光学零件的毛坯成型与铣磨工艺
激光加工光学系统
激光加工机的光学系统--激光束传输.聚焦和观察系统激光基础知识1.1 激光的产生三要素：1.具有亚稳态能级的激活介质——激光工作物质；2.能量泵浦源——提供能量以实现粒子数反转；3.激光谐振腔——多次光放大维持激光振荡；1.2 激光光束的特性1）高光亮度——激光束发散角很小，光能量集中，光强度很高例如：太阳光亮度 3 x 102 W / (cm2.sr) ；气体激光器的光亮度106W / (cm2. sr)；固体激光器的光亮度可达1011W / (cm2.sr)；若进一步将激光束聚焦（空间上集中）或压缩脉冲宽度（时间上集中），则激光束更有极高的光亮度2）高方向性——由于谐振腔对光束方向的限制，激光束发散角很小。
例如He-Ne 激光器的发散角10-1 mrad; 固体激光器的发散角1－10 mrad（毫弧度）3）高单色性——激光的谱线宽度极窄——准单色光；若进一步采用稳频和选取单一纵模，更可大大压缩谱线宽度，可视为单波长。
4）高相干性——由于激光的谱线宽度极窄，传播中能产生相干的两点的时间间隔很大（时间相干性好）；又激光发散角很小，方向性很高，激光束波前面内任意两点均相干（空间相干性好）1.3激光器的输出特性1）激光波长——激光器输出准单色光；不同激光器输出激光波长不同，材料吸收特性各不同；对不同材料用不同的激光来加工。
2）激光输出的能量和功率连续激光: 激光功率P = 激光能量/ 秒脉冲激光: 峰值功率P= 脉冲能量E / 脉冲宽度Tm脉冲激光: 平均功率P=脉冲能量E x 脉冲频率f3）激光束的空间分布特性——基模（TEM00）高斯光束——光场振幅按高斯函数分布；振幅值下降到1/e(=0.368)强度下降到中心强度1/e2 的光斑宽度定义为光斑半径；对应的全角宽度定义为光束发散角；为了改善发散角可用小孔选模，非稳腔选模，拉长谐振腔等方法高斯光束的参数：束腰；等相位面；发散角；基模多模基模与低阶模实际激光束的横模c.调Q 脉冲激光——用调Q 技术压缩脉宽（纳秒量级），提高激光的峰值功率（声光调Q 可达数百千瓦；电光调Q 可至兆瓦以上）；d.超短脉冲激光——用锁模技术压缩脉宽到皮秒至飞秒量级，峰值功率达1012W, 可作很多精密微加工；4）激光束时间分布特性a.连续激光——以连续恒定的功率来描述；b. 普通脉冲激光——以脉冲宽度(毫秒量级）.脉冲能量与脉冲频率来描述；激光焊接常用脉宽1－10ms, 能量1至数十焦尔；峰值功率数千瓦；打孔和切割常用脉宽0.1－2ms ，能量为0.5－20j ；峰值功率达万瓦5）激光束的偏振特性光波是横向电磁波，电矢量与磁矢量总是在相互垂直方向上，一般只讨论电矢量的方向。
光学磨边工艺技术
光学磨边工艺技术光学磨边工艺技术是指通过磨砂、抛光等技术，将光学元件的边缘加工至平滑、无毛刺、无划痕的状态，以提高光学元件的光学性能和外观质量。
光学磨边工艺技术在光学制造领域具有重要地位和巨大的应用潜力。
本文将从工艺流程、设备和加工参数等方面介绍光学磨边工艺技术。
光学磨边工艺技术的主要流程包括：材料选择、布料选择、磨边草粗、磨边草细、抛光、清洗等。
首先，根据光学元件的材料特性选择合适的材料进行磨边加工。
通常情况下，有机玻璃、晶体和金属等材料适用于光学磨边工艺技术。
其次，根据光学元件边缘的要求选择合适的布料进行磨边加工。
常用的布料有亚克力布、超细纤维布等。
然后，对光学元件进行磨边草粗和磨边草细的加工。
磨边草粗主要是利用磨粒磨削光学元件的边缘，使其表面平整。
磨边草细是利用磨粉进行加工，进一步提高光学元件的表面平整度。
最后，对光学元件进行抛光和清洗的工序。
抛光主要是利用精细研磨料和抛光剂进行加工，使光学元件表面光洁度和透明度达到最佳状态。
清洗则是将光学元件放入清洗液中，去除表面的粉尘和残留物。
