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光学零件的加工实训报告
系、专业：电 信
班 级：xxxxx
实 训 人：xxx
指导教师：xx xxx
2013年 12月 9日1 / 1 项目一 平凸透镜的加工
一、实训目的1.学习并掌握平凸透镜加工的操作及流程； 2.学习实训中的操作规程和安全知识； 3.了解平凸透镜的制作工艺及应用。
二、实训内容 1.精磨 古典法精磨
用散粒磨料细磨时，磨料在研磨磨具和零件之间处于松散的自由状态，借助细磨所加压力，通过模具·磨料和零件之间的相对运动，实现零件表面成型的目的。细磨前应根据零件粗磨后的表面质量，选择细磨用磨料粒度号，而我们细磨的第一道磨料粒度号应选用302#。1)细磨模具的修改 凹模修改：
A.用凹模在细磨机上细磨一盘零件；
B.洗净·擦干，用样板检查加工面光圈并加以修正； 平模修改：
A.用温水融化平板模；
B.用标准的平面板适当的碾压平板模使之无大的凸痕并在其边缘滚圆.2)平凸透镜的精磨
精磨磨具
抛光磨具 / 11
四轴研磨机
用散粒磨料在普通细磨机上过程如下：
A.根据被加工零件的技术要求和镜盘大小选择机床，一般机床可加工的最大镜盘尺寸按平面镜盘尺寸计算，球面镜盘应进行换算。决定机床转速·三脚架摆幅·铁笔的前后位置及高低。
B.分清磨料粒度号，依次确定抹去余量分配。先选择302#的细砂进行第一道的细磨，然后选用304#的细砂研磨。
C.将镜盘或模具装上机床主轴，凹模应扣在其上，由铁笔拨动。
D.在下盘上均匀涂抹些磨料浆，放上镜盘，手推动几下，使磨料均匀分布。然后手扶铁笔，架至上盘支承孔内，开动机器。在研磨过程仔细观察是否全部磨到，如果均匀磨到，可继续加磨料。若镜盘边缘或中间未均匀地磨到，应修改模具稍作调整再磨。
E.镜盘和模具研合后，可在铁笔上加荷重，以加快研磨速度，如此研磨大约二十分钟。
F.清洗镜盘。检念无砂眼和擦痕时，换用第二道磨料研磨。当最后一道磨料在镜盘表面研磨均匀之后应停止加磨料，再加水磨到模具表面呈灰青色或灰褐色时，取下洗净，换成另外的平面。
G.将凹模换成平模，以同样的方法研磨另一平面后用温水洗净镜盘，检查表面细磨质量，合格后进行抛光。/ 11
3)平凸透镜的抛光
精磨抛光机（四轴机）
A.抛光模的选用及制作。选择配比合适的抛光柏油模在温水里进行微溶，取出用小刀在其上划上均匀刻痕，然后在镜片上进行适当碾压成型，冷却。
B.修整。刚压制好的抛光模边缘进行适当修正使之形状规则。
C.调整好机床速度·摆幅；准备好水锅将细磨所用过的仪器工作台及摆架等抛光用的一切用具清洗干净。
D.抛光模面上涂上抛光液，然后上盘。将镜盘轻碾在抛光膜上用手推动几下，使之均匀，放上铁笔，开动机床，开始抛光。
E.抛光一段时间后应及时检查表面质量和面型，若磨点·砂眼去除均匀则抛光应继续进行。若光圈过高，过低则要随时调整有关工艺参数以控制光圈变化。
F.经过一段时间抛光合格后取下洗净，擦干后涂上保护膜，待干后下盘。G.以同样的方法对另一平面进行抛光，待该平面抛光完毕检查合格后，涂上保护 膜晾干后进行下一道工序。4)定心、磨边
A.定心磨边的目的是消除透镜的中心偏差，使透镜的基准轴和光轴重合并且使零件的外圆直径达到所需要的尺寸。/ 11
定心磨边机
B.定心是通过光学或机械的方法将透镜的两球心置于磨边机回转轴线上，从而把以光轴为基准的磨边过程，变成以机床轴为对称轴的修磨透镜外圆的过程。
