光学零件工艺-第8章-铣磨课件

第八章铣磨第八章铣磨1粗磨：光学零件的粗磨是指利用散粒磨料加工。即使用磨料加水而成的悬浮液对玻璃进行加工。粗磨一般为手工操作，根据零件大小选取砂号。铣磨：用筒形金刚石磨轮在铣磨机上加工零件。粗磨：光学零件的粗磨是指利用散粒磨料加工。即使用磨料加水而成2第一节金刚石铣磨机理一、散粒磨料的研磨第一节金刚石铣磨机理一、散粒磨料的研磨3光学零件工艺-第8章-铣磨课件4二、固着磨料的研磨铣磨机理：其实质是无数的铣刀在高速〔15-30m/s〕切削玻璃。二、固着磨料的研磨铣磨机理：其实质是无数的铣刀在高速〔15-5第二节磨外圆工艺1、手工磨外圆第二节磨外圆工艺1、手工磨外圆62、机器磨外圆外圆磨床加工外圆外圆铣磨机加工外圆外圆铣磨机采用光学筒形砂轮，磨削时，砂轮与工件旋转轴形成某一角度，一般为30度，使一次磨削量增大。注：以上适用于玻璃棒料和胶条。工作直径与长度比1：10。2、机器磨外圆7(a)外圆铣磨机(b)平行磨轮磨外圆(c)筒形砂轮铣磨外圆(d)大工件外圆铣磨(a)外圆铣磨机(b)平行磨轮磨外圆(c)筒形砂8无心磨床加工外圆主要用于加工直径小于7mm的工件。工件的进给速度由砂轮和导轮轴线之间的夹角决定〔一般为１-６度〕，一次最大磨削量为０.１-０.３mm。无心磨床加工外圆9光学零件工艺-第8章-铣磨课件103、外圆加工余量及公差工件直径（mm）加工种类余量（mm）＜7无心磨床0.4~0.67-40手工滚圆外圆磨床外圆铣磨机1.5~2.5＞40外圆磨床外圆铣磨机2.5~4工件种类外圆公差（mm）不圆柱度（mm）手工滚圆0.10.01~0.1外圆磨床外圆铣磨机0.5~0.10.05无心磨床0.050.013、外圆加工余量及公差工件直径（mm）加工种类余量（mm）＜114、外圆加工常见的问题常见的问题产生的原因玻璃条断裂1、砂轮表面不平；2、磨削量过大；3、玻璃条过长；4、玻璃条粘结强度不够（胶层不均匀，粘结温度低）圆度、圆柱度不好1、接头跳动；2、活顶尖松动；3、顶尖轴线与进给导轨不平行；4、无心磨床支板过低；5、手工滚圆时掉头少，转胶次数少。表面粗糙度不好1、砂轮粒度粗、进刀过快、磨削量过大；2、砂轮钝化、冷却液不足。端面与圆柱轴线不垂直1、玻璃条夹紧时倾斜；2、胶层不均匀；3、胶条或转胶时端面与玻璃条轴线不垂直玻璃条不转1、玻璃条两端垫片的摩擦力小；2、被动顶尖的转动阻力大；3、玻璃条直径过小；4、夹紧压力不够大。4、外圆加工常见的问题常见的问题产生的原因玻璃条断裂1、砂轮12第三节面形铣磨工艺第三节面形铣磨工艺13一、球面铣磨原理球面的曲率半径：两轴交点与磨轮刃口的连线一、球面铣磨原理球面的曲率半径：两轴交点与磨轮刃口的连线14假设磨轮的中径为DM，磨轮端面切削刃口的圆弧半径为r，磨轮轴与工件轴的夹角为，那么工件球面的曲率半径R为〔其中，凸面取“+〞号，凹面取“—〞号〕当磨轮选定后，DM和r均为定值，只要调节两轴夹角，即可以得到不同曲率半径的球面。