光学磨边工艺技术所需的设备主要包括磨边机、抛光机、清洗机等。
磨边机是利用磨粒对光学元件进行磨削加工的设备，其结构包括磨边盘、电机、传动装置等。
抛光机是利用抛光剂进行加工的设备，其结构包括工作台、配重轮、抛光盘等。
清洗机是利用清洗液进行清洗的设备，其结构包括清洗槽、喷枪、水泵等。
这些设备具备自动化控制功能，可提高加工效率和产品质量。
在光学磨边工艺技术中，加工参数的选择直接影响加工质量。
加工参数包括加工压力、转速、进给量、磨削液浓度和清洗时间等。
加工压力是磨边过程中施加在光学元件上的力量，影响边缘的加工精度和表面质量。
转速是指磨边机和抛光机的转速，影响磨削和抛光效果。
进给量是指工件在单位时间内通过磨边机和抛光机的移动距离，影响加工效率和质量。
磨削液浓度是指磨削液中磨粒的含量，影响磨削效果和光学元件的表面质量。
清洗时间是指光学元件在清洗机中清洗的时间，影响清洗效果和产品质量。
光学零件加工
武汉职业技术学院实训报告平凸透镜的加工及检测系、专业：电信学院光电系班级：光电10302班实训人：胡荣华指导教师：吴晓红彭卫国2011年10月17日摘要此次实训的项目是光学零件的加工，主要是球面零件的加工，此外还有平行平板机棱镜的加工。
球面零件的加工主要为粗磨下料、精磨抛光、镀膜，粗磨下料的工艺较为传统，但对手法也有一定的要求。
再就是精磨抛光，此部分主要看的是加工者的手法，手法直接影响到后面的定心以及镜片的好坏。
最后就是镀膜，镀膜的作用有很多，我们的实训中的镀膜主要是为了起到一种保护镜片的作用。
棱镜及平行平板的加工同样是对手法的考验。
本次实训中小组中的成员基本能够完成自己的镜片加工，其中存在的主要的问题在于球面镜的精磨抛光、粗磨下料部分。
粗磨下料部分主要在开球面环节，精磨抛光则主要是细磨手法不对等。
此类问题在后来的定心磨边的环节中都得到了充分的验证。
本报告的主要目标是：简述透镜的加工过程，分析加工过程中出现的问题，及此类问题的改进方法。
对比得出传统和现代加工的不同特点了解光学零件的镀膜过程、熟悉镀膜机的使用及其各项性能。
回顾整个实训过程中存在的操作方面的不足之处，进一步加深对整个零件加工环节的了解，加深自己对各个环节的印象。
关键词：球面零件加工环节加工手法主要内容1.1概述光学玻璃的加工分为传统加工和现代加工，我们的实训中主要是传统加工方法。
主要的加工零件为平凸透镜，它的主要操作流程是；粗磨下料、精磨抛光、定心磨边、镀膜等。
这次实训的内容还包括平行平板棱镜的加工，检验等。
1.2加工的特点传统加工的特点是加工出来的零件的精度高，质量好，因为它所使用的主要是手工为主，因此对操作人员的手法的要求很严格。
此类加工适用于少量、高精度的加工需求。
1.3加工生产流程1.4粗磨下料 1、切割：选取材料并把毛坯玻璃放入玻璃切割机(1-1图)里面。
2、去除直角:把切割好的毛坯玻璃按尺寸在简易切割机上切割，再把切割好的矩形的四个直角用简易切割机把四个直角切掉。
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。
光学制造技术实训指导书
《光学制造技术》实训指导书福建省闽南理工学院光电与机电工程系目录实训一：光学零件的粗磨加工实训二：光学零件的精磨加工实训三：光学零件的光圈识别实训四：光学零件的抛光工艺实训五：透镜的定心磨边实训一、光学零件的粗磨加工一. 实验目的:1. 掌握铣磨机的基本原理.2. 了解铣磨加工的整个操作过程3. 了解铣磨机的工作原理和操作方法4. 了解被加工零件的尺寸及技术要求5. 了解铣磨零件的检验方法二. 实验内容1. 看懂光学零件粗磨工艺图纸2. .铣磨原理3. 铣磨公式rD R r R D M M±=+=ααsi n2)(2si n4. 机床结构5.疵病分析中心调整误差的影响中心调整量的改变直接影响半径误差。
