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1、第18章 光學零件基本加工工藝規(guī)程設計,,工藝規(guī)程是光學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、車間的加工設備、制造過程中夾具、模具和檢測手段由車間技術人員提出，并經(jīng)過一定審查批準程序制定的，每個需要制造的零件都有相應的工藝規(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條件和工藝性； 2.選擇毛坯，確定加工余量； 3.根據(jù)設備和工模具，設計零件工藝過程； 4.進行工序設計，確定工序加工余量和量具； 5.編制工藝規(guī)程和相應表格； 6.按工藝規(guī)程，做經(jīng)濟分析。,第一節(jié) 工藝審查,就是按照多、快、好、省的原則對產(chǎn)品的設計合理性、結構工藝性、制造經(jīng)濟性做全面的審查和綜
2、合評定。,一、設計合理性 形狀 尺寸 精度 重量 材料 二、結構繼承性 三、“三化”程度（標準化、系列化、通用化） 四、先進性：及時適當采用新材料、新技術、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材料層，此光學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)光學零件加工工序的特點，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、確定加工余量的原則 最小余量原則 工序銜接原則，即應該使每道工
3、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)。,,三、各工序余量的計算,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、光學零件毛坯尺寸的計算,1.透鏡毛坯尺寸的計算（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,則有下面關系式： 雙凸透鏡 d=d0+2
4、(Pj+Pc) 彎月透鏡 d=d0+2(Pj+Pc)+h 雙凹透鏡 d=d0+2(Pj+Pc)+h1+h2,,2.棱鏡毛坯尺寸的計算,設三棱鏡的角度分別是、、，其對應的面為3、2、1，毛坯的尺寸為Lx，精磨余量為Pj，粗磨余量為Pc，則有下列關系式： Lx1=L1+(Pj+Pc)(ctan/2+ctan/2) Lx2=L2+(Pj+Pc)(ctan/2+ctan/2) Lx3=L3+(Pj+Pc)(ctan/2+ctan/2),第三節(jié) 工藝規(guī)程的設計原則和步驟,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)量和其他技術要求。
5、,,全面了解、熟悉零件圖技術條件以及其他原始資料，進行綜合分析； 首先考慮選用通用樣板和儀器，如果沒有，設計必要的專用樣板和專用儀器。 設計工藝規(guī)程時，應先從最后一道工序開始考慮。如透鏡加工余量，應先從定中心磨邊余量開始給定直徑尺寸；棱鏡和平面鏡應先從拋光開始給定厚度尺寸。然后再考慮相應的工序余量和尺寸。 設計必要的工裝和選擇必要的輔助材料。 編寫和工藝規(guī)程有關的目錄和各種明細表。,二、設計步驟,（一）設計球面標準樣板（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備情況確定磨邊方法； 定中心磨邊余量的確定
6、； 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）設計球面工作樣板（透鏡） 按磨邊前的零件直徑確定工作樣板的直徑。工作樣板由標準樣板套制而成。,,（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：基準面或輔助基準面先加工；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）；容易修改光學平行差的面最后加工。,,2、設計鏡盤和磨具 3、確定精磨拋光余量 4、選擇精磨拋光的設備及輔助材料 5、編
7、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)零件結構安排。 棱鏡粗磨：基準面或輔助基準面先加工，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 設計粗磨工裝 選擇粗磨輔助材料 編制粗磨工藝規(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 設計工藝規(guī)程時，要充分發(fā)揮現(xiàn)有的生產(chǎn)技術手段，同時應適當?shù)牟捎米钚碌墓に嚰夹g。 工藝規(guī)程一旦確定下來，生產(chǎn)人員必須嚴格遵守。當然工藝規(guī)程也不是一成不變的，隨著科學技術的發(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。,典型光學零件工藝規(guī)程舉例,對玻璃的要求： nd (nf-nc) 光學均勻性 應力雙折射 條紋度 氣泡度 光吸收系數(shù),對光學零件的要求： N N R B C q 效,,什么是光學元件工藝規(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，試計算毛坯尺寸LX1、LX2和LX3。,
光學零件基本加工工藝規(guī)程設計
