2.5 抛光
Strasbaugh公司的四轴抛光机
2.5 抛光
大型棱镜的抛光
粗磨的BK7玻璃大型棱镜 重23kg，表面300×250mm
抛光第一个表面
加工中为防止塌边而胶的“翅膀”
用200mm反射平面检测棱镜平面度
2.5 抛光
大型棱镜的加工
抛光后金刚石锯锯去“翅膀”
用泰曼格林型干涉仪检测加工质量
2.2粗磨——球面

沟槽模加工
直径小于8mm、半径小于6mm、 矢高大于0.5R的球面，可采用 沟槽模加工。整个平模上可同时开多条槽。槽深等于或小于曲率半 径R。研磨时，粘棍顺着槽倾斜60°～70°左右，同时围绕自身轴 线转动。
铝棍 胶层 工件 沟槽模
Ｒ
2.2粗磨——球面

整盘粗磨球面
对直径小而曲率半径大的球面，可以 用弹性胶粘结平面毛坯然后整盘祖磨。 磨凸面

2.7 工艺案例
2.直角 棱镜 加工角边20mm，厚度20mm，等腰直角棱镜，直角面N1 为1/2光圈，局部1/3光圈，斜面N2为1/2光圈，局部1/3光 圈。光洁度为Ⅲ级。角度90度±10″，45度±10″，塔 差π 10″。


备料：直角边22mm ，厚度22mm ； 粗磨：直角边20.4±0.1 mm，直角的高14.4±0.1mm，厚度 20±0.1mm；表面320＃砂磨透，角度90度±5′，45度 ±5′，塔差5′ 倒角0.5x45度； 精抛，直角边20±0.1 mm，直角的高14.14±0.1mm，厚度 20±0.1mm ，样板检测，控制光圈，N1达到1/2，局部1/3光
2.6 定心磨边
定中心是完工的玻璃或晶体零件在磨边 时所需要的一道工序，其目的是使每一个球面 的曲率中心同轴 。
2.6 定心磨边

定心方法
一种大物镜定中心的特殊装置，并可同时检查中心偏差
2.7 工艺案例
1. 平面平晶 加工直径Φ200mm，厚度40mm，平面平晶光圈0.1，局部 光圈0.05，光洁度Ⅲ级；
方法一
方法二
2.3 上 盘

点胶上盘法
优点是可获得较好的面形和平行度。缺点是承受不了高速高压 的加工条件，易“走动” 。
工件 工件 软胶点 粘结模 火漆点 粘结模
软点胶粘结
硬点胶（火漆）粘结
2.3上 盘

浮胶上盘法
优点是工件和粘结平板都不 需加温，工件可达到较高的平行 度和面形精度，缺点是承受不了 高速高压的加工条件。

固着磨料细磨
固着磨料细磨(又称高速精磨)的优点是效率高，表面 粗糙度小，适用于大批量生产。
2.4 细磨——散粒磨料细磨

磨料
细磨磨料最粗粒度为W40。最后一道磨料的粒度视工 艺条件而定，一般光学玻璃为W14，某些晶体可采用更细 的磨料，如W10或更细。 从第一道磨料到最后一道磨料的选择可以有一定的间 隔。这种间隔的选用原则是：能迅速除去上一道磨料的粗 糙表面，从而得到均匀的细毛面。
2.2粗磨——球面
LOH公司的GII－4球面粗磨精磨机
2.2粗磨——球面
粗磨凸面镜
粗磨凹面镜
自动换磨头
2.2 粗磨——球面
铣磨机可以完成的各种工作
2.3 上 盘

平行平面上盘

松香蜂蜡胶上盘法
优点是操作简便，缺点是平行度精度不高，也不适用于面形精度 要求较高的薄片。
荷重 工件 粘结模 工件 粘结模



一、对光学技术人员的要求
2. 理论要求


折射和衍射原理； 玻璃的特性； 玻璃或其他光学材料从粗加工零件到完工成品的加工 过程； 初等数学； 读懂各阶段生产工艺图的技术规格、公差； 光学检验理论
二、光学冷加工工艺
1. 2. 3. 4. 5. 6.
开料成形 粗磨 上盘 细磨 抛光 定心磨边
国内金刚砂的粒度表示方法
标准号
60 70 80 100 120 150 180 210 280 W40 W28
尺寸/um
315~250 250~200 200~160 160~125 125~100 100~80 80~63 63~50 50~40 40~28 28~20
标准号
W20 W14 W10 W7 W5 W3.5 W2.5 W1.5 W1.0 W0.5
火漆条
棱镜
2.3 上 盘

石膏模上盘法
优点是棱镜的形状可以任意，缺点是角度精度不高；对抛光 面需有较好的保护措施，否则易被腐蚀。
2.3 上 盘

光胶上盘法
优点是能得到较高的角度精度。缺点是要求有较高精度的光 胶工具；操作有一定的难度；对表面疵病要求高的棱镜，其光胶面 有一定局限性；光胶盘不宜受到剧烈震动和温度剧变。
一、对光学技术人员的要求 二、光学冷加工工艺 三、加工辅料
一、对光学技术人员的要求
1. 操作要求：

