的眼睛可视为是电磁波接收器，工作于此波段并依此定义出可见光。 在光学中常用奈米(nanometer；1nm=1×10-9m)为波长单位，图1-1显示可见光中心区域波长约为550nm，颜色为黄绿色。视力灵敏曲线在长波长及短波长处渐趋近于轴。一般定视力灵敏度降至其最大值的1%处为极限，两极限的波长值分别约为430nm 和690nm。在此限度外之辐射若强度够的话，眼睛仍能探测到；若强度弱时，在许多物理实验中可用照相底片或感光灵敏之电子探测器代替人眼。 因光同时具有波和粒子的特性，一般物理现象的解释则采用适性策略：对于光的行进以电磁波解释，对于光的吸收与辐射，则以粒子特性来处理。 一般基础光学依光的性质和实验结果分为三类： 1.几何光学：将光视为粒子处理，但考虑的是整体特性表现，亦即对光的描述是用 光线（ray）的集合－光束（light beam），以及物点、像点等概念。 2.量子光学：将光视为粒子处理，但探讨的是各别粒子本质。 3.波动光学：将光视为电磁波处理，本领域又称物理光学。 本论文研究的对象是精密光学组件，因此以几何光学为应用基础。
1-1.1 光源和光速 物体本身能发光的，如太阳、火焰、电灯、雷射称为光源（luminous source）。藉由光源照射物体而反射光线，方能使我们感觉物体的存在。光线可看做是由许多光子（photon）所组成，至于光束则是由许多光线汇集而成的光束线。 光在真空中，具有最大的速度，用符号c 代表光在真空中的速度，是自然界的常数：c=299,792.5km/s≒30 万公里/秒。 1-1.2 光度与照度 光源的发光强度称为光度（luminous intensity）。以鲸油脂制成的蜡烛，每小时燃烧120 格冷（1grain≒0.0648 克），所发出的光度，定为一国际烛光。 光源每单位时间所辐射出来的能量，为此光源之辐射通量，只有某小部份（波长从400nm 到700nm）的辐射通量能使人眼感觉其存在，此部份的辐射通量称之为光通量（luminous flux），单位为流明（lumen）。一标准烛光的光源，在一立体弧度角内所通过的光通量，称为一流明。 物体被照射时，在与光线垂直的表面上，单位面积所受到的光通量称为照度（illuminance），单位为流明/公尺2。 1-1.3 光的直线传播 在均匀的介质中，光前进的方式是以直线的方式而行，早期的针孔像机（pinhole camera）利用针孔成像的原理装成，足以证明光是直线前进的，观察像面上所成的像，是上下颠倒并且左右相反，像高与针孔至像面距离成正比关系，没有像差问题，且有相当程度的景深效果，如此看来针孔像机近似完美的光学系统，但是针孔非常地小，亮度却是一大问题，且分辨率将受限于绕射极限。 1-1.4 折射率 光学中折射率是一个非常重要的量，用符号n 表示。介质折射率的大小定义成光在真空中的速度与光在介质速度中的比值 n＝cv，…… ……………………………………. （1-1.1）式中n 表示折射率，c 表真空中之光速，v 表光在介质中之速度。 光在水中的速度是光速的四分之三，所以水的折射率约为1.3，而一般光学玻璃的折射率约为 1.5，至于空气n～1。折射率还有一个特性，介质中的折射率会随着光波波长而改变，这种关系也就是引起色散（dispersion）现象的原因。 1-1.5 光程 光程（optical path 简称op）也是光学中一个非常重要的量，对一个均匀介质而言，它的定义是介质折射率n 与实际光线所行走路径s 的乘积 op＝ns。………………………………………… （1-1.2）若光所经过的是由m 种不同折射率所构成的均匀介质层，那么光从 1 到m 层介质的光程计算就应该是各层介质的折射率与实际路径乘绩的总和为