光學(xué)零件基本加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

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1、第 18章 光學(xué)零件基本加工工藝 規(guī)程設(shè)計(jì) 工藝規(guī)程是光學(xué)零件制造過(guò)程中的法律 文件,它是根據(jù)零件的圖紙、生產(chǎn)批量、 車(chē)間的加工設(shè)備、制造過(guò)程中夾具、模 具和檢測(cè)手段由車(chē)間技術(shù)人員提出,并 經(jīng)過(guò)一定審查批準(zhǔn)程序制定的,每個(gè)需 要制造的零件都有相應(yīng)的工藝規(guī)程。 工藝規(guī)程的主要內(nèi)容和制定程序 1.分析被加工零件的技術(shù)條件和工藝性; 2.選擇毛坯,確定加工余量; 3.根據(jù)設(shè)備和工模具,設(shè)計(jì)零件工藝過(guò)程; 4.進(jìn)行工序設(shè)計(jì),確定工序加工余量和量具; 5.編制工藝規(guī)程和相應(yīng)表格; 6.按工藝規(guī)程,做經(jīng)濟(jì)分析。 第一節(jié) 工藝審查 就是按照 多、快、好、省 的原則 對(duì)產(chǎn)品的 設(shè)計(jì)合理性 、 結(jié)構(gòu)工藝 性 、

2、 制造經(jīng)濟(jì)性 做全面的審查和 綜合評(píng)定。 一、設(shè)計(jì)合理性 形狀 尺寸 精度 重量 材料 二、結(jié)構(gòu)繼承性 三、 “ 三化 ” 程度( 標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化 ) 四、先進(jìn)性:及時(shí)適當(dāng)采用新材料、新技術(shù)、新 工藝。 第二節(jié) 加工余量 一、基本概念 為了獲得所需的零件形狀、尺寸 和表面質(zhì)量,必須從玻璃毛坯上 磨去一定量的光學(xué)材料層,此光 學(xué)材料層通常稱(chēng)為 加工余量 。 加工余量的種類(lèi): 線性尺寸余量 角度余量 工序余量 總加工余量 根據(jù)光學(xué)零件加工工序的特點(diǎn),一般零 件的全部加工余量是由下列余量組合而 成的。 鋸切余量; 整平余量; 表面粗磨余量; 表面精磨、拋光余量; 定心磨邊余量。 二、確定加工

3、余量的原則 最小余量原則 工序銜接原則,即應(yīng)該使每道工序去除 的余量等于上一道工序產(chǎn)生的破壞層深 度與本道工序產(chǎn)生的破壞層深度之差或 者再乘以安全系數(shù)。 )(2.1 1 nn MM c j 1 t j 2 t j 1 t c 圖 1 8 - 1 加 工 余 量 的 確 定 A A 三、各工序余量的計(jì)算 1.鋸切余量與公差 2.研磨、拋光余量與公差 一般可以采用的數(shù)據(jù):零件直徑小于 10mm時(shí),單面余量取 0.15- 0.20mm,零件直徑大于 10mm時(shí),單面余量取 0.20-0.25mm。 3.磨外圓與定心磨邊余量與公差 焦距小于 300mm,偏心差要求不高時(shí): 易偏心零件: 四、光學(xué)零件毛

4、坯尺寸的計(jì)算 1.透鏡毛坯尺寸的計(jì)算(塊料) 毛坯的中心厚度為 d,透鏡的最大允 許的中心厚度為 d0,凹面的矢高為 h,單 面精磨余量為 Pj,單面粗磨余量為 Pc,則有 下面關(guān)系式: 雙凸透鏡 d=d0+2(Pj+Pc) 彎月透鏡 d=d0+2(Pj+Pc)+h 雙凹透鏡 d=d0+2(Pj+Pc)+h1+h2 2.棱鏡毛坯尺寸的計(jì)算 設(shè)三棱鏡的角度分別是 、 、 ,其對(duì) 應(yīng)的面為 3、 2、 1,毛坯的尺寸為 Lx,精磨余 量為 Pj,粗磨余量為 Pc,則有下列關(guān)系式: Lx1=L1+(Pj+Pc)(ctan /2+ctan /2) Lx2=L2+(Pj+Pc)(ctan /2+ctan

