光学零件加工课程设计

1、光学零件加工技术课程设计平凹透镜工艺规程编制指导教师：班级学号： 学生姓名:长春理工大学2012年12月23日设计题目：平凹透镜工艺规程编制设计内容：编写平凹透镜工艺规程，参数如下:零件中心厚度 tc二35±01,外径0 35.5 （-0. 04/-0. 01）, n二3, an二0.3,c=0. 03mm,材料：k9,倒角：0. 3+0 2x45° , rl=oc,r2=78. 595o-0.01m力/1巳ljjlo000乡ttc = 3.5±0.1测环参数如下表:1234r59.944542. 470829.996522.2835p4. 99764. 9976

2、4. 00364. 0036一.工艺分析二.编制工艺规程（一）标准样板设计（1）标准样板的外形尺寸。根据rl、r2的尺寸，在教材九章第一节表9-1查表得到标准样板的型式和尺寸如下表:样板曲率半径r样板直径d样板高度h凹面凸面凹面凸面78. 59580803535(2)标准样板矢高的计算。此标准样板，采用带钢珠测环的球径仪测量矢高。由工艺手册中第十二章可得计算公式:h = r-r2-r(1 1)(1-2)式中力一理论矢高，/?样板曲率半径,尸一钢珠球心所在(1-3)圆平面的半径，心一理论测环半径，q-钢珠半径。根据零件球面曲率半径和标准样板直径，合理的测环测量条件应是r二专r0. 7r,在实际测

3、量中选择测环圈口时,应比样板直径小5lomnio因此选择第三测环，其r和p值 为：r=29. 9965 p =4. 0036将r和p值代入(1-1)和(1-2)式，计算后得球面的双矢高如下：2h 二 11.9364然后用下式验算曲率半径:(1-3)计算结果:r=78. 595此值均在产品图上球面公差ar和n的要求范围以内。（二）设计工作样板（1）工作样板尺寸。根据该零件定中心磨边前的直径37. 5mm和曲率半径，确定工作样板尺寸如下表曲率半径工作样板直径工作样板总高78. 59537.530（2）工作样板模具设计。设计该样板的球模设计和一般球模设计相同，鉴于以下有透镜加工球模设计流程，在此只给

4、出具体数据，计算过程不再赘述。球模类型粗磨模精磨模抛光模球模尺寸半径口径半径口径半径口径78. 59579. 0727578. 59541.2574. 59542.5粗磨模、精磨模、抛光模模具图见cad图。（三）编制定中心磨边工艺规程（1）给定磨边余量。根据工艺手册第八章第二节磨边余量的确定通常有两 种方法，一是按经验数据给定，二是通过计算给定。在这里 由于焦距较小可以釆用第一种方法，查阅表8-5可以得到 相应磨边余量为加m。(2) 定中心磨边用接头的设计。注意事项：接头同轴制造精度应大大高于待加工零件 的中心精度，控制在0. 0030. 005mm之间；接头端面严格 垂直于轴线；接头外圆直径

5、比加工完的零件直径小0. 15 0. 3mni左右；接头端面一般宽度在0. 10. 3mm之间。在此基 础上可以得到其结构如下图所示：(3) 倒角球模的设计 倒角为45度时，其曲率半径由公式d求出，式中 r如一倒角球模磨削面曲率半径；d -零件直径；r 一零件倒角面的曲率半径；得到数值为28. 5mm0 倒角球模弧高h通常取h=0. 80. 85 r如如取 0.8 的话，h=22. 8mm0 或者可以直接采用工艺手册表14-53中的倒角球模结构尺寸如下：（四）编制透镜精磨、抛光工艺规程（1）顺序加工：先加工透镜的凹面，然后加工其他面。（2）设计单块手修模。（3）镜盘设计：根据工艺手册第六章球面

6、镜盘设计中的设计方法进行 设计： 初步确定镜盘尺寸据表6-15零件曲率半径为78. 595相应的镜盘矢高h=0.75r=58. 94625 镜盘上零件排列方式及数量的计算h镜盘张角 y =arccos （1-习）75. 52°零件对镜盘中心张角之半«（）=arcsin（磊）13. 05 ° 考虑到零件间隙，有张角«=arcsin （学）13.48° 2rb二（0. 050. 1）da.求第一排的零件数n1利用公式y1/ +=m+£2a 2经计算m二3；g 二0. 13； sin a 二0. 248由sin q和g查表6-16得nl=l

