光學零件加工

1、指導老師：吳老師、彭老師、王老師,光學零件加工工藝,粗磨下料精磨加工拋光工藝鍍膜工藝,平凸透鏡的加工,（一）切割外圓玻璃切割機特點：切口平整性好，勞動強度低，但是裝 夾費事，尤其對切小塊料更顯得不便 操作步驟：開電源→開液壓（使砂輪與玻璃塊的邊緣重合）→ 順時針旋轉手輪兩圈多三格→按慢下直至砂輪的最低點到達玻璃快得中央時停止在按慢進→待切割完畢后按快上與快退→再將上兩個步驟重復一次直至將玻璃切下→

2、取下玻璃塊、關液壓→關電源,一、毛坯加工,粗磨下料,特 點：設備簡單、不需要裝夾，但是勞動強度大，切口的平整性不好。 操作步驟：開電源→打開水閥→進行切割→關水閥→關電源,手工切割（簡易切割機）,（二）整 平,方法：手握工件，使其在鑄鐵研磨盤上沿橢圓形路線運動，運動方向應與磨盤轉動的方向相反，同時加砂加水，研磨時需要多磨的地方應加大壓力，如在凸出部、形快的厚端部或者讓需要多磨的部分在磨盤的邊緣部分停留的時間較長些。

3、 目地：磨平鋸切時留下的不平痕跡及破口,二.粗磨加工,（一）膠條： 按零件厚度方向膠成長條 目地：塊料經(jīng)切割后具有一定形狀和大小的光學零件毛坯，利用磨料或磨具加工成具有一定幾何形狀、尺寸精度和表面粗糙度的半成品光學零件。 步驟：先用刀口尺在工件上選擇一個平整面并將其放在直角形夾具的一個直角邊上，在該玻璃上涂上適量的光學粘膠將下一個工件的平整與那個直角面對齊且與下面的工件壓緊，每個直角形夾具最多放

4、七個工件。最后在兩端加上保護玻璃。,（二）滾圓,用手工方法將膠條磨去棱角再滾磨成圓柱，或裝在專用機床上直接按尺寸要求研磨,目的：除去切割后的工件四周多余的部分，得到一個具有一定幾何尺寸的圓柱體。備注：滾圓機每小格為0.01mm，轉動一大圈為1mm，所需的工件半徑為52mm。,步驟：將玻璃長條裝夾在滾圓機啊→打開電源→按液壓啟動→順時針旋轉手輪轉動五格→按下工進完成一次后按返回→再將上兩個步驟不斷重復，期間用游標卡尺不斷測量工件半徑使其

5、滿足要求→卸下玻璃長條→關液壓及電源,（三）開球面,將滾圓后的毛坯磨出球面形狀,銑磨機磨削原理：采用斜截圓原理，用筒形金剛石磨輪在球面銑磨機上加工零件 優(yōu)點：效率高，開的球面正，表面粗糙程度好，勞動強度小缺點：不易調節(jié)球面半徑達到要求,手工磨削 步驟及總結：用100﹟的金剛砂將銑磨機開過的半成品球面完成。從邊緣將工件放入，沿磨具旋轉的反方向轉動工件，利用手腕運動，不要使用太大的力氣。磨削一段時間后，食指固定住工件的中央讓工件順著

6、磨具轉動一個小角度后在一次進行方向轉動并多次重復該步驟優(yōu)點：可以達到任何工件要求缺點：勞動強度大，效率低,（四）粗磨,先使用100#砂研磨，研磨到一定程度后再使用280#砂研磨以達到大致要求,注意：當磨削及的轉速越快或者砂粒越粗時，要多加水；按住工件的力度不能太大,精磨加工,古典法精磨：用散粒磨料細磨時，磨料在研磨磨具和零件之間處于松散的自由狀態(tài)，借助細磨所加壓力，通過模具、模料和零件之間的相互運動，實現(xiàn)零件表面成型目的,散粒磨料細