存在中心调整误差△值时，曲率半径产生dR 的误差，并且dR 随△的增大而增大。
不论是外凸包，还是内凸包，无论是凸球面，还是凹球面均如此外凸包和内凸包（a ）磨轮未到工件中心，（外凸包）( b ）磨轮超过工件中心，（内凸包）（ c ）磨轮位于工件中心。
6．铣磨夹具三.实验方法1.看懂光学零件工艺图纸外径，曲率半径，中心厚度及其公差2..铣磨原理根据铣磨公式埋解铣磨原理3.砂轮参数砂轮外径，粒度，浓度，硬度4.机床结构磨头，工件轴，角度调节机构，冷却系统，电气控制系统5.冷却方式内喷，（外喷），冷却液，位置调节，喷速调节，效果分析6.操作步骤装夹具，磨头位置，角度调节，中心调节，开机，工件转速调节，进刀速度调节，进刀位置调节，安装及夹紧工件，试磨，分析，调整（角度调节，中心调节），再试磨……..直至合格7.质量检验曲率半径，厚度，表面粗糙度，疵病分析8.总结:四.注意事项:⑴遵守工厂纪律.⑵服从指导老师安排.⑶不得在车间内喧哗.认真观察，理解操作过程五.要求:写出所给透镜的加工过程，.并对质量进行分析.实训二、光学零件的精磨加工一。
实验目的:1．掌握研磨的基本原理.2．了解镜片上盘过程。
3．了解精磨加工的整个操作过程4．了解轴机的工作原理和操作方法5．了解被加工零件的尺寸及技术要求6．了解零件精磨后的检验方法二。
光学透镜的加工流程
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道精磨，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道抛光，是将精磨镜片再一次抛光,这道工序主要是把外观做的更好。
第4道清洗，是将抛光过后的镜片将其表面的抛光粉清洗干净.防止压克.第5道磨边，是将原有镜片外径将其磨削到指定外径。
第6道镀膜，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，因此应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决定了抛光精度的高低。
因此，要得到高精度要求，必须控制抛光粉的最大颗粒。
3. 抛光粉的硬度抛光粉的真实硬度与材料有关，如氧化铈的硬度就是莫氏硬度7左右，各种氧化铈都差不多。
光学镜片加工工艺流程
光学镜片加工工艺流程光学镜片是现代光学技术的关键部件之一，广泛应用于各种仪器、设备和仪表中。
它的加工工艺是一项非常复杂的工作，需要精密的技术和设备，以确保生产出高质量的产品。
本文将介绍光学镜片加工的工艺流程，包括前处理、精加工和后处理等环节。
前处理前处理是光学镜片加工的第一步，包括材料准备、切割和研磨等环节。
材料准备光学镜片的材料一般是玻璃或塑料，需要经过特殊的加工和处理才能达到要求。
首先要根据设计要求选择合适的材料，并对其进行检验和测试，以确保其质量符合标准。
然后将材料切割成适当的尺寸和形状，以便后续加工。
切割切割是将原材料切割成所需形状和尺寸的过程，常用的切割方法有机械切割和激光切割。
机械切割是将原材料放在切割机上，通过旋转切割刀进行切割。
激光切割则是利用激光束的高能量进行切割，具有高精度、高效率的优点。
研磨研磨是将切割后的材料表面进行平整和抛光的过程。
研磨分为粗磨和细磨两个阶段。
粗磨是利用砂轮或磨料进行表面磨削，以去除表面的凹凸不平。
细磨则是利用特殊的研磨液进行表面抛光，以达到光洁度要求。
精加工精加工是将研磨后的材料进行进一步加工和处理，以达到更高的精度和质量要求。
精加工包括抛光、磨削和抛光等环节。
抛光抛光是将材料表面进行高光洁度处理的过程，主要通过磨料和抛光液进行表面抛光，以达到要求的光洁度。
抛光过程中需要严格控制温度、时间和压力等参数，以确保产品质量。