会操作各类光学加工机床和设备， 熟悉光学加工工艺，能加工出满足特定要求的光学零 件(精确的直径、曲率半径、厚度、角度和平行度)； 会使用各种检测仪器（自准直仪、光具座及其附件、 干涉仪、罗契检验及刀口检验仪等）来保证精度； 维护设备及工作场地，作工作笔录及进度，并养成安 全操作习惯；
2.4 细磨——散粒磨料细磨
细磨常见疵病原因及克服办法
疵病 产生原因 1、磨料中混有超出规定的大颗粒 2、磨料悬浮液添得太稠或太稀 3、模具表面嵌有大颗粒磨料或坚硬异物 4、工作环境不干净 1、细磨时间不够 2、砂号选择不当 3、上道砂磨后的面形不合适 1、磨料添加不均匀 2、磨料堆集在镜盘边缘 1、模具表面形状不合要求 2、模具和镜盘的相对位置、速度不当 克服办法 1、对磨料应复检或试用 2、磨料悬浮液应浓淡适当 3、新加工的模具应用细磨料对研 4、做好工作环境的清洁工作 1、磨去量要足够 2、两道磨料磨号间隔不要太多 3、每道磨料都应从镜盘边缘磨起 1、添磨料时应用毛刷均匀散开 2、模具表面开槽 1、修改模具到光圈符合要求 2、调节摆幅和转速
2.1 开料成形——磨外圆

磨外圆
2.2 粗 磨

粗磨平面 粗磨棱镜和斜面 粗磨球磨
2.2粗磨——平面
散粒磨料多片加工 散粒磨料单片加工
2.2粗磨——平面
双面加工
2.2粗磨——平面
LOH公司SPM平面铣磨机
2.2粗磨——棱镜和斜面
铣磨棱镜和斜面的准直夹具
制造精密的反射角及 小平面棱镜需要这种夹具
圈，斜面N2为1/2光圈，局部1/3光圈。光洁度为Ⅲ级。角度90度 ±10″，45度±10″，塔差π 10″。
三、加工辅料

磨料 黏合剂 冷却液 抛光粉 抛光模层材料 清洗材料 抛光后的防护
磨料
磨料的分类和国内外磨料代号 磨料 人造金刚石 棕刚玉 刚玉 白刚玉 单晶刚玉 黑碳化硅 碳化物 氮化硼 绿碳化硅 碳化硼 立方氮化硼 中国 JR GZ GB GD TH TL TP LDB 美国 A 38A 32A 37C 39C B4C CB
D sin α = 2( R ± r )
α－砂轮倾斜角 D－砂轮中径 r－砂轮刃口圆弧半径 凸面取“＋”， 凹面取“一” R－工件曲率半径
2.2粗磨——球面
用小磨轮铣磨大球面
分步铣磨方法

θ1角为第一倾角 θ2为第二倾角 R为曲率半径， r为毛坯的半直径 d为磨轮直径 a为l1与l2间的距离
完成后的棱镜
2.5 抛光

高速抛光 特点：


主轴高速旋转和高速摆动， 主轴转速一般400～2500转/分； 摆速 70次/分 抛光压力可控 抛光效率高 采用循环注液 需要添加制冷剂 每种型号产品对应一种机床工艺参数
2.5 抛光

工艺特点


采用刚性上盘； 抛光材料一般采用较硬的聚酰胺泡沫抛光垫代替古 典抛光沥青； 采用精磨丸片代替古典散离磨料精磨； 光圈一般控制在1~2圈，局部0.5圈能够达到； 光洁度一般容易达到3级。


备料：直径Φ202mm 平行度0.03 厚度d 40.7mm 表面250＃砂——切割、整平 粗磨：直径 200 0 mm，厚度40.4±0.1mm，平行度0.02，倒角 − 0 .1 1x45O ，280＃砂； 在粗磨单轴机上加工完成。 精磨302＃砂， 厚度d40.1±0.05mm，单轴机 粗抛光亮，单轴机。 精抛 ，样板检测，控制光圈，N达到0.1，△N0.05 ,光洁度Ⅲ 级——分离器加工 下盘，精抛另一面，平行度控制0.02。
2.4 细磨——散粒磨料细磨

模具
常用的模具材料有铸铁HT20一40，黄铜H62，硅黄 铜HSi80－3。用铜模具比用铸铁模具磨得的毛面细，但 铜模具易磨损。 加工硬质晶体时常用45钢作模具。软质晶体的模具 可用玻璃料，以降低表面粗糙度并减少划痕。 较大直径的平面模具表面可铣出一些槽，以便于磨料 流通和排除磨下的材料。 模具的修改方法：当表面变形较大时，可先用刮刀、 废砂轮块等刮削，然后对研。球模是凹凸对研，平模是三 块对研。
工件 粘结胶 玻璃垫板

光胶上盘法
优点是平行度和平面度均可达到 很高的精度。缺点是对光胶面表面 疵病等级有一定影响，怕剧烈震动 和骤冷骤热。
工件 防水涂层 玻璃垫板
2.3 上 盘


透镜上盘
弹性上盘法
优点是粘结模较简单，通用性较大。缺点是不能承受高速高 压工艺条件，效率较低，工房温度梯度不能太大。
2.1 开料成形——材料切割

切割厚的工件

圆片的切割 （内圆切割和外圆切割）
2.1 开料成形——材料切割

棱镜和分束器的切割
2.1 开料成形——材料切割

金刚石切割机