7、磨技術的關鍵,細磨磨具的的面形精度研磨的速度壓力的調整,精磨注意事項,精磨前調整零件軸線與機床主軸軸線重合，對于面形精度越高的零件來說，同軸度要求越高精磨非球面時，一般先修磨非球面度最大、帶寬最寬的部位，此時盡可能地減少磨和球面接近的部位——可以保持曲面平滑,精磨加工的過程,根據(jù)被加工的零件的技術要求和鏡盤大小選擇機床，一般機床可加工的最大鏡盤尺寸按平面鏡盤計算，球面鏡盤應進行換算。決定機床轉速、三腳架擺幅、鐵筆的前后位置和高低。

8、將鏡盤或模具裝在機床主軸。在下盤上均勻涂抹些磨料將，放上鏡盤，手推動幾下，使其分布均勻。然后手扶鐵筆，架至上盤支撐孔內，開動機器鏡盤和模具研合后，可再鐵筆上增加荷重以加快研磨速度清洗鏡盤。檢驗無砂眼和擦痕再換用第二道磨料檢查細磨質量，合格后送往拋光,拋光工藝,拋光是加工工藝中最關鍵的工序，對零件的基本技術要求N和△N、表面粗糙度等要求都是在這一工序得到保證。 拋光的目的:：一是去除精磨的破壞層，達到規(guī)定的表面質量要求；

9、二是精修頁型，達到圖紙要求的光圈和局部光圈，最后形成透明規(guī)則的表面,影響拋光工藝的因素,拋光機轉速工件所受的壓力拋光模的面形情況拋光粉的質量,拋光粉的作用,其一是以拋光劑顆粒的堅硬特性，在模具和機床的作用下，對玻璃表面的硅膠層進行微小的切削玻璃被去除，并使玻璃露出新表面，進而得以水解其二是以拋光劑顆粒表面的吸附特征，使硅膠層以分子級程度被拋光劑吸附而剝落。,樣板檢驗,被檢驗光學表面相對于參考光學表面的偏差稱面形偏差。通常，在光學

10、加工中，光學零件的面形偏差是通過與樣板參考表面比較而鑒別出來的。若兩者的面形(球面或平面)不一致，存在微小誤差時，就形成一個楔形空氣隙，類似一個薄膜，從而產(chǎn)生薄膜干涉現(xiàn)象，如圖6—3(a)所示。若用單色光源，空氣隙呈環(huán)形對稱時，則產(chǎn)生明暗相間的同心圓干涉環(huán)，用白光照射產(chǎn)生彩色圓環(huán)。這些圓環(huán)稱作光圈，又叫牛頓環(huán)。光學零件面形偏差是在圓形檢驗范圍內，通過垂直位置所觀察到的光圈數(shù)目、形狀、變化和顏色來確定的，并且面形誤差用光圈數(shù)表示，所以，樣

11、板檢驗亦稱“光圈檢驗”,拋光操作過程,檢查拋光模的面形情況是否合格，不合格的研磨至要求方可使用將拋光模在50~60℃溫水中燙一下，在拋光模面上涂上拋光液，覆蓋在鏡面上，用手推動幾下，使之均勻。放下鐵筆，開動機床，開始拋光。拋光一段時間后，應檢查表面質量和面形，若磨點、砂眼去除均勻，則拋光應繼續(xù)進行。若光圈過高，過低則隨時調整有關工藝參數(shù)以控制光圈變化。當工件表面光圈合格后，然后洗凈工件拋光面并擦干再涂保護漆，待保護漆烤干后即可下盤

12、。冷卻之后用汽油，酒精洗凈工件即可。,鍍膜工藝,鍍膜工藝是用不同的材料在基片表面形成新表面的方法，鍍膜方法有真空蒸發(fā)、真空濺射、化學還原、溶膠凝膠等 鍍膜的作用：控制光線，保護光學零件表面,鍍膜的目的,美觀減少反射增加光學系統(tǒng)的透射率提高影像的清晰度提高附加價值,光學薄膜的種類,增透膜 降低光學零件表面對指定波段光線的反射，從而增加光學組件的透光率增反膜使指定波段的光線在膜層上大部分接近全部反射回去，增加光學

