光学零件加工技术课程设计工艺规程编制模板Word文件下载.docx

光学零件加工技术课程设计工艺规程编制模板Word文件下载.docx

《光学零件加工技术课程设计工艺规程编制模板Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光学零件加工技术课程设计工艺规程编制模板Word文件下载.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

将光学零件工艺规程编制的结果写入工艺卡片，作为技术文

件，直接用于管理和指导生产。

3

15－2 

透镜工艺规程编制的步骤

透镜工艺规程编制的步骤如下：

一、设计球面标准样板

1、参照第十章表 

10-1 

确定标准样板的外形和尺寸。

2、若系弧形样板则按如下步骤设计、计算：

（1）根据标准样板的外径大小，选择球径仪的测环口径。

测环口径应比标准样板直径小 

5~10㎜为宜。

（2）根据球径仪测环的形式，确定球面矢高计算公式，计

算矢高（一般应给出凹凸面的矢高和）。

（3）按图纸规定的标准样板精度等级⊿R，取其

1/2～1/5⊿R 

来计算矢高的制造公差.

（4）设计标准样板制造用的各种球模和夹具。

二、设计球面工作样板

1、按磨边前的零件直径确定工作样板的直径和其他尺寸。

工

作样板的直径一般大于零件直径 

1~3mm。

工作样板的其他

尺寸见§

10-1。

2、设计工作样板制造用的各种球模和夹具。

三、确定透镜定中心磨边的工艺过程

1、根据零件中心偏差的要求，确定是否需要定中心磨边。

2、根据零件直径、中心偏差要求的大小和设备情况确定定中

心磨边方法。

4

3、确定定中心磨边的余量，一般可按下列情况考虑。

（1）焦距 

ƒˊ<

300㎜的透镜，磨边余量按第八章表 

8-2 

选

取。

但当中心厚度与边缘厚度相差较小时，磨边余量

要按边厚差计算公式来计算，见§

8-4。

（2） 

焦距 

ƒˊ≥300㎜的透镜，磨边余量一般按可能控制的

边厚差计算，见§

（3）偏心透镜的磨边余量，取上述磨边余量与偏心量之和。

（4）确定厚透镜磨边余量时，要考虑厚度方向的偏斜。

4、选择定中心磨边用的工具及辅助材料

（1）设计或选择定中心磨边用的接头和辅助工具。

（2）选择磨论、磨边胶、冷却液、清洗剂等。

5、编制透镜定中心磨边工艺的规程

四、确定透镜的精磨、抛光工艺过程

1、加工顺序

（1）应加工曲率半径大的一面，若是修厚度尺寸或修边厚差

的零件，应先加工曲率半径小的一面。

（2）应先加工表面疵病要求低的表面。

（3）对凹凸球面透镜，应先加工凹面。

2、设计镜盘

镜盘的设计，见第十一章。

5

3、设计模具

（1）按镜盘尺寸确定粘结模、精磨模、抛光模的主要尺寸，

详见第十一章。

（2）根据零件的精度要求，设计手修模。

（3）确定各种球模的结构、尺寸与材料，详见第十一章。

4、确定透镜精磨、抛光余量

透镜精磨及抛光的余量，按下述情况确定：

（1）透镜厚度公差大于±

0.1㎜时，其单面余量为 

0.06~0.1。

（2）透镜厚度公差小于±

0.1㎜时，其余量还应加上修磨余量。

修磨余量一般为 

0.01~0.05。

（3）特硬或特软材料，厚度余量应相应减少或增加。

（4）如果要求按胶合厚度配合尺寸时，则控制单件厚度公差为

胶合厚度公差之半，或者两单件厚度公差之和为胶合厚度

公差。

5、选择透镜精磨、抛光用的设备及辅助材料

根据工艺要求，选择磨料、抛光粉、粘结材料、抛光模层材

料、保护材料以及清洗材料等。

6、编制透镜精磨及抛光的工艺规程。

五、确定透镜粗磨工艺过程

1、加工顺序的安排

在一般情况下，粗磨加工应按如下顺序安排：

6

直径（边长）

<

65

>

65~120

120~200

毛坯表面种类

单面余量

零件种类

底 

面

上表面

底面

透 

镜

块料

1．0

1．2

1．5

型料

0．8

2．0

平面镜

1．8

2．5

棱 

铣磨后的粗糙度

单面手修余量（㎜）

达 

180#砂眼

240#砂眼

280#砂眼

0． 

30

20

0．10

（1）应先加工曲率半径较大的一面。

（2）凹凸透镜应先加工凹面。

（3）球面铣磨后，如达不到粗磨完工表面质量要求时，还

应考虑手修加工。

（4）如是需钻孔的透镜，一般应将钻孔安排在磨球面之前。

（5）铣槽应根据零件的结构要求酌情安排。

2、确定粗磨余量

（1）根据毛坯种类（型料或块料）和尺寸的不同，应给与不

同的余量，见表 

15-1。

表 

15-1 

粗磨余量

（2）铣磨达不到粗磨完工的表面质量要求时，应考虑留手修余

量，见表 

21－2。

手修余量

7

毛坯直径

余量

玻璃厚度

10

10～30

30～50

50～100

3～5

5～10

10～20

0.5～1

0.3～0.8

0.5~1.0

0.8~1.5

0.3~0.8

0.8~1.2

1.0~1.5

1.0~2.0

（3）需要划切的零件应留有划切的余量。

划切余量见表 

21－3。

15－3 

划切余量 

单位:

