《光学制造技术》工艺设计.doc

《光学制造技术》工艺设计.doc

《《光学制造技术》工艺设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《光学制造技术》工艺设计.doc（28页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

《光学制造技术》

课

程

设

计

任

务

书

闽南理工学院

光电与机电工程系

2010年5月

一． 课程设计目的

为了使我校光电技术应用专业的学生能够更好地掌握光学冷加工这门课,本课程设计主要安排以下几方面内容：

i.通过实例，练习光学零件零件边余量的计算与确定

ii.练习在确定毛坯时，对于边缘厚度、整平余量的处理。

。

iii.光学加工中常用工艺数据的计算与给定。

iv.镜盘及各种模具的设计

v.零件图、毛坯图、铣磨夹具图及各种模具图纸的绘制

二、课程设计内容与步骤：

1、计算与确定所给光学零件的零件边余量

2、对于边缘厚度、整平余量的处理。

。

3、计算与给定光学加工中常用工艺数据。

4、设计镜盘及各种模具

5、绘制零件图、毛坯图、铣磨夹具图及各种模具图纸

6、用所给数据完成以上各步骤

Page2 10/19/2022

《光学制造技术》课程设计步骤一

光学零件毛坯确定

练习目的：

1、通过练习，掌握光学零件毛坯确定基本原理。

2、掌握光学零件磨边余量计算及毛坯外径的确定确定

3、掌握透镜中心厚度加工余量的确定及毛坯总厚度的计算

4、掌握透镜下料尺寸的确定及毛垭重量计算。

练习内容：

•１、根据所给数据画出零件图并计算各参数

•２、根据数据设计并绘出基准样板和工作样板。

•３、计算磨边余量并确定毛坯外径

•4、确定透镜铣磨后的中心厚度

•5、计算出总厚度并给出铣磨前毛坯的完整尺寸

•6、计算切割尺寸，。

练习步骤：

1、每人根据透镜数据绘制零件图纸：

可用手绘在本子上。

并计算出边厚。

中心厚度公差可取±0.03.若有整口径，其矢高公差为±0.02

2、设计标准样板。

并绘出样板图纸。

3、根据计算结果，绘出粗磨完工图。

中心厚度公差可取±0.1.若有整口径，其公差为±0.2

样板尺寸的确定：

第12页共28页

球面标准样板型式和尺寸

测量表面曲率半径名义值R

凸样板

凹样板

D

H

型式

D

H

h

b

型式

0.5-5

2R

1.2R

图1

15

20

0.9R

-

图3

5-10

1.9R+6

0.7R

图4

10-35

R+2

30

35-50

60

30

图2

60

-

2.5

图5

50-80

80

35

80

35

3

80-150

100

100

3

150-750

130

30

130

2

750-40000

25

25

-

曲率半径<35毫米时,也可做成全球套制凸凹样板。

其型式和尺寸应符合下表

测量表面曲率半径名义值R

凸样板

凹样板

D

H

型式

D

H

h

型式

0.5-5