假设磨轮的中径为DM，磨轮端面切削刃口的圆弧半径为15二、平面铣磨原理二、平面铣磨原理16光学零件工艺-第8章-铣磨课件17三、铣槽及磨圆弧原理三、铣槽及磨圆弧原理18四、铣磨误差分析①角度调整误差对Ｒ的影响四、铣磨误差分析①角度调整误差对Ｒ的影响19②中心调整误差对Ｒ的影响外凸包内凸包内凸包及外凸包的识别②中心调整误差对Ｒ的影响外凸包20②中心调整误差对Ｒ的影响外凸包及内凸包引起零件曲率的变化加工凸面时，外凸包时实际加工的曲率半径增大，内凸包使曲率减小。②中心调整误差对Ｒ的影响外凸包及内凸包引起零件曲率的变化加工21工件轴与磨轮轴不共面误差〔不等高误差〕磨轮轴与工件轴径向跳动误差对R的影响轴向跳动对中心厚度的影响工件轴与磨轮轴不共面误差〔不等高误差〕22五、铣磨加工中工艺参数的选择铣磨过程优劣的指标:尺寸精度磨削效率工件外表粗糙度磨轮的磨耗比五、铣磨加工中工艺参数的选择铣磨过程优劣的指标:23影响铣磨的工艺参数一、铣磨机的影响磨轮轴转速工件轴转速磨削压力进刀深度影响铣磨的工艺参数一、铣磨机的影响24影响铣磨的工艺参数二、磨轮的影响粒度浓度结合剂三、冷却液的影响种类浓度、流速、流量及喷出位置影响铣磨的工艺参数二、磨轮的影响25六、铣磨加工余量及公差直径（或边长）/mm<50>50100>100200透镜块料滴料成型二次成型10.611.20.71.21.50.81.5平面镜棱镜块料滴料成型二次成型10.71.21.50.81.5212磨轮粒度硬质玻璃软质玻璃W40表中余量为双面总余量表8-4透镜及平面镜完工后厚度的余量及公差表8-3铣磨单面加工余量六、铣磨加工余量及公差直径（或边长）/mm<50>501026七、铣磨面形的检验1、简易球径仪检测2、擦贴法检测七、铣磨面形的检验1、简易球径仪检测27八、铣磨夹具的设计1.铣磨夹具：用于铣床上能正确安装和夹紧工件的工具。2.设计原那么：遵守六点定那么；正确选择定位基准〔工件上的一个外表，用它来确定工件在夹具中的位置〕。八、铣磨夹具的设计1.铣磨夹具：用于铣床上能正确安装和夹紧28铣磨夹具的要求1)满足零件加工工序的精度要求；2)能提高加工效率；3)操作方便、省力、平安；4)具有一定使用寿命和低的制造本钱；5)满足通用化、标准化、系列化要求；6)具有良好的结构工艺性。铣磨夹具的要求1)满足零件加工工序的精度要求；293.球面铣磨夹具〔真空吸附夹具〕夹具与机器的配合要保证：1.以内圆柱面B与主轴的径向定位面配合；2.以端面A与主轴的轴向定位面相配合。工件安装在夹具中要保证：圆柱面C和带有圆孔的D面圆周，它们与夹具主轴具有圆度为的公差；D面与A面平行。3.球面铣磨夹具〔真空吸附夹具〕夹具与机器的配合要保证：304.弹性夹具4.弹性夹具315.磁性夹具磁性夹具是利用电磁力将工件吸附固定的一种方法。该方法适应于高精度角度平面工件的铣磨，其优点是装卸方便、快捷，且不受工件厚度限制。5.磁性夹具磁性夹具是利用电磁力将工件吸附固定的一种方法。326.棱镜铣磨夹具〔槽盘铣磨夹具〕注意：1.夹具与棱角接触的地方应开让刀槽；2.夹具角度应比零件小2~5‘；3.各槽尺寸均匀一致，误差要小。6.棱镜铣磨夹具〔槽盘铣磨夹具〕注意：1.