磨削磨削是将材料进行精密加工的过程，主要通过磨料进行表面磨削，以达到要求的精度和平整度。
磨削分为粗磨和细磨两个阶段，需要严格控制磨削参数和磨削液的浓度和pH值等参数。
抛光抛光是将材料进行最终的高光洁度处理的过程，主要通过抛光液进行表面抛光，以达到要求的光洁度和平整度。
抛光过程中需要严格控制温度、时间和压力等参数，以确保产品质量。
后处理后处理是将加工后的光学镜片进行清洗、检验和包装等环节，以确保产品质量和可靠性。
清洗清洗是将光学镜片进行清洁处理的过程，主要通过去离子水和特殊清洗剂进行清洗，以去除表面的污垢和油脂等物质。
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光学零件的毛坯成型与铣磨工艺第一节 型料毛坯的成型工艺一、型料毛坯的成型工艺光学零件毛坯的型料化对于提高光学冷加工效率、提高光学玻璃的利用率，节约劳动力，降低成本具有显著的作用。
国外自二十世纪七十年代以来，光学零件毛坯工艺完全突破古典法的束缚，实现了连续熔炼、滴料成型，使光学玻璃的利用率提高到90%以上，而型料毛坯的供应量达到整个光学零件毛坯的80%以上。
光学零件的毛坯成型可以分为两种方法。
即二次成型法和一次成型法。
二次成型又叫热压成型法、一次成型又叫滴料成型。
（一）热压成型法（二次成型）：热压成型的工艺流程是先将光学玻璃加工成块料，然后经过切割、调整重量，再将玻璃加热软化，压型，退火、检验。
在这整个过程中，有几个重要的概念需要加以介绍。
毛坯精度：热压成型法加工的毛坯主要控制其几何形状精度、尺寸精度和表面质量。
影响毛坯精度的主要因数是工艺条件。
压型的玻璃零件料的重量波动、模具的热膨胀，玻璃压型后的收缩，压型后冷却速度等。
直径公差：主要取决于模具材料的热膨胀系数α、光学玻璃的热膨胀系数β、压型时模具的温度t 和光学玻璃的温度t '，则压型件室温下的直径D 与模枪室温下的内径D 0之间的关系式为)1)(1(0t t D D '-+=βα曲率半径的公差：压型件的曲率半径一方面受模具曲率半径的影响，也受玻璃收缩的影响。
当压型件开始冷却时，表面的冷却速度高于中心的冷却速度，从而在内外均冷到室温后，压型件表面收压应力，中心受张应力，于是造成压型面中心部位的凹陷型收缩，玻璃料内部产生小气孔。
因此，适当降低压型的温度是有利的，而磨具设计应将压型件的收缩量加以响应的补偿。
厚度公差：厚度公差是压型件的关键精度。
主要可以控制玻璃料的重量达到要求。
但采用常规的天平称量，滚筒加工方法，无法达到精度要求。
现在多用棒料加工，可以达到较高的精度。
压型件的表面质量：一方面决定于型腔面的表面质量，另一方面也决定于压型温度和防粘剂。
国外曾采用将型心施以微振，使压型件便于脱膜，而且能中心到位，保证压型件的几何形状。
下表是常用材料的压型工作温度。
（二）一次压型法（滴料成型）滴料成型的工艺流程是：熔化玻璃原料——辊成长条——加热熔炼——滴料控制——滴料剪切——压型——零件脱模——退火——检验。
此方法的优点是生产率高、省料、加工余量小和表面质量好。
但也具有如下缺点：1、压型适用的零件范围有限，一般为直径10-20mm的零件。
2、只能有部分光学零件热压成型。
3、切口处留有刀刃。
一次压型法不仅可以生产毛坯，还可以生产棒料、板料、方料、三角料、管料等。
如图所示为滴料、成型、退火的示意图。
从示意图可以看出，已熔炼好的玻璃熔体从炉体1的底部，经漏料管2流出，漏斗管外有电加热器，使漏料管内的玻璃熔体保持恒温，从而使玻璃保持一定的粘度。
玻璃熔体自漏料管流出后，由气动剪刀机3根据玻璃的密度、粘度、压型件重量进行控制，剪切玻璃滴，滴入多工位转盘压力机5的第一工位压模内。
在压型大尺寸的毛坯时，接料的工位，其底座可以升降，随着玻璃液进入模具中数量的增加，底座逐渐降低，保持玻璃液流在空气中的流程不变，从而避免出现折叠。