5、 /2) Lx3=L3+(Pj+Pc)(ctan /2+ctan /2) 第三節(jié) 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則和步驟 一、一般原則 原則:在一定的條件下,如何 保證以最低的成本和最高的效 率來(lái)達(dá)到零件圖上的全部尺寸、 形狀、位置精度、表面質(zhì)量和 其他技術(shù)要求。 全面了解、熟悉零件圖技術(shù)條件以及其他原始資料, 進(jìn)行綜合分析; 首先考慮選用通用樣板和儀器,如果沒(méi)有,設(shè)計(jì)必 要的專(zhuān)用樣板和專(zhuān)用儀器。 設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí),應(yīng)先從最后一道工序開(kāi)始考慮。 如透鏡加工余量,應(yīng)先從定中心磨邊余量開(kāi)始給定 直徑尺寸;棱鏡和平面鏡應(yīng)先從拋光開(kāi)始給定厚度 尺寸。然后再考慮相應(yīng)的工序余量和尺寸。 設(shè)計(jì)必要的工裝和選擇必要的輔助材料

6、。 編寫(xiě)和工藝規(guī)程有關(guān)的目錄和各種明細(xì)表。 二、設(shè)計(jì)步驟 (一)設(shè)計(jì)球面標(biāo)準(zhǔn)樣板(透鏡) (二)確定透鏡定中心磨邊工藝過(guò)程(透鏡) 根據(jù)零件的中心偏要求,確定是否定中心磨邊; 根據(jù)零件尺寸大小,中心偏差要求的精度和設(shè)備 情況確定磨邊方法; 定中心磨邊余量的確定; 選擇定中心磨邊的工裝夾具和輔料; 編制透鏡定心磨邊工藝規(guī)程 。 (三)設(shè)計(jì)球面工作樣板(透鏡) 按磨邊前的零件直徑確定工作樣板的 直徑。工作樣板由標(biāo)準(zhǔn)樣板套制而成。 (四)確定精磨拋光工藝規(guī)程 1、確定加工順序 透鏡精磨拋光:平面先于球面;凹面先于 凸面;曲率半徑大的表面先于曲率半徑小的表 面;表面疵病要求低的先加工。 棱鏡精磨拋光:

7、基準(zhǔn)面或輔助基準(zhǔn)面先加 工;不規(guī)則的工作面或零件重心不通過(guò)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(屋脊棱鏡除外);容易 修改光學(xué)平行差的面最后加工。 2、設(shè)計(jì)鏡盤(pán)和磨具 3、確定精磨拋光余量 4、選擇精磨拋光的設(shè)備及輔助材料 5、 編制精磨拋光工藝規(guī)程 (五)確定粗磨工藝規(guī)程 確定加工順序 透鏡粗磨:先加工曲率半徑大的面; 先加工凹面;鉆孔一般在開(kāi)球面之前; 銑槽根據(jù)零件結(jié)構(gòu)安排。 棱鏡粗磨:基準(zhǔn)面或輔助基準(zhǔn)面先加 工,工作面較大(或能使下道工序成條 或成對(duì))加工的面先加工;銑槽后加工。 確定粗磨余量 確定粗磨完工尺寸 設(shè)計(jì)粗磨工裝 選擇粗磨輔助材料 編制粗磨工藝

8、規(guī)程 (六)確定毛坯尺寸并繪制毛坯圖 (七) 編制工藝規(guī)程,填寫(xiě)工藝卡片 設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí),要充分發(fā)揮現(xiàn)有的生產(chǎn)技 術(shù)手段,同時(shí)應(yīng)適當(dāng)?shù)牟捎米钚碌墓に嚰夹g(shù)。 工藝規(guī)程一旦確定下來(lái),生產(chǎn)人員必須嚴(yán)格 遵守。當(dāng)然工藝規(guī)程也不是一成不變的,隨 著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,到一定時(shí)期,工藝規(guī)程 必須修改,否則就會(huì)阻礙生產(chǎn)的發(fā)展。 典型光學(xué)零件工藝規(guī)程舉例 對(duì)玻璃的要求: nd (nf-nc) 光學(xué)均勻性 應(yīng)力雙折射 條紋度 氣泡度 光吸收系數(shù) 對(duì)光學(xué)零件的要求: N N R B C q 效 什么是光學(xué)元件工藝規(guī)程?編制工藝規(guī) 程,需要考慮的主要內(nèi)容有哪些? 欲加工一等腰直角棱鏡,其中要求完工 的直角邊長(zhǎng)度 L=40mm,查表得到粗磨 和精磨的加工余量分別為 Pc=1.2mm和 Pj=0.2mm,試計(jì)算毛坯尺寸 LX1、 LX2 和 LX3。

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