夹具与棱角接触33九、铣磨球面产生的外表疵病及原因1、菊花纹细密菊花纹主要原因是磨头误差与振动影响造成的宽疏菊花纹主要原因是工件主轴的轴向窜动。2、麻点主要原因是磨轮线速度选择不当，进刀速度与工件转速配合不好；冷却液冲喷的位置。九、铣磨球面产生的外表疵病及原因1、菊花纹343、几何形状不规那么擦贴环带有缺口擦贴环带有缺口的主要原因在于光刀时间不够，密封垫圈过厚或夹具与工件外径间隙过大。擦贴环带脱空工件边缘及顶部与擦贴模擦贴，而其余局部不擦贴。主要原因是机床工件主轴轴线与磨头轴线不相交。〔两轴线相交是形成球面的必要条件〕。一般两轴线不相交允差为时，擦贴环带脱空现象不明显。3、几何形状不规那么354、球面偏心主要原因是夹具定位面偏心；夹具与工件配合过松，零件晃动；橡皮垫圈不规那么或不等厚；零件装夹不正；球心太高或太低，角度调试太斜。4、球面偏心361、试比较二次压型和一次压型工艺的异同。2、铣磨球面常会产生哪些外表疵病，是由什么原因产生的？3、计算：采用筒形金刚石磨轮铣磨球面时，现有2种磨轮可以选择。磨轮1的外径为D1=52mm，内径为d1=46mm；磨轮2外径为D2=38mm，内径为d2=34mm。欲加工曲率半径R为200mm的透镜，应选择哪种磨轮加工？应该将磨轮轴和工件轴的夹角调整到多少度？1、试比较二次压型和一次压型工艺的异同。37第八章铣磨第八章铣磨38粗磨：光学零件的粗磨是指利用散粒磨料加工。即使用磨料加水而成的悬浮液对玻璃进行加工。粗磨一般为手工操作，根据零件大小选取砂号。铣磨：用筒形金刚石磨轮在铣磨机上加工零件。粗磨：光学零件的粗磨是指利用散粒磨料加工。即使用磨料加水而成39第一节金刚石铣磨机理一、散粒磨料的研磨第一节金刚石铣磨机理一、散粒磨料的研磨40光学零件工艺-第8章-铣磨课件41二、固着磨料的研磨铣磨机理：其实质是无数的铣刀在高速〔15-30m/s〕切削玻璃。二、固着磨料的研磨铣磨机理：其实质是无数的铣刀在高速〔15-42第二节磨外圆工艺1、手工磨外圆第二节磨外圆工艺1、手工磨外圆432、机器磨外圆外圆磨床加工外圆外圆铣磨机加工外圆外圆铣磨机采用光学筒形砂轮，磨削时，砂轮与工件旋转轴形成某一角度，一般为30度，使一次磨削量增大。注：以上适用于玻璃棒料和胶条。工作直径与长度比1：10。2、机器磨外圆44(a)外圆铣磨机(b)平行磨轮磨外圆(c)筒形砂轮铣磨外圆(d)大工件外圆铣磨(a)外圆铣磨机(b)平行磨轮磨外圆(c)筒形砂45无心磨床加工外圆主要用于加工直径小于7mm的工件。工件的进给速度由砂轮和导轮轴线之间的夹角决定〔一般为１-６度〕，一次最大磨削量为０.１-０.３mm。无心磨床加工外圆46光学零件工艺-第8章-铣磨课件473、外圆加工余量及公差工件直径（mm）加工种类余量（mm）＜7无心磨床0.4~0.67-40手工滚圆外圆磨床外圆铣磨机1.5~2.5＞40外圆磨床外圆铣磨机2.5~4工件种类外圆公差（mm）不圆柱度（mm）手工滚圆0.10.01~0.1外圆磨床外圆铣磨机0.5~0.10.05无心磨床0.050.013、外圆加工余量及公差工件直径（mm）加工种类余量（mm）＜484、外圆加工常见的问题常见的问题产生的原因玻璃条断裂1、砂轮表面不平；2、磨削量过大；3、玻璃条过长；4、玻璃条粘结强度不够（胶层不均匀，粘结温度低）圆度、圆柱度不好1、接头跳动；2、活顶尖松动；3、顶尖轴线与进给导轨不平行；4、无心磨床支板过低；5、手工滚圆时掉头少，转胶次数少。