光學玻璃透鏡(jìng)制造工藝

1.1  光學(xué)零件制造工藝的(de)特點及一般過程(chéng)
制作光學零件的(de)常見材料有三大(da)類，即光學玻璃♈、光(guang)學晶🔴體和光學塑(sù)料，其中以光學玻(bō)璃，特别是無色光(guāng)學玻璃的使用量(liang)******。雖然光學零件的(de)加工按行業劃分(fen)歸入機械加工🏃🏻‍♂️一(yi)類，但由于加工對(duì)象的材料性質和(he)加工精度⛷️要求顯(xiǎn)著地不同于👉金屬(shǔ)材料，因而加工工(gōng)藝上也完全不同(tóng)于金屬工藝而具(ju)有特殊性。
1.1.1  光學零(ling)件的加工精度及(ji)其表示
光學零件(jian)屬于高精度零件(jiàn)。平面零件的加工(gōng)精度💃🏻主要❌有角度(du)和平面面形；球面(miàn)零件的加工精度(dù)要求主要有曲率(lü)半徑和球面面形(xíng)。高精度棱鏡的角(jiǎo)👄誤差要求達到秒(miao)級。高精度平面面(miàn)形🛀🏻精度可達到幾(jǐ)十分之一到幾百(bai)分之一波🛀🏻長。平面(miàn)零件的平面🎯性和(hé)球面零📐件的球面(miàn)性統一稱爲面形(xing)要求。光學🔆車間一(yi)般用幹😍涉法計量(liang)，用樣闆疊合觀察(chá)等厚幹涉條紋（俗(su)🈲稱看光圈）。表示🏒面(mian)形誤差的光圈數(shù)符号是N，不規則性(xing)（或稱局部誤差）符(fu)号是△N。除面形精度(dù)外，光學零件表面(miàn)還要有粗糙度要(yào)求。光學加工中各(gè)工序的表面粗糙(cāo)度如表🐅6-1所示。光學(xue)零件抛光表面♻️粗(cu)糙度用微觀不平(píng)十點高度表示爲(wei)R2=0.025um，用輪廓算術平均(jun1)偏差表示爲R2=0.025um，用符(fu)号✊表示則📞爲0.008，在此(ci)基礎上，還有表面(miàn)疵病要求，即對表(biao)面亮絲㊙️、擦痕、麻點(diǎn)的限制。
1.1.2  光學零件(jiàn)加工的一般工藝(yì)過程及特點
光學(xué)零件加工的工藝(yì)過程随加工方式(shi)不同而異㊙️。光學零(ling)件的加工方式主(zhǔ)要有兩類：傳統（古(gu)典）加工工藝和機(ji)械化📱加工工藝🔞，這(zhè)裏我們隻介紹傳(chuán)統加工工藝。
傳統(tong)工藝的特點主要(yao)有：
（1）使用散粒磨料(liao)及通用機床，以輪(lun)廓成形法對光學(xue)玻璃進行研磨加(jia)工。操作中以松香(xiang)柏油粘結膠爲主(zhu)進行粘結上盤。先(xiān)用金剛砂對零件(jiàn)進行粗磨與精磨(mó)，然後使用松香柏(bai)油抛光模與抛光(guang)粉（主要是👨‍❤️‍👨氧化铈(shi)）對零件進行抛光(guang)加工。影響工藝的(de)因素多而易變，加(jia)工精度可變性也(ye)大，通常是幾個波(bo)長數量級。高精度(du)者可達幾百分之(zhī)🍉一波長數量級。
（2）手(shǒu)工操作量大，工序(xu)多，操作人員技術(shu)要求高。對機🏃🏻‍♂️床精(jing)度，工夾磨具要求(qiu)不那麽苛刻，适于(yu)多品種，小批量❤️、精(jing)度變化大的💜加工(gong)工藝采用。
傳統加(jiā)工工藝過程，以一(yī)個透鏡爲例，先後(hou)依次經過以下一(yi)些☔工序：
1、毛坯加工(gong)。包括按光學零件(jiàn)圖選擇合适的塊(kuai)料，切割整平、劃分(fen)☂️、膠條、滾圓開球面(miàn)。開球面是單件進(jin)行的。
2、粗磨加工。使(shi)表面粗糙度及球(qiú)面半徑符合細磨(mó)要求⁉️。傳統工藝中(zhōng)粗磨是單件進行(hang)的。一般采用傳統(tǒng)工藝加工的工廠(chang)中，粗磨車間往往(wǎng)包括毛坯加工。
3、上(shang)盤：粗磨之後，經清(qīng)洗，将一個個透鏡(jìng)毛坯按同半徑組(zǔ)合成盤。即依靠粘(zhān)結膠把分散的透(tòu)鏡固定在球形粘(zhan)結膜上，應注意的(de)是成盤時要使每(měi)一個透鏡毛坯的(de)被加工面都處于(yú)同一半徑的球面(mian)上。
4、細磨抛光工序(xu)。在加工第一表面(miàn)時，細磨到抛光過(guo)程中一😄般是不需(xū)拆盤的，即一次一(yi)盤完成。操作中，先(xian)使用粒度依次變(biàn)細的三至四道金(jīn)鋼砂将被加⭐工面(miàn)研磨到抛光要求(qiú)的表面⭐粗糙度♻️，然(rán)後清洗，進🏃‍♀️行抛光(guāng)。抛光是用一定半(ban)徑的💜抛光模加抛(pao)光粉進行。一面加(jia)工完畢後，塗上保(bao)護膜，翻面再進行(háng)上盤。細磨抛光加(jiā)工💋第二表面。
5、定心(xin)磨邊工序。透鏡加(jiā)工過程中會出現(xian)光軸和定位軸偏(piān)離（稱爲偏心）。定心(xin)磨邊的任務是消(xiao)除偏心，并使側圓(yuán)♌柱面徑向尺寸💰達(dá)到裝配要求。傳統(tǒng)工藝的磨邊常在(zài)光💋學定心磨邊機(ji)💔上進行。
6、鍍膜工序(xu)，對表面有透光要(yào)求的透鏡，要加鍍(du)增透膜🛀🏻。球面反射(shè)鏡要鍍反射膜。有(yǒu)的還要鍍其它性(xing)質的薄膜，依使用(yòng)要求由設🌐計決定(dìng)。
7、膠合工序。對成象(xiang)質量要求較高的(de)鏡頭，往往采用幾(jǐ)塊透鏡膠合而成(cheng)。膠合應在鍍膜以(yi)後進行。
以上這些(xie)工藝過程可簡略(lue)表示如下：
選料——切(qiē)割——整平——膠條——滾圓(yuan)——開球面——粗磨球面(mian)——上盤——細磨——抛光——下(xià)⭐盤；第二面上盤——細(xi)磨——抛光——下盤——定心(xin)磨邊——鍍膜