在转到第二工位后，为了减少剪刀印，并使玻璃液在模子中能均匀摊平以及改善外观质量，在第二工位进行火焰抛光，然后上模下落，使之压型。
对于大尺寸毛坯，在压型以后，为了防止边部炸裂和压型件变形，在工位3和4，进行模边火焰加热，以减小压型件中心和边缘的温度差。
工位3、4、5是使型料及下模逐步冷却。
工位6是型料由下模取出，通过移料机6、皮带传输机7、拨料机8送入链带退火炉9，消除内应力，用偏光仪检查，装入成品箱。
转盘压力机的工位7、8是使下模继续冷却，工位9和10下模关闭并锁紧。
若制成条形料，则玻璃熔体自漏料管流出后，流入铝青铜材料制成的玻璃流液槽内，再经动力牵引轮，送入带有传送链带的保温炉内退火。
对于棒料或管料，可以用牵引成型机。
滴料成型也称直线成型，其特点是：熔炼玻璃出料、压型、移料和退火是连续的，便于自动化生产。
二、光学玻璃的精密退火玻璃从典型的液态转变成具有和脆性的固态，要经过一段过渡的温度区域，这一温度区域称为转变温度区域，其上限为软化温度，其下限为转变温度。
在转变温度以下，外形可以认为不随温度变化。
但在转变温度以下相当大的温度范围内，玻璃内部的结构组团仍具有一定的位移能力，可以消除以往所产生的内应力和结构上的不均匀性。
为了保证玻璃毛坯外形不变的情况下，消除玻璃的内应力及提高结构上的均匀性，只能在这一温度范围内进行退火。
这一温度范围称为光学玻璃的退火温度范围。
所对应的粘度范围为1012PaS-1016PaS 之间。
低于这一温度区域时，可认为玻璃的结构已被固定，称为玻璃的结构固定温度。
当加热或冷却在低于结构固定温度以下时，玻璃只有弹性变形而没有塑性变形，温差所产生的内应力是弹性内应力。
所以，在其产生的条件消失后，就不再存在了，称暂时应力。
当把没有退火的玻璃，加热到退火区域中某一温度保持足够长的时间，玻璃中的内应力就会完全消失。
这是由于退火温度区域内，分子的热运动动能大，玻璃的结构组团可以产生位移、极化变形，使玻璃的内应力松弛。
玻璃在高温下内应力松弛称为塑性退让。
在退火温度范围内降温的过程中，由于玻璃温差所产生的应力可以被塑性退让掉，所以，在退火温度范围内虽有温差，但没有内应力。
当退火温度范围的降温遗留下来的那部分温差在室温下继续均衡时，外层将受张应力，这种应力在室温下是不会消失的，称永久应力或残余内应力。
从熔融状态或二次成型冷却下来的玻璃毛坯，内应力是很大的。
如果把这样的玻璃升温到退火区域某一温度，保持足够的时间，使残余内应力完全塑性退让掉，再以很慢的冷却速度经过退火区域，使塑性退让的程度尽量小，那么冷却到室温以后，可以得到较小的残余内应力，这就是光学玻璃退火过程的实质。
退火时，可以选择较低的退火温度，经过保温将退火前的残余内应力完全塑性退让掉，以指数增加降温速率，这样虽然内外温差很大，但由于降温时间短，粘度又很大，温差所产生的内应力并没有被完全塑性退让掉，大部分表现为暂时应力，只有被塑性退让掉的那部分温差所产生的内应力在退火后才表现为不可消失的残余应力。
经过退火区域降温后的残余应力，根据弹性力学理论导出了各种形状、尺寸、导温系数及降温速率对退火后残余内应力的影响，若有厚度为2a （m ）大无限大平板，其线胀系数为α（1/0C ），导温系数k(m 2/h)、弹性模量E（Pa ）、泊松比μ、退火区域的降温速率系数为h(0C/h)，则在厚度截面上某点x(m)的应力P （Pa ）为：)3()1(622x a k hEP --=μα薄板表面与厚度中心之温差为θ∆，则 kha 22=∆θ 由此得 x=a 和x=0时的应力P a 和P 0分别为 θμα∆--=132E P a θμα∆-=1310E P 以上两式是假设退火过程中沿无限薄板表面没有温差，仅由于厚度方向的温差而产生的应力。
