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,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。,工艺规程的主要内容和制定程序 1.分析被加工零件的技术条件和工艺性； 2.选择毛坯，确定加工余量； 3.根据设备和工模具，设计零件工艺过程； 4.进行工序设计，确定工序加工余量和量具； 5.编制工艺规程和相应表格； 6.按工艺规程，做经济分析。,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。,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。 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。,二、确定加工余量的原则 最小余量原则 工序衔接原则，即应该使每道工序去除的余量等于上一道工序产生的破坏层深度与本道工序产生的破坏层深度之差或者再乘以安全系数。,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0.15-0.20mm，零件直径大于10mm时，单面余量取0.20-0.25mm。,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=d0+2(Pj+Pc)+h 双凹透镜 d=d0+2(Pj+Pc)+h1+h2,2.棱镜毛坯尺寸的计算,设三棱镜的角度分别是、，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)(ctan/2+ctan/2) Lx2=L2+(Pj+Pc)(ctan/2+ctan/2) Lx3=L3+(Pj+Pc)(ctan/2+ctan/2),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。 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） 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。,（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。,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。,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。,典型光学零件工艺规程举例,对玻璃的要求： nd (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 N R B C q 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。,