1.9R

不规定

15

20

0.7R

图3

>5-10

1.7R

0.5R+15

图2

1.7R+6

0.5R

图4

>10-25

25

>25-35

35

磨边余量的计算。

说明．

1、△t－透镜边缘厚度差．

2、Φ一透镜直径．

3、ΔΦ一直径磨边余量

4、式中R按绝对值计算

利用上述公式计算时，可先试给一个△Φ值。

然后计算△t，若算出的△t值在加工中能达到，则磨边余量就按所设的△Φ值给出·

v

（1）磨边余量不能过大，通常△Φ不超过3mm如果超过3mm，那只有设法控制边厚差来保证中心误差。

在粗磨时，最好能将△t值控制在1/2以内

v

（2）如果透镜磨边余量增大后，使其成为薄边零件，那么必须保证边缘厚度不小于0.5mm.此时可在粗磨控制边厚差，以保证磨边余量。

透镜中心厚度的确定：

通常，透镜铣铣后每面应留有加工余量0.15mm

两面总共应有0.25-0.3mm的加工余量。

如下图中，毛坯成为右图

若镜片需整口径，则应留有整平余量0.4mm左右（在厚度方向）

透镜总厚度的计算。

切割尺寸的计算。

根据切割方式，若砂轮宽度为3mm，则上例为：

17X17X8.5

要求写出完整的计算过程。

《光学制造技术》课程设计步骤二

铣磨夹具设计

弹性夹具的设计

练习目的：

1、通过练习，掌握光学零件铣磨的基本原理。

2、熟悉光学零件铣磨的基本原理

3、掌握弹性夹具的设计方法。

练习内容：

•１、毛坯直径从6-30mm用Q813铣磨。

•２、毛坯直径从31-60mm用尼龙夹具。

•３、Q813夹具弹簧壁厚0.75mm;夹持深度为边厚的2/3（>1mm）,边厚0.5-1.5mm

•4、尼龙夹具夹持深度为边厚的2/3（>1mm）;边厚2.5mm

练习任务：

1、每人设计一种铣磨夹具。

2、毛坯直径：

每个同学按所给透镜数据的粗磨尺寸进行

3、图解绘制规范，符合《机械制图》标准。

4、夹具工艺合理，符合光学工艺要求。

附：

夹具图纸示例：

Q813夹具

尼龙夹具毛坯：

：

第28页共28页

《光学制造技术》课程设计步骤三

透镜细磨抛光镜盘设计

练习目的：

1、通过练习，掌握光学零件成盘设计的基本原理。

2、掌握光学零件细磨抛光工序多层排列的基本形式

3、掌握细磨抛光工序镜盘的计算方法。

练习内容：

•１、根据所给数据计算出的铣磨尺寸

•２、根据铣磨尺寸计算镜盘的排列。

•３、选取一种适当的排列，确定镜盘参数

•4、计算并验证镜盘尺寸

练习方法：

：

1、计算镜片半张角

其中，b为镜片的间隔。

B=（0.05-0.1）D,但不小于0.5mm.

Rj为假想半径。

即镜片上盘时，影响成盘因素的实际半径值。

对于凸面：

对于凹面：

式中：

r1-加工面的曲率半径,取正号

h1,h2分别为加工面、非加工面的矢高

2、计算中间不同排列对镜盘张角起始度数：

中间放一片时：

γ0=0

中间放三片时：

sinγ0=1.154*sinα

中间放四片时：

sinγ0=1.414*sinα

3、镜片每每增加一层，镜盘张角增加a;