13、表面反射率分束膜將投射到膜層的光能量按照一定的比例反射和折射出去濾光膜保護膜導電膜,光學薄膜在光學系統(tǒng)的作用,提高光學效率，減少雜光實現(xiàn)光線的調整和再分配通過對波長的選擇性使透過率提高,膜層厚度的控制,目測法：根據(jù)不同厚度反射的光線亮度不一樣判斷鍍膜的厚度光電法：光線照射到工件表面，反射和透射的光被傳感器接收，轉化為電信號，從而根據(jù)電信號判斷厚度晶振法：監(jiān)測晶振片的振動頻率，根據(jù)厚度與頻率的變化計算當前厚度,鍍膜工藝

14、的過程,一、開機前準備 檢查水、電、氣。依次接通總水源、總氣源、總電源。 其中水壓0.2~0.25MPa，水溫≤20℃，電：總功率約50KW，220V/380V，50HZ。 氣：氣壓0.5Mpa。,二、開機,打開總電源開關(總電源信號燈亮）—→真空自動→開機。擴散泵溫度必須大于250℃（約預熱1小時）。打開高壓電源及高壓開關，氧氣閥打開，氧氣總壓力必須大于2MPa，氧氣輸出壓力控制閥必須小于0.5MPa（

15、一般在0.2MPa左右）。打開監(jiān)控系統(tǒng)電源，打開坩堝電源。,三、裝工件達到裝工件要求時，將工件按照要求放到鍍膜室里面待鍍膜,四、抽真空,以上步驟完成后，關上鍍膜室門，進行抽真空工序,五、烘烤,當真空度達到低真空（低真空信號燈亮，真空度為3.0E-0）方可開烘烤，同時真空鍍必須高于10-2Pa。按下按鈕烘烤1—→烘烤2—→烘烤3—→工轉（工轉的電壓為1V，烘烤溫度達到設定值320℃時.必須穩(wěn)定10分鐘。）,六、轟擊,待烘烤完畢后，打開A

16、r源，實施轟擊，進一步洗凈工件表面,七、預熔,真空度達到高真空時，坩堝轉換到手動打下控制開關自動→手動。電子槍轉換到手動打下控制開關EXT→INT。打開外控選擇按鈕ACC—→FIL。融料時需注意事項：1、擋板是否在關閉狀態(tài)。電子槍功率逐漸上升，要高于鍍膜時的設定值。2、高功率時電子槍斑點不可在坩堝邊上融料。3、高功率時電子槍斑點不可過小，融好后需在坩堝中心位置停留10秒。融完后按下外控按鈕OFF。電子槍轉換到自動INT—→EX

17、T，同時EMN—→SCAM—→POS轉換到自動。坩堝轉換到自動手動—→自動。,八、鍍膜（滿足以上條件及檢查后方可進行以下步驟）,按下監(jiān)控按鈕STOP—→RESET—→START蒸鍍時須注意坩堝的轉換是否與制程相對應，是否轉換到為，電子槍的功率與斑點是否有浮動，及斑點位置是否在坩堝中心位置。同時要觀察蒸鍍時的速率、電流大小；氧氣的流量。,九、起件,蒸鍍完成后先關電子槍外控按鈕OFF；工轉電流調到0.5V進行2分鐘烘烤，關烘烤1—→烘烤2

18、—→烘烤3。工轉調到0.5V。烘烤溫度必須低于280℃方可開門，按取件進行泄氣開室門，然后取出卡傘進行清潔、添加材料進行下次蒸鍍，從打開室門到關門時間為5分鐘左右。,十、關機,先清潔蒸鍍室，關室門抽真空（手動關門），蒸鍍室在停機狀態(tài)下保持低真空狀態(tài)。按真空（低閥信號燈亮）—→自動冷泵（擴散泵降溫約1.5小時）。關坩堝電源、監(jiān)控系統(tǒng)、關電子槍高壓電源、氧氣閥。當真空系統(tǒng)自動關閉后關掉總電源、總水源、總氣源。,Thank You !,匯報結