㎜

（4）磨凸起部分时,一般不考虑留余量。

（5）用散粒磨料和用固着磨料磨具加工时，应给于不同的加工

余量。

（6）选择磨料的粒度号。

（7）需钻孔的零件，孔的断面应有修裂纹的余量。

（8）特硬或特软材料的加工余量，应适当减少或增大。

3、确定透镜粗磨完工尺寸

（1）根据抛光完工应达到的球面曲率半径和粗磨球面曲率半

径的修正量，确定粗磨完工的球面曲率半径。

（2）粗磨完工的零件直径等于定中心磨边前的直径，其公差

一般在 

0.1~0.3㎜左右。

若不需要定心磨边，粗磨完工直径即为零

件完工直径。

（3）粗磨完工的厚度尺寸，为零件完工的厚度尺寸的上限加

上两面精磨、抛光余量，其公差酌情而定。

8

（4）具有凹面的零件应计算出凹面的矢高，给出总厚度尺寸。

（5）倒角尺寸按零件设计及工艺要求给定。

4、设计粗磨工装

（1）如采用铣磨加工方法，则由透镜口径大小选择磨轮中径

和粒度，计算出磨头中心线与主轴中心线间的夹角。

（2）如果用散粒磨料粗磨，设计单块加工用粗磨模，并设计

必要的夹具和选用量具等。

5、选择磨料、冷却液、粘结材料、清洗材料。

6、编制透镜粗磨工艺规程。

六、透镜毛坯加工

1、确定毛坯尺寸

（1）按生产量尽可能选用热压成型料或棒料。

（2）块料毛坯尺寸尽可能为零件直径的整数倍。

（3）线尺寸为零件完工尺寸加上各道工序的加工余量，允差

为自由公差。

（4）型料毛坯尺寸，由粗磨完工的球面曲率半径、直径和修

正量来计算确定。

（5）按热压成型料的外形尺寸，计算出毛坯的重量。

（6）绘制毛坯图。

2、绘制毛坯图应注意的问题

9

零件曲率半径 

R

样板直径 

D

样板总高 

H

凸面

凹面

390.8

1694.3

130

25

一般应在毛坯外形尺寸下面，用括号注明完工尺寸，以便参

考。

透镜工艺规程编制举例

现以一双胶合物镜中的凹凸透镜的生产工艺规程编制为例说

明之。

凹凸透镜的生产图纸见图 

15－4 

和图 

15－5。

一、工艺分析

由图 

15－5 

可以看出：

⑴ 

双胶合物镜两外表面的光圈要求较高，用甲醇胶胶合后表

面会变形，需要手修。

⑵ 

双胶合物镜完工后，要求检查像质，此要求较难达到，在

胶合、镀膜等工序中应考虑采取必要的工艺措施。

⑶ 

双胶合物镜加工工序应先胶合而后镀膜。

⑷ 

凹凸透镜的光圈要求较高，应考虑表面修整方法。

二、编制工艺规程

（一）设计标准样板

⑴标准样板的外形尺寸。

根据该零件的曲率半径，按第十

章的表 

确定之，见表 

15-4。

21－4 

标准样板尺寸 

单位：

⑵标准样板矢高的计算。

此标准样板，采用带钢珠测环的

球径仪测量矢高。

由第十章的（10-1）式得矢高计算公式：

h 

= 

R 

- 

2 

r02

（15－1）

其中

r0 

r 

+

2（R 

ρ 

2r

）

（15－2）

式中， 

--理论矢高， 

--样板曲率半径， 

--钢珠球心所在圆

平面的半径， 

--理论测环半径， 

---钢珠半径。

根据零件球面曲率半径和标准样板直径，选择最大测环，其

和 

值为：

r1=59.957ρ1=5.142

将 

值代入（15－1）和（15－2）式，计算后得两球面的

双矢高如下：

R390.8= 

9.2552

R1694.3 

2.12242

然后用下式验算曲率半径：

=

2h

h

（15－3）

演算结果：

R1=390.793

R2=1694.292

11

曲率半径

球 

磨

面 

形

粗磨球模

抛光球模

半径

直径

凸

凹

389.62

391.98

200

387

395

160

140

1675.49

1713.11