C.磨边是透镜定心后夹紧，用砂轮或金刚石磨轮磨削透镜的外圆。以获得图纸要求直径的透镜。5)机械定心的原理及方法
将透镜放在一对同轴精度高、端面精确垂直于轴线的接头之间，利用 弹簧压力夹紧透镜。其中一个接头可以转动，另一个既能转动又能沿轴向移动。当透镜光轴与机床主轴尚未重合时，则在弹簧弹力的作下，使透镜向未与接头接触的一边移动，直至整个表面与接头端面接触为止，完成定心。
三、实训小结
1.若要保证实训过程顺利进行，研磨之前应将实验仪器洗净，实训台进行全面清洗，避免有各号铁砂的混合以致影响效果。2.精磨过程中应随时注意研磨情况作以反馈从而进行调节。3.定心磨边之前应作以计算，计划好加工余量，然后进行磨边操作。/ 11
项目二 平面零件的加工
一、实训目的1.掌握平面零件上盘工艺，了解平面零件面形·平行度检测设备及手段。
2.能够熟练掌握平行平板加工的工艺流程并完成加工及检测。
3.学会总结，整理基本技术文件资料，做好工作场地的清洁。
二、实训内容 1.切割·整平
按加工尺寸和加工余量要求，在大料块上划出标线，然后在玻璃切割机上沿线进行切割或锯切。
1）手工整平，手握工件，使其在铸铁研磨盘上沿椭圆形路线运动，运动方向应与磨盘转动方向相反，同时加砂加水，研磨时需要多磨的地方应加大压力，如在凸出部·形块的厚端部或者让需要多磨的部位在磨盘的边缘部分停留的时间较长些。
2.胶条，将规格相同的一组划方玻璃按厚度方向胶成长条。工艺操作是先加热方玻璃片，然后涂上胶，再靠膜上胶条。
如图所示是零件胶条示意图，图中用一个
直角行夹具固定玻璃长条 3.滚圆
1）滚圆机及基本工作原理 / 11
普通外圆铣磨机，其磨头轴位于水平方向，可横向调整吃力深度；主轴箱与尾架均可随工作台在床身上纵向移动，工作台的位置和行程也可调整。2）在铣磨机上加好玻璃后，启动开关和冷却装置滚圆。当工件的纵向进程
结束时，磨盘做横向进给。知道滚圆到预定尺寸后为止。4 粗磨
在完成开球面后就开始粗磨来修整球面面形。首先，我们用100#磨料将球面面形磨出来，然后同样用100#磨料粗磨平面。我们在切割是得到的零件中心厚度大概在13mm左右，而此时我们需要将零件的中心厚度磨到10.5mm左右。达到此厚度后依次改用240#和280#两种磨练对零件2面进行粗磨其目的在于初步减小零件表面疵病为精磨做准备
研磨机 双面磨抛/ 11
如图a所示的是高速双面加工机床，其加工原理如图b所示，图中高速双面加工的上模3和下模5直径相同，分别以大小相同、方向相反的角速度绕机床的主轴转动。在上下模之间，还有带动被加工工件的行星轮，它是被与主轴同心的内齿轮和中心齿轮啮合、驱动，绕着上下模的中心作行星运动，既有绕中心的公转，又有绕行星轮自我中心的自转。而被加工零件，则被放入行星轮中与被加工体形状一致的孔内。因此，被加工工件在上下模之间的运动，是行星运动与自转运动的合成，支承被加工零件的行星轮啮合情况如图c所示。
b 高速双面加工原理
a高速双面加工床 c双面精磨中的行星轮啮合情况
1–内齿轮；2–行星轮；3–上模；4–被加工工件；5–下模；6–中心齿轮
其工作步骤为： 1.先开电源开关、总开关。
2.用修盘轮修盘（调整圈数200圈。速度30转/min）其目的在于修整上下 盘的面形，清除盘上残留的玻璃片渣。3.将工件拉平
4.测速（100转左右，30转/min）5.将零件加工到所要求的尺寸 6.清洗设备做防锈处理/ 11