而一般的平板，退火过程中沿直径方向也存在温差r 0θ∆，使玻璃在降温后产生残余径向应力和残余切向应力。
利用弹性力学对边缘应力进行计算，若玻璃圆盘的半径为R ，厚度为2a ，在退火过程中假设：1、保温阶段，中心和边缘无温差，仅在降温时产生温度差00θθθ-=∆r r ；2、温度梯度沿圆盘表面分布是轴对称的；3、温度沿半径的分布是简单的抛物线。
则可以求得离中心距离为r 处的径向应力r σ和切向应力t σ为：)11(2110022⎰⎰-⋅--=r Rr rdr r rdr R E θθαμμσ )11(2110022⎰⎰++-⋅--=r R r t rdr rrdr R E θθθαμμσ 以一般玻璃的平均常数计算，这时20.0=μ，211/1066.0m N E ⨯=，C 06/108-⨯=α。
代入上式，可以简化为)1(108.12205R r R r -∆⨯=θσ （单位：N/m 2） )31(108.12205R r R T -∆⨯=θσ第二节 块料毛坯的切割工艺切割是固体材料的连续界面发生规则断开并有序分离。
可分为锯片切割和静压切割两大类。
用锯片切割由于切屑较多，又称为有屑切割。
静压切割又叫无屑切割。
块料毛坯的切割有多种方法，根据切割机的系列，可分为外圆切割机、内圆切割机、套割机以及静压切割机等。
一、手工切割手工切割的特点是设备简单，不需要装夹。
缺点是劳动强度大，切口平整性差。
在切割棱镜毛坯时，常利用专用夹具。
下图是手工切割示意图。
手工切割金刚石锯片基体选用A3钢。
金刚石粒度60-80，浓度为75-100%，青铜结合剂。
手工切割中常出现的问题见下表。
二、外圆切割利用外圆切割机切割玻璃的特点是切口平整性好，劳动强度低。
但是零件装夹比较麻烦，对于小块零件更不方便。
机床一般采用金刚石锯片，对玻璃进行高速切割。
锯片可做下降切削，工作台做纵向进给。
大多数工序由电器控制，实现半自动加工。
Q8404切割机用金刚石锯片三、内圆切割内圆切割是采用如图所示的内圆锯片进行的。
锯片基体选用45钢，粒度范围280-W40，每片含金刚石0.1g 。
该方法的优点是切口平整，粗糙度好，锯口窄（约0.3mm ），尺寸精度高，平行度好。
缺点是不适于切大块料，锯片使用寿命短，工件装夹费事。
一般用于工件厚度薄、平面度要求高，材料比较昂贵的情况，例如晶体加工。
四、静压切割（一）切割原理当玻璃表面不存在任何缺陷的情况下，玻璃的强度由各组分之间的键强度决定，玻璃的理论强度是Pa 10103.1⨯，而实际的强度比理论强度低几个数量级，一般在Pa 98102105⨯-⨯的范围。
由于玻璃强度是以玻璃断裂而达到极限的。
因此，按照力学的观点，在材料表面上预先制出预应力划痕，并施加与划痕走向相垂直的拉应力，可使材料在失稳状态下发生低应力脆断。
单颗粒金刚石划割玻璃就是一个应用断裂力学的简单例证。
如图所示，裂纹尖端所受到的应力r σ要比拉应力σ大得多。
根据计算，一个μ2=a 的细微裂纹，其σσ200=r ，而当r σ达到玻璃的强度极限时，玻璃就发生断裂。
由材料力学的拉压理论可知，当在棒料径向施以压应力P 1，则其轴向必然产生拉应力P 2，如图所示。
只要P 1值满足下式，棒料将被拉断。
12P b μσ=式中，b σ——拉伸强度极限。
单位：Pa ；μ——泊松比；P 1——径向压力，单位：Pa 。
对于常用玻璃的切断压力P 1在Pa 71098⨯-的范围内。
裂纹区域内的能量输入方式对裂纹的扩展和切断压力的大小是有影响的。
假如在裂纹部分涂以粘度低，压缩系数小的液体，可使切断压力大大降低。
所以，静压切割过程与两个因数有关：1、由径向压力P 1产生的轴向拉应力P 2；2、划痕部位A 内液体（图6-14）直接把P 1作用到裂纹尖部，给裂纹扩展增加了大的能量。