1690

1699

此值均在产品图上球面公差⊿R 

N 

的要求范围以内。

矢高制造公差。

由下式求得：

∆h 

K

∆Rh

（h 

R）

（15－4）

式中，K 

取 

2/5～1/5，计算后（绝对值）得：

⊿h 

390.8 

0.001

1694.3 

=0.0005

因此，最后得总矢高及公差：

2h 

9.2552±

0.002

=2.12242±

⑷加工标准样板用的模具。

此类模具的设计与一般球面模具

相同，其工作表面尺寸可参考表 

15-5。

加工标准样板用球模尺寸 

㎜

（二）设计工作样板

工作样板尺寸。

根据该零件定中心磨边前的直径和曲

率半径，确定工作样板尺寸，见表 

15-6。

15－6 

工作样板尺寸单位：

12

球模类型

球模尺寸

精磨球模

口径

＋390.8

－1694.3

－396.5

＋1694.3

90

110

－390.8

80

－395

＋1690

80-85

工作样板直径

工作样板总高

61

62

15－7 

工作样板球模尺寸单位：

⑵设计工作样板制造用的模具。

与一般球模设计相同，工作

样板制造用球模的工作表面尺寸见表 

15-7 

所示。

（三）编制定中心磨边工艺规程

给定磨边余量。

此凹凸透镜焦距较长，磨边余量必须由计

算透镜边厚差值确定，边厚差由下式计算：

∆t 

∆D（D 

+ 

∆D）（R1 

R2 

d 

2R2 

（R1 

h1 

（15－5）

计算时，逐渐增大磨边余量⊿D 

值，计算出合理的边厚差。

应以既使磨边余量不易太大，又使精磨抛光加工不困难为原则。

现取磨边余量为 

6㎜，则得边厚差 

Δt 

为：

0.35mm

13

球模半径

粘结模

手修球模

－406

＋1679

280

＋387

－1699

⑵设计定中心磨边接头。

定中心磨边接头直径比零件完工直径

小 

0.15～0.3㎜。

⑶设计倒角球模。

倒角球模曲率半径由下式计算：

Rdm 

±

=37mm 

（15－6）

（四）编制透镜精磨、抛光工艺规程

由定中心磨边余量计算出的边厚差值，可断定透镜精磨、

抛光加工中是否要进行修改边厚差。

⑵从产品图上看到，透镜面形精度要求较高，应设计单块

手修模。

⑶进行镜盘设计。

根据第十一章讲到的镜盘设计方法进行

镜盘设计.

⑷根据镜盘尺寸确定该透镜加工用的粘结模、精磨模、抛

光模、手修模之工作表面尺寸。

计算结果见表 

15-8。

⑸ 

给定精磨抛光余量（一般取 

0.15㎜）。

15－8 

透镜球模尺寸 

（五）编制粗磨工艺规程

14

确定粗磨模曲率半径 

Rc

Rc=Rp±

⊿R（15－7）

Rp 

为抛光完工后的曲率半径，⊿R 

一般取 

0.3～0.8㎜

R390.8 

的粗磨球模半径为 

Rc385、直径为 

Dc180。

Rc1705、直径为 

计算开球面前的玻璃平板厚度用下式计算玻璃平板厚

度尺寸 

B：

B 

dc 

hc

（15－8）

c

⎛ 

D 

⎫

式中，dc—透镜粗磨后的中心厚度；

hc—粗磨后凹面矢高；

Rc—

粗磨后曲率半径；

Dc—定中心磨边前透镜直径。

将本例的具体数据代入得：

hc 

1.14㎜

10.45＋1.14 

11.59㎜

给定实际制造尺寸及公差

11.6－0.1

⑶倒角球模的曲率半径为 

R42,球模的结构按通用磨具结构

设计。

参照粗磨余量规定，取毛坯厚度为 

14㎜。

绘制毛坯图。

15

（六）填写工艺卡片。

将工艺规程填入工艺卡片，并在各工序的工艺卡片主页上给

出必要的工艺图。

见表 

15－9～表 

15－1

16

17