三、实训总结
1.平行平面切割之前计算好尺度至关重要，尤其对加工余量的设定和计划。2.平行平板和棱镜的检验项主要是：面形·表面粗糙度和角度误差，包括平板的平行差·棱镜的第一光学平面差和第二光学平面差。
3.在棱镜的加工过程中应该特别注意方法，特别是在粗磨和精磨的过程中掌握正确的方法不仅有利于加工速度提升，更大大提高了零件的质量。
一、实训目的项目三 其他项目总结
1.了解并掌握真空镀膜的详细过程及原理。
2.熟悉真空镀膜的各个步骤及操作过程。
3.学会晶体定向及其实验中的各个注意事项。
二、实训内容 1.镀膜
真空镀膜机由主机和电控柜组成。其中主机又包括真空系统、蒸发系统、膜层厚度控制系统、水冷系统等组成。实训步骤：
A.开总电源→机械泵→24V电源→触摸屏→PLC电源→控制1、2、3、4 进入触摸屏真空系统
B.开机械阀、阈阀、扩撒泵。设定扩撒泵温度40min后温度达到关阈阀开放气阀开真空室们，清洁真空室放入清洁好的工件和比较片，填装膜料关真空室门，开低阀抽真空后关低阀开阈阀5s后开高阀 进入膜系统
C.将除阻蒸开光以外的所有点电源开关全部打开，开公转，调节公转电压，/ 11
开烘烤调节烘烤电压和烘烤温度，烘烤温度达到后关掉电压。D.打开充气离子源，开灯丝，调节灯丝电流，开阳极电流10min后反顺序关闭
E.开充气电子灯、挡板、灯丝调节灯丝电流（0.4~1A），30min后开高压，将膜厚控制仪设定打开视窗观察光斑位置。调节光斑的x、y坐标将光斑移动到坩埚的正中间。结束后反顺序关闭.F.当烘烤温度降下后关高阀，1min后开放气阀充气取出零件与陪镀片
结束工作，关上真空室门空抽3min保证真空室的洁净.当扩撒泵温度降到50以下后关闭电源，总气路，关总电源。
镀膜系统 真空系统
2.晶体定向
所谓晶体定向，就是在晶体材料毛坯上确定一个与该晶体轴成预定角度方向的基准面。
我们在实训中采用的是偏光显微镜定向。
其测试原理如图所示。具体方法是在晶体上先磨出两个大致垂直于晶体光轴的平面，并以其中一个面为原始基准面，用贴置法将其置于偏光显微镜中。若晶体光轴与偏光显微镜光轴同轴，得到的干涉条纹是以视场中心为圆心的同心圆环。若两光轴间有一定夹角，则干涉圆环中心不与视场中心重合。可沿基准面转动被测晶体，则干涉图像中心也随之转动。使干涉圆环中心处/ 11
于视场中心，并严格不动，读出工件承座偏离原始位置时的角度，即为晶体原始基准面需要加工修整的量。
偏光显微镜定向法
S-光源 P1-起偏器 P2-检偏器 K-试样 O1-聚光镜 O2-物镜 BB-物镜的焦平面图
三、实训小结
过程中涉及到的专业名词解释：
1.解理：指的是晶体在外界定向机械力的作用下，按着一定的方向分裂成光滑平面的能力。因解理而成的平面，称为解理面。2.双折射：由于晶体结构的各向异性，自然光进入各向异性晶体中，将分为具有不同折射率的偏振光称为双折射。
3.晶体定向：单轴晶体加工前必须找正晶轴，磨出一个与晶轴垂直的表面作为加工基准面，工艺上称此为晶体的定向。过程中注意事项: 1.镀膜前的预热时间比较长，应该严格按照实验要求耐心等
待或者做一些其他准备。
2.实验仪器的操作应按照仪器规则完整有序的进行，这样
利延长仪器的使用寿命。/ 11
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