传统光学加工第一章粗磨演示文稿.ppt

传统光学加工第一章粗磨演示传统光学加工第一章粗磨演示(ynsh)文稿文稿1页，共33页，星期一光学加工的主要光学加工的主要(zhyo)工艺流程工艺流程n冷加工主要工序：n切割下料磨方胶条滚圆铣球面粗磨精磨抛光磨边检验n特种工艺工序: 镀膜胶合 现代光学制造技术是在传统加工的基础上进行再加工的如非球面光学元件通常是由球面和非球面组成，球面一般采用传统加工，非球面首先(shuxin)采用传统加工方法加工比较接近球面，然后采用先进制造技术计算机数控加工进行非球面的磨抛 如果要获得超光滑表面，在数控加工的基础上，进行磁流变抛光、离子束抛光或者等离子束抛光以下针对传统加工的主要工序粗磨、精磨和抛光技术做详细介绍2页，共33页，星期一第一章第一章 粗粗 磨磨 光学零件的毛坯，加工成透明的光学表面，光学零件的毛坯，加工成透明的光学表面，无论是采用散粒磨料还是固着磨料加工，均需无论是采用散粒磨料还是固着磨料加工，均需要三大要三大(sn d)(sn d)基本工序基本工序粗磨、精磨和抛光粗磨、精磨和抛光 粗磨是将块料或型料毛坯加工成具有一定几何形粗磨是将块料或型料毛坯加工成具有一定几何形状、尺寸精度和表面粗糙度的工序。

状、尺寸精度和表面粗糙度的工序 粗磨的方式，可以选择散粒磨料手工操作，粗磨的方式，可以选择散粒磨料手工操作，也可以采用固着的金刚石磨具，在铣磨机上进也可以采用固着的金刚石磨具，在铣磨机上进行自动或半自动的机械加工行自动或半自动的机械加工3页，共33页，星期一1-1 研磨研磨(ynm)(ynm)的本质的本质一、散粒磨料的研磨n n 散粒磨料研磨，是指用磨料加水配成的悬浮液对玻璃进行研磨加工n n研磨的过程(guchng)(guchng)主要是尖硬的磨料颗粒对玻璃表面破坏的过程(guchng)(guchng)4页，共33页，星期一二、固着磨料的研磨二、固着磨料的研磨n n铣削加工，是采用铣削加工，是采用(c(c iyng)iyng)固着磨料的金刚石磨固着磨料的金刚石磨具研磨玻璃，它与金属的加工很相似具研磨玻璃，它与金属的加工很相似5页，共33页，星期一n n用固着磨料研磨玻璃效率高的原因是：用固着磨料研磨玻璃效率高的原因是： 1.固着的磨粒象无数把车刀，在玻璃加工表面留固着的磨粒象无数把车刀，在玻璃加工表面留下相互交叉的、不间断的划痕下相互交叉的、不间断的划痕 2.固着磨粒只作用于玻璃表面，直到表面破坏，固着磨粒只作用于玻璃表面，直到表面破坏，而不参与它们而不参与它们(t men)(t men)之间的互相磨碎。

之间的互相磨碎 3.磨具的工作压力，仅仅作用于突出的为数不多磨具的工作压力，仅仅作用于突出的为数不多的颗粒上，因此磨粒受力很大的颗粒上，因此磨粒受力很大 4.切削速度很高，达到切削速度很高，达到1525m/s 5.磨粒尺寸不均匀对研磨影响不大，因为参加有磨粒尺寸不均匀对研磨影响不大，因为参加有效研磨的只是从结合剂中突出的颗粒棱尖部分效研磨的只是从结合剂中突出的颗粒棱尖部分6页，共33页，星期一 6.冷却液充分供给冷却液充分供给(gngj(gngj ) )，可以及时将玻璃碎屑和，可以及时将玻璃碎屑和热量带走热量带走7.在采用较大粒度的磨料时，可用小的进给量，在采用较大粒度的磨料时，可用小的进给量，则表面上会形成小的微观不平度因此，对于则表面上会形成小的微观不平度因此，对于同样粒度的磨料，采用散粒研磨和铣磨，其表同样粒度的磨料，采用散粒研磨和铣磨，其表面质量不一样，铣磨比散粒研磨的砂面要细面质量不一样，铣磨比散粒研磨的砂面要细当磨轮粒度为当磨轮粒度为60*80*时，其铣磨表面的凸凹层时，其铣磨表面的凸凹层为为2753m，相当，相当180*240*散粒磨料研磨的砂散粒磨料研磨的砂面7页，共33页，星期一。