于是γ=γm+α

一直加到γ<=80゜

选定一种排列方式

注：

当m=1时，γm=γ0

4、各层镜片数的验证。

sinβm=sinα/sinγm

N=180/β

m为层数

N以6舍7入取整。

如：

N=5.6取N=5；若N=5.7取N=6

若N是向上取整，则γm就要增大。

按以下下方法计算：

β=180/N

sinγm=sinα/sinβm

后面的层就在此基础上增加角度

5、镜盘张角的最后确定

γ=γm+α0

注意：

γ、γm、α0、α之间的区别

要求

1、写出完整的计算过程。

2、反复验证镜盘数据，以后将以此计算各种模具。

《光学制造技术》课程设计步骤四

透镜粘结模设计

练习目的：

1、通过练习，掌握光学零件细磨抛光模具设计的基本原理。

2、掌握粘结模的基本形式

3、掌握古典法细磨抛光工序模具曲率半径的确定方法。

练习内容：

•１、根据镜盘数据确定粘结模的曲率半径

•２、计算模的口径和矢高。

•３、选取一种适当的接头，确定模具参数

•4、完成模具设计，绘出工装图纸。

练习方法：

：

粘结模

v

（一）弹性法上盘的粘结模

v1、粘结模曲率半径的确定

v为使镜盘火漆层厚度尽量均匀一致，要求粘结模表面与镜盘表面为同心球面。

透镜形状不同，粘结模曲率半径的计算方法也不相同。

以下列举了几种典型透镜粘结模半径的计算公式。

在计算粘结模半径时，火漆层厚度占一般取零件直径的0.05-0.1倍（通常取δ=0.5mm）。

下式中，R为加工面曲率半径

D为粗磨中心厚度

h1为加工面矢高

h2为非加工面矢高

双凸、平凸、正弯月形（凸面）：

RL,=R一d一δ

当双凸透镜非加工面的曲率半径太小时可用

Rj=R一d

负弯月形：

凹面：

vRL,=R+（d+h1一h2+δ）cosa.

正弯月形:

凹面：

vRL,=R+d+δ

双凹、平凹：

凹面：

vRL,＝R+（d+h1＋h2+δ）cosa

负弯月形:

凸面

vRL,＝R一δ

单件加工粘结模：

v单件加工时，粘结模口径取（0.7-0.8）D。

当零件直径小于50mm，并且粘结面曲率很小时，粘结模可做成平的。

v在加工零件厚度较大的凸面时，如果只胶一排零件,且粘结模曲率半径较小时，粘结模可采用塔形模。

如图所示。

塔形模工作表面可以带半径或不带半径，此时应按零件粘结表面的曲率半径而定，曲率半径小时，模子工作表面应有半径，反之可不带半径。

设计时模子上的R，为零件粘结表面之半径加上胶层厚度。

h和D.由零件直径大小而定。

a角由镜盘大小而定。

粘结模口径的确定

根据镜盘最后一排的张角γ计算

粘结模的半张角γL,

口径DL,

矢高HL

《光学制造技术》课程设计步骤五

细磨抛光模具绘制

练习目的：

1、通过练习，掌握光学零件上盘的基本原理。

2、熟悉光学零件细磨抛光工序夹具的基本形式

3、掌握古典法细磨抛光工序夹具的设计方法。

练习内容：

•１、每个同学按所给透镜数据的粗磨尺寸进行

•2、模具包括：

精磨模、贴置模和抛光模

•3、每种模按所提供的标准接头绘制。

练习任务：

1、每人绘制六张图纸：

2、图解绘制规范，符合《机械制图》标准。

3、夹具工艺合理，符合光学工艺要求。

练习方法：

：

1、精磨模和贴置模

（一）曲率丰径的确定

精磨模、贴置模的曲率半径，在绘制此类模具的加工图纸时，其绝对值按零件的曲率半径公称值给定，使用时通过试擦贴度或测量精磨后零件的光圈误差进行修正。

（二）口径或矢高的确定

精磨模口径（或矢高）可根据镜盘尺寸确定，

以镜盘边缘张角为基数：

在上的模具其张角为镜盘张角的0.9-1倍

在下的模具其张角为镜盘张角的1.15-1.25倍

（三）精磨模和贴置模的材料

磨具材料应耐磨，且容易修改。

常用黄铜、铸铁、20号钢等，其中黄铜用的较广，因黄铜做的模具容易修改，磨出的零件砂眼细而均匀。

低精度零件可用铸铁模。

2、抛光模

（一）抛光模基体曲率半径的确定

Rp=Rj±δ

式中:

δ为抛光胶的厚度

对凸面取-号;对凹面取+号

曲率半径mm

胶层厚mm

<5

0.5-1

5-20

1-1.5

20-50

1.5-2

50-75

2-3

75-125

3-4

>125

3.5-5

抛光球模直径（或矢高）的确定

抛光模模具半张角与镜盘半张角的关系:

当抛光模在上时,与镜盘半张角相同

当抛光模在下时,取镜盘半张角的1.15-1.25倍

半张角确定后,Dp=2Rpsinγp

Hp=Rp（1-cosγp）

4、总共应计算八个模具的数据：

每个