7、b.求其他各排零件数利用公式18(/ .nc sin aq = arcsinsin (p、由表6-17知： n|二1时 sin ex =0那么仇二0可知盘上只有一个零件，即盘上零件总数n=n1=1 镜盘最后尺寸的计算:计算公式:= 4 + %hj=rj(l-cosyj)d. = 27?. sin y.fjj其中 0”=q=i8(y n = n、=镜盘张角乙=13. 05° ；镣盘矢咼h” =2. 0298；镜盘直径口二35.494。(4) 根据镜盘尺寸确定该透镜加工用的胶球模、精磨模、 抛光模工作表面尺寸。参阅工艺手册第六章6节中球模结构的设计分别设计出贴置 模、精磨模、抛光模的相关

8、尺寸如下：精磨模的计算： 曲率半径确定.精磨模曲率半径按零件曲率半径公称值给定r=78. 595,使 用时通过拭擦贴度或精磨后零件的光圈误差进行修正。 口径或矢高的确定y = k？jd = k d,式中 y模具张角;d模具口径;k相对尺寸系数，由表6-22查阅。经查阅k取值1. 151.2因此可以暂定1.2由此求得dm2. 593胶球模的计算：曲率半径的确定。查表6-23有公式 /? = 7?/ + （d + 力+ 届 + d）coscr0平凹透镜在此其中：透镜矢高力=2.03;火漆厚度6取（00501） dj即可取010二355则有 r二87. 44胶球模口径的确定。由于单件加工胶球模口径取

9、为（0. 70. 8）d,若取0. 8d=28. 4 抛光膜的计算：曲率半径的确定。由下式决定r = rj-6 ；5查表6-24选用为4mm。r二74. 595抛光模口径的确定。抛光膜张角计算：y = ky； k由表6-25查得k二（1.11.3）口径d =+5=40. 494（5）给定精磨抛光余量（一般取0. 15mm）球模类型精磨模胶球模抛光膜球模尺寸半径口径曲率78. 59578. 59542. 593半径口径半径口径87.4428.474. 59540. 494粗磨模、精磨模、抛光模模具图见cad图。（五）编制粗磨工艺规程（参阅工艺手册第五章）（1）确定粗磨模曲率半径rc=rp

10、7;o.o5k式中尺-粗磨球模半径;心-抛光后零件球面半径；系数由表5-15查得34. 77尺二78.073（2）球模直径据表5-11描述其直径应该是使零件在球模内中心一侧单边 移动，距离零件直径的23倍，在此取2倍即为71nmi（3）倒角球模按通用模具设计（4）参照工艺手册粗磨余量规定毛坯厚度计算约得8mm（5）绘制毛坯图（六）填写工艺卡片（见附表）附表一附表二光学工艺卡片产品号零件号零件名称材料工种名称平凹透镜k9粗磨对 光 学 零 件 的 要 求n=3an=0.3r=bb=vc=0.03d=35.5q=0.0l序 号主要工序及其 内容设备工夹具量具及测量仪器工艺材料同时加工件数9铳削 r

11、78.595 球而，中心厚 度为3.5铳磨机金刚石磨轮j 贴置球模特种高速切削 油110手修两面单轴机球面粗磨模球面粗磨模w40金刚砂111倒角单轴机倒角模w40金刚砂1送检1附表三光学工艺卡片产品号零件号零件名称材料工种名称平凹透镜k9精磨抛光对 光 学 零 件 的 要 求n=3an=0.3r=bb=vc=0.03d=40q=0.0l序号主要工序及英 内容设备工夹具量具及测量仪 器工艺材料同时加工件数13小面涂苯漆苯漆14将零件加热40°c50°c电炉15小面做粘结胶 团保温锅、粘结胶模粘结胶16大面上盘电炉、胶球模、贴 制模1317精磨凹面二轴机球面梢蘑模-w40金刚砂1318抛光凹面tri 50 准 球心高速 抛光机球面抛光模氧化钟1319涂保护漆虫胶、乙醇20冷冻脱胶下盘冷冻机三氯乙烯、乙 醇21清洗超声清洗机22大面涂苯漆苯漆23将零件加热40°c50°c电炉24大呦做粘结胶团保温锅、粘结胶模粘结胶25小面上盘电炉、胶球模、贴置模726精磨平面二轴机平面耕磨模w14金刚砂727抛光平面tr80准球心高速 抛光机球面抛光模氧化饰728涂保护漆虫胶、乙醇29冷冻脱胶下盘冷冻机30清洗超声消洗机附表四光学工艺