1-2 铣削加工铣削加工(ji gng)(ji gng)原理原理一、球面铣削原理一、球面铣削原理n n球面半径的大小与两轴的夹角球面半径的大小与两轴的夹角 有关当磨具有关当磨具选定后，中径选定后，中径 和端面圆弧半径和端面圆弧半径 为定值调节为定值调节不同不同(b tn(b tn ) )的的 角，即可加工不同曲率半径角，即可加工不同曲率半径R的球的球面其R与与 的关系式如下：的关系式如下：8页，共33页，星期一二、平面铣磨原理n n平面铣削加工的目的，是获得具有一定平面度或平行度要求的平面零件n n目前目前目前目前(mqin)(mqin)国内已有专供加工平面零件的铣磨机，如国内已有专供加工平面零件的铣磨机，如国内已有专供加工平面零件的铣磨机，如国内已有专供加工平面零件的铣磨机，如PM500PM500大型平面铣磨机，加工的直径范围为大型平面铣磨机，加工的直径范围为大型平面铣磨机，加工的直径范围为大型平面铣磨机，加工的直径范围为500mm500mm铣磨原理如图原理如图原理如图原理如图4-94-9所示工件绕自身轴转动，起进给作用磨轮所示工件绕自身轴转动，起进给作用磨轮所示工件绕自身轴转动，起进给作用。

磨轮所示工件绕自身轴转动，起进给作用磨轮绕高速轴旋转铣磨工件，同时磨轮又沿轴向进刀，达到逐绕高速轴旋转铣磨工件，同时磨轮又沿轴向进刀，达到逐绕高速轴旋转铣磨工件，同时磨轮又沿轴向进刀，达到逐绕高速轴旋转铣磨工件，同时磨轮又沿轴向进刀，达到逐渐吃刀铣磨工件的目的渐吃刀铣磨工件的目的渐吃刀铣磨工件的目的渐吃刀铣磨工件的目的9页，共33页，星期一n n 三、铣槽及磨圆弧原理n n图4-11所示，是采用(c (c iyng)iyng)成型金刚石磨轮铣圆弧面.图4-12所示，是采用平形（P型）砂轮加工棱镜的圆弧面图4-13所示是采用柱形金刚石磨轮铣槽10页，共33页，星期一1-3 磨料磨料(mlio)(mlio)和磨具和磨具一、磨料一、磨料（一）种类（一）种类n n研磨光学玻璃所用的磨料有天然磨料和人造磨研磨光学玻璃所用的磨料有天然磨料和人造磨料两大类主要的天然磨料有金刚石料两大类主要的天然磨料有金刚石(C）、）、刚玉（刚玉（A12O3）和金刚砂（主要成分也是氧化）和金刚砂（主要成分也是氧化铝，但含量低于铝，但含量低于60）等常用的人造磨料有）等常用的人造磨料有人造金刚石，人造刚玉，人造碳化硅（人造金刚石，人造刚玉，人造碳化硅（SiC）和碳化硼（和碳化硼（B4C）等。

等二）粒度磨料的粒度是以颗粒的大小分类的二）粒度磨料的粒度是以颗粒的大小分类的我国的磨料粒度号规定，对用筛选法获得我国的磨料粒度号规定，对用筛选法获得(hud)(hud)的磨料，粒度号用一英寸长度上有多少个筛的磨料，粒度号用一英寸长度上有多少个筛孔数来命名的孔数来命名的11页，共33页，星期一二、磨具二、磨具n n通常采用的磨具有两种，一种是普通磨料制成通常采用的磨具有两种，一种是普通磨料制成的砂轮，另一种是用结合剂固着的金刚石磨的砂轮，另一种是用结合剂固着的金刚石磨具一）金刚石磨具的结构（一）金刚石磨具的结构(jigu)(jigu)1金刚石层：它是金刚石磨具的工作部分，由金刚石层：它是金刚石磨具的工作部分，由金刚石颗粒和结合剂组成金刚石颗粒和结合剂组成2. 过渡层：只含有结合剂，对金刚石层和基体过渡层：只含有结合剂，对金刚石层和基体之间起着连接固结作用过渡层厚一般为之间起着连接固结作用过渡层厚一般为12mm12页，共33页，星期一3基体：用于承载金刚石层和过渡层，并在磨具基体：用于承载金刚石层和过渡层，并在磨具使用时，牢固地将其固定在机床磨头轴上一使用时，牢固地将其固定在机床磨头轴上。

