光(guang)學玻璃透鏡(jing)制造工藝

1.1  光學零件制(zhi)造工藝的特(te)點及一般過(guo)程
制作光學(xué)零件的常見(jian)材料有三大(dà)類，即光學玻(bō)璃、光學晶體(tǐ)和光學塑料(liào)，其中以光學(xué)玻璃，特别是(shi)無色光學玻(bō)璃的使用量(liàng)******。雖然光學零(líng)件的加工按(àn)行業劃分歸(gui)入機械加工(gōng)🧡一類，但🐅由于(yú)加👅工對象的(de)材料性質和(hé)加工精度要(yao)求顯著地不(bu)同于金屬材(cái)料，因而加工(gōng)工藝上也完(wan)全不同于金(jin)屬🐪工藝而具(ju)有♌特殊性。
1.1.1  光(guang)學零件的加(jia)工精度及其(qi)表示
光學零(ling)件屬于高精(jīng)度零件。平面(miàn)零件的加工(gong)精度主要有(yǒu)角👉度🌏和平面(mian)面形；球面零(ling)件的加工精(jing)度要㊙️求主要(yào)有🔞曲率半徑(jìng)和球面面形(xíng)。高精度棱鏡(jìng)的角誤差要(yào)求達到秒級(ji)。高精度平面(mian)面形精度可(ke)達到幾十分(fen)之一到幾百(bai)🙇🏻分之一波長(zhǎng)。平面零件的(de)平面性和球(qiú)面零件的球(qiu)面性統一稱(chēng)爲面形要求(qiú)。光學👈車間一(yī)般用幹👌涉法(fa)計量，用樣闆(pan)疊合觀察等(děng)厚幹涉條紋(wén)（俗稱看光圈(quan)）。表示面形誤(wu)差的光圈數(shù)符号是N，不規(gui)則性（或稱局(jú)🙇🏻部誤差）符号(hào)是△N。除面⛱️形精(jīng)度外⚽，光學零(ling)件表面還要(yao)有⛹🏻‍♀️粗糙度要(yào)求。光學加工(gong)中各🈲工序的(de)表面粗糙度(du)如表6-1所示。光(guāng)學零件抛光(guāng)表面粗糙度(du)用微觀不平(píng)十點🙇🏻高度表(biǎo)示爲R2=0.025um，用輪廓(kuò)算術平均偏(piān)差表示爲R2=0.025um，用(yòng)符号表示則(zé)🔱爲0.008，在此基礎(chu)上，還有表面(mian)疵🛀病要求，即(ji)對表面亮絲(sī)、擦痕、麻點的(de)限制💰。
1.1.2  光學零(líng)件加工的一(yi)般工藝過程(cheng)及特點
光學(xué)零件加工的(de)工藝過程随(suí)加工方式不(bu)同而異。光學(xue)🔴零件的加工(gōng)方式主要有(you)兩類：傳統（古(gǔ)典）加工工藝(yi)和機械化加(jiā)工工藝，這裏(li)我們隻介紹(shào)傳統加工工(gōng)藝。
傳統工藝(yì)的特點主要(yào)有：
（1）使用散粒(lì)磨料及通用(yòng)機床，以輪廓(kuò)成形法對光(guang)學玻璃⭕進行(hang)👣研磨加工。操(cāo)作中以松香(xiang)柏油粘結膠(jiāo)爲主進行粘(zhān)結上盤。先用(yong)金剛砂對零(ling)件進行粗磨(mo)與精磨，然後(hou)使用松香柏(bai)油抛光🤞模與(yu)抛光粉（主要(yao)是氧化铈）對(dui)零件進行抛(pāo)光加工🈲。影響(xiang)工藝🔞的因素(sù)多而易變，加(jia)工精度可變(biàn)性也大，通常(cháng)是幾個波長(zhǎng)數量級。高精(jīng)度者可達幾(ji)百分之一波(bo)長數量級。
（2）手(shou)工操作量大(dà)，工序多，操作(zuo)人員技術要(yao)求高。對機床(chuáng)精度💋，工夾磨(mó)具要求不那(na)麽苛刻，适于(yu)多品種，小批(pi)量、精度變化(huà)大的加工工(gōng)藝采用。
傳統(tǒng)加工工藝過(guò)程，以一個透(tou)鏡爲例，先後(hou)依次經過🔴以(yǐ)下一些工序(xù)：
1、毛坯加工。包(bāo)括按光學零(ling)件圖選擇合(he)适的塊料，切(qie)割整平、劃分(fèn)、膠條、滾圓開(kāi)球面。開球面(miàn)是單件進行(háng)的。
2、粗磨加工(gong)。使表面粗糙(cao)度及球面半(ban)徑符合細磨(mo)要求。傳統工(gong)藝🐅中粗磨是(shi)單件進行的(de)。一般采用傳(chuan)統👈工藝加工(gōng)的工㊙️廠中，粗(cū)磨車間往往(wang)包括毛坯加(jiā)工❓。
3、上盤：粗磨(mó)之後，經清洗(xi)，将一個個透(tòu)鏡毛坯按同(tóng)半徑組合成(chéng)盤。即依靠粘(zhan)結膠把分散(san)的透鏡固定(dìng)在球形粘結(jie)膜上💰，應注意(yì)的是成盤時(shí)要使每一個(gè)透鏡毛坯🏃‍♂️的(de)被加🌈工面都(dou)🔱處于同一半(bàn)徑的球面上(shang)。
4、細磨抛光工(gong)序。在加工第(dì)一表面時，細(xì)磨到抛光過(guò)程中一🌈般是(shì)不需拆盤的(de)，即一次一盤(pan)完成。操作中(zhōng)，先使🔞用粒度(du)依💰次變細的(de)三至四道金(jīn)鋼砂将被加(jia)工面研磨到(dao)抛☎️光要求的(de)表面❌粗糙度(dù)，然後清洗，進(jin)行抛光。抛光(guāng)是用一✨定半(bàn)徑的🔅抛光模(mó)加抛光粉進(jin)行。一面加工(gong)完畢後，塗上(shàng)保護膜，翻面(mian)📞再進行上盤(pan)。細磨抛光加(jia)工⛷️第二表面(mian)。
5、定心磨邊工(gōng)序。透鏡加工(gong)過程中會出(chu)現光軸和定(dìng)😄位軸偏離（稱(chēng)💜爲偏心）。定心(xīn)磨邊的任務(wu)是消除偏心(xīn)，并使側圓🐪柱(zhu)面徑向🚶‍♀️尺寸(cun)達到裝配要(yào)求。傳統工藝(yi)的磨邊常在(zài)光學定心磨(mó)邊機上進行(háng)。
6、鍍膜工序，對(dui)表面有透光(guang)要求的透鏡(jìng)，要加鍍增透(tòu)膜。球🤟面反射(she)鏡要鍍反射(shè)膜。有的還要(yào)鍍其它性質(zhì)的薄膜，依使(shǐ)用要求由設(she)計決定。
7、膠合(hé)工序。對成象(xiàng)質量要求較(jiao)高的鏡頭，往(wang)往采用幾塊(kuai)透鏡🏒膠合而(ér)成。膠合應在(zai)鍍膜以後進(jin)行。
以上這些(xie)工藝過程可(ke)簡略表示如(rú)下：
選料——切割(ge)——整平——膠條——滾(gun)圓——開球面——粗(cū)磨球面——上盤(pan)——細磨——抛光💚——下(xia)盤；第二面上(shàng)盤——細磨——抛光(guāng)——下盤——定心磨(mo)邊——鍍膜