第 18章 光 學(xué) 零 件 基 本 加 工 工 藝規(guī) 程 設(shè) 計(jì) n 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(cè) 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(gè) 需要 制 造 的 零 件 都 有 相 應(yīng) 的 工 藝 規(guī) 程 。 n 工 藝 規(guī) 程 的 主 要 內(nèi) 容 和 制 定 程 序n 1.分 析 被 加 工 零 件 的 技 術(shù) 條 件 和 工 藝 性 ；n 2.選 擇 毛 坯 ， 確 定 加 工 余 量 ；n 3.根 據(jù) 設(shè) 備 和 工 模 具 ， 設(shè) 計(jì) 零 件 工 藝 過 程 ；n 4.進(jìn) 行 工 序 設(shè) 計(jì) ， 確 定 工 序 加 工 余 量 和 量 具 ；n 5.編 制 工 藝 規(guī) 程 和 相 應(yīng) 表 格 ；n 6.按 工 藝 規(guī) 程 ， 做 經(jīng) 濟(jì) 分 析 。 第 一 節(jié) 工 藝 審 查n 就 是 按 照 多 、 快 、 好 、 省 的 原 則對(duì) 產(chǎn) 品 的 設(shè) 計(jì) 合 理 性 、 結(jié) 構(gòu) 工 藝性 、 制 造 經(jīng) 濟(jì) 性 做 全 面 的 審 查 和綜 合 評(píng) 定 。 n 一 、 設(shè) 計(jì) 合 理 性n 形 狀n 尺 寸n 精 度n 重 量n 材 料n 二 、 結(jié) 構(gòu) 繼 承 性n 三 、 “ 三 化 ” 程 度 （ 標(biāo) 準(zhǔn) 化 、 系 列 化 、 通 用 化 ）n 四 、 先 進(jìn) 性 ： 及 時(shí) 適 當(dāng) 采 用 新 材 料 、 新 技 術(shù) 、 新工 藝 。 第 二 節(jié) 加 工 余 量n 一 、 基 本 概 念n 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 。 n 加 工 余 量 的 種 類 ：n 線 性 尺 寸 余 量n 角 度 余 量n 工 序 余 量n 總 加 工 余 量 n 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 。n 鋸 切 余 量 ；n 整 平 余 量 ；n 表 面 粗 磨 余 量 ；n 表 面 精 磨 、 拋 光 余 量 ；n 定 心 磨 邊 余 量 。 )(2.1 1 nn MM 三 、 各 工 序 余 量 的 計(jì) 算n 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(shí) ， 單 面 余 量 取 0.15-0.20mm， 零 件 直 徑 大 于 10mm時(shí) ， 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(shí) ：易 偏 心 零 件 ： 四 、 光 學(xué) 零 件 毛 坯 尺 寸 的 計(jì) 算 n 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 n 2.棱 鏡 毛 坯 尺 寸 的 計(jì) 算 設(shè) 三 棱 鏡 的 角 度 分 別 是 、 、 ， 其 對(duì)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 /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 n 一 、 一 般 原 則n 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 。 n 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 ；n 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 。n 設(shè) 計(jì) 工 藝 規(guī) 程 時(shí) ， 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 。 n 設(shè) 計(jì) 必 要 的 工 裝 和 選 擇 必 要 的 輔 助 材 料 。n 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n （ 一 ） 設(shè) 計(jì) 球 面 標(biāo) 準(zhǔn) 樣 板 （ 透 鏡 ）n （ 二 ） 確 定 透 鏡 定 中 心 磨 邊 工 藝 過 程 （ 透 鏡 ）n 根 據(jù) 零 件 的 中 心 偏 要 求 ， 確 定 是 否 定 中 心 磨 邊 ；n 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 ； n 定 中 心 磨 邊 余 量 的 確 定 ；n 選 擇 定 中 心 磨 邊 的 工 裝 夾 具 和 輔 料 ；n 編 制 透 鏡 定 心 磨 邊 工 藝 規(guī) 程 。 n （ 三 ） 設(shè) 計(jì) 球 面 工 作 樣 板 （ 透 鏡 ）n 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 。 n （ 四 ） 確 定 精 磨 拋 光 工 藝 規(guī) 程n 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(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 。 n 2、 設(shè) 計(jì) 鏡 盤 和 磨 具n 3、 確 定 精 磨 拋 光 余 量n 4、 選 擇 精 磨 拋 光 的 設(shè) 備 及 輔 助 材 料n 5、 編 制 精 磨 拋 光 工 藝 規(guī) 程 （ 五 ） 確 定 粗 磨 工 藝 規(guī) 程 n 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(duì) ） 加 工 的 面 先 加 工 ； 銑 槽 后 加 工 。 n 確 定 粗 磨 余 量n 確 定 粗 磨 完 工 尺 寸n 設(shè) 計(jì) 粗 磨 工 裝n 選 擇 粗 磨 輔 助 材 料n 編 制 粗 磨 工 藝 規(guī) 程 n （ 六 ） 確 定 毛 坯 尺 寸 并 繪 制 毛 坯 圖n （ 七 ） 編 制 工 藝 規(guī) 程 ， 填 寫 工 藝 卡 片n 設(shè) 計(jì) 工 藝 規(guī) 程 時(shí) ， 要 充 分 發(fā) 揮 現(xiàn) 有 的 生 產(chǎn) 技術(shù) 手 段 ， 同 時(shí) 應(yīng) 適 當(dāng) 的 采 用 最 新 的 工 藝 技 術(shù) 。n 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(shí) 期 ， 工 藝 規(guī) 程必 須 修 改 ， 否 則 就 會(huì) 阻 礙 生 產(chǎn) 的 發(fā) 展 。 典 型 光 學(xué) 零 件 工 藝 規(guī) 程 舉 例 n 對(duì) 玻 璃 的 要 求 ：n ndn (nf-nc)n 光 學(xué) 均 勻 性n 應(yīng) 力 雙 折 射n 條 紋 度 n 氣 泡 度n 光 吸 收 系 數(shù) n 對(duì) 光 學(xué) 零 件 的 要 求 ：n Nn Nn Rn n Bn Cn qn 效 n 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 ？n 欲 加 工 一 等 腰 直 角 棱 鏡 ， 其 中 要 求 完 工的 直 角 邊 長(zhǎng) 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。