一般金属结合剂的锯片和磨轮选用般金属结合剂的锯片和磨轮选用(xu(xu nyng)nyng)钢作基体，钢作基体，树脂结合剂磨轮选用树脂结合剂磨轮选用(xu(xu nyng)nyng)铝、铜等作基体铝、铜等作基体13页，共33页，星期一 （二）金刚石磨具特性标志（二）金刚石磨具特性标志n n1. 磨料：代号为磨料：代号为JT，JR-1，JR-2, JR-3;n n2. 粒度粒度(l d)(l d)：常用：常用80W5；n n3. 硬度：常用硬度：常用ER（中软），（中软），Z（中），（中），ZY（中硬），（中硬），Y（硬）；（硬）；n n4. 浓度：常用浓度：常用25,50，75，100；n n5. 结合剂：树脂结合剂（结合剂：树脂结合剂（S），青铜结合剂），青铜结合剂（Q），陶瓷结合剂（），陶瓷结合剂（A），电镀结合剂），电镀结合剂（D）14页，共33页，星期一n n6. 形状：平行轮（形状：平行轮（P），薄片轮（），薄片轮（PB），杯形），杯形轮（轮（B），碗形一号轮（），碗形一号轮（B W1），碗形二号轮），碗形二号轮(BW2)，碟形一号轮，碟形一号轮(D1)，碟形二号轮，碟形二号轮 (D2)，单面凹轮单面凹轮(PDA），双面凹轮（），双面凹轮（PSA），筒形轮），筒形轮（NP，NH），切割轮（），切割轮（PBG）等；）等；n n7. 外径：代号外径：代号D；n n8. 厚度：代号厚度：代号H；n n9. 孔径孔径(k(k ngjng)ngjng)：代号：代号d；n n10. 金刚石层环厚：代号金刚石层环厚：代号b；n n11. 金刚石层层厚：代号金刚石层层厚：代号h；n n12. 金刚石角度：代号金刚石角度：代号 15页，共33页，星期一。

三）金刚石磨具特性参数的选择、（三）金刚石磨具特性参数的选择、n n 1粒度粒度(l d)(l d)：金刚石磨具的粒度：金刚石磨具的粒度(l d)(l d)对磨削对磨削效率和表面粗糙度的影响正好相反，粒度效率和表面粗糙度的影响正好相反，粒度(l (l d)d)越细，工件表面粗糙度愈小，则效率越低越细，工件表面粗糙度愈小，则效率越低在浓度一定的情况下，粒度在浓度一定的情况下，粒度(l d)(l d)越大，粒数越大，粒数越小n n2结合剂：结合剂： 结合剂是把金刚石颗粒固结于结合剂是把金刚石颗粒固结于磨具基体上的物质磨具基体上的物质n n国内外使用的结合剂共有四大类，耐磨性由国内外使用的结合剂共有四大类，耐磨性由弱到强的顺序为：树脂结合剂、陶瓷结合剂，弱到强的顺序为：树脂结合剂、陶瓷结合剂，金属结合剂和电镀结合剂金属结合剂和电镀结合剂16页，共33页，星期一3硬度硬度n n 磨轮的硬度是指磨具表面的磨粒在外力作用磨轮的硬度是指磨具表面的磨粒在外力作用下脱落的难易程度磨粒易脱落则磨具软，下脱落的难易程度磨粒易脱落则磨具软，反之则硬反之则硬n n磨具硬度等级由软到硬分为超软（磨具硬度等级由软到硬分为超软（CR），），软（软（R，中软（，中软（ZR），中（），中（Z），中硬），中硬(ZY），硬（），硬（Y）和超硬（）和超硬（CY）。

n n 玻璃材料较软时，磨轮硬度可选择硬些；玻璃材料较软时，磨轮硬度可选择硬些；工件工件(gngjin)(gngjin)加工面积大，磨具硬度可选软些加工面积大，磨具硬度可选软些17页，共33页，星期一4-4 铣磨加工中工艺铣磨加工中工艺(gngy)(gngy)参数的选参数的选择择n n一、磨头转速一、磨头转速n n磨轮边缘线速度又称磨削速度磨削速度愈大，磨削效率愈高，表面粗糙磨轮边缘线速度又称磨削速度磨削速度愈大，磨削效率愈高，表面粗糙磨轮边缘线速度又称磨削速度磨削速度愈大，磨削效率愈高，表面粗糙磨轮边缘线速度又称磨削速度磨削速度愈大，磨削效率愈高，表面粗糙度愈小铣磨试验表明，磨轮边缘线速度在度愈小铣磨试验表明，磨轮边缘线速度在度愈小铣磨试验表明，磨轮边缘线速度在度愈小铣磨试验表明，磨轮边缘线速度在1235m/s1235m/s时，磨削效果较好时，磨削效果较好时，磨削效果较好时，磨削效果较好如果磨削速度过高，则机床如果磨削速度过高，则机床如果磨削速度过高，则机床如果磨削速度过高。