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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)零件制造過程中的法律 文件，它是根據(jù)零件的圖紙、生產(chǎn)批量、 車間的加工設(shè)備、制造過程中夾具、模 具和檢測手段由車間技術(shù)人員提出，并 經(jīng)過一定審查批準(zhǔn)程序制定的，每個需 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)材料層通常稱為 加工余量 。 加工余量的種類： 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，單面余量取 0.15- 0.20mm，零件直徑大于 10mm時，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： 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 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，如果沒有，設(shè)計(jì)必 要的專用樣板和專用儀器。 設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時，應(yīng)先從最后一道工序開始考慮。 如透鏡加工余量，應(yīng)先從定中心磨邊余量開始給定 直徑尺寸；棱鏡和平面鏡應(yīng)先從拋光開始給定厚度 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）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，填寫工藝卡片 設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時，要充分發(fā)揮現(xiàn)有的生產(chǎn)技 術(shù)手段，同時應(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，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，到一定時期，工藝規(guī)程 必須修改，否則就會阻礙生產(chǎn)的發(fā)展。 典型光學(xué)零件工藝規(guī)程舉例 對玻璃的要求： 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。
光學(xué)零件基本加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