表面粗糙度不好1、砂轮粒度粗、进刀过快、磨削量过大；2、砂轮钝化、冷却液不足。端面与圆柱轴线不垂直1、玻璃条夹紧时倾斜；2、胶层不均匀；3、胶条或转胶时端面与玻璃条轴线不垂直玻璃条不转1、玻璃条两端垫片的摩擦力小；2、被动顶尖的转动阻力大；3、玻璃条直径过小；4、夹紧压力不够大。4、外圆加工常见的问题常见的问题产生的原因玻璃条断裂1、砂轮49第三节面形铣磨工艺第三节面形铣磨工艺50一、球面铣磨原理球面的曲率半径：两轴交点与磨轮刃口的连线一、球面铣磨原理球面的曲率半径：两轴交点与磨轮刃口的连线51假设磨轮的中径为DM，磨轮端面切削刃口的圆弧半径为r，磨轮轴与工件轴的夹角为，那么工件球面的曲率半径R为〔其中，凸面取“+〞号，凹面取“—〞号〕当磨轮选定后，DM和r均为定值，只要调节两轴夹角，即可以得到不同曲率半径的球面。假设磨轮的中径为DM，磨轮端面切削刃口的圆弧半径为52二、平面铣磨原理二、平面铣磨原理53光学零件工艺-第8章-铣磨课件54三、铣槽及磨圆弧原理三、铣槽及磨圆弧原理55四、铣磨误差分析①角度调整误差对Ｒ的影响四、铣磨误差分析①角度调整误差对Ｒ的影响56②中心调整误差对Ｒ的影响外凸包内凸包内凸包及外凸包的识别②中心调整误差对Ｒ的影响外凸包57②中心调整误差对Ｒ的影响外凸包及内凸包引起零件曲率的变化加工凸面时，外凸包时实际加工的曲率半径增大，内凸包使曲率减小。②中心调整误差对Ｒ的影响外凸包及内凸包引起零件曲率的变化加工58工件轴与磨轮轴不共面误差〔不等高误差〕磨轮轴与工件轴径向跳动误差对R的影响轴向跳动对中心厚度的影响工件轴与磨轮轴不共面误差〔不等高误差〕59五、铣磨加工中工艺参数的选择铣磨过程优劣的指标:尺寸精度磨削效率工件外表粗糙度磨轮的磨耗比五、铣磨加工中工艺参数的选择铣磨过程优劣的指标:60影响铣磨的工艺参数一、铣磨机的影响磨轮轴转速工件轴转速磨削压力进刀深度影响铣磨的工艺参数一、铣磨机的影响61影响铣磨的工艺参数二、磨轮的影响粒度浓度结合剂三、冷却液的影响种类浓度、流速、流量及喷出位置影响铣磨的工艺参数二、磨轮的影响62六、铣磨加工余量及公差直径（或边长）/mm<50>50100>100200透镜块料滴料成型二次成型10.611.20.71.21.50.81.5平面镜棱镜块料滴料成型二次成型10.71.21.50.81.5212磨轮粒度硬质玻璃软质玻璃W40表中余量为双面总余量表8-4透镜及平面镜完工后厚度的余量及公差表8-3铣磨单面加工余量六、铣磨加工余量及公差直径（或边长）/mm<50>501063七、铣磨面形的检验1、简易球径仪检测2、擦贴法检测七、铣磨面形的检验1、简易球径仪检测64八、铣磨夹具的设计1.铣磨夹具：用于铣床上能正确安装和夹紧工件的工具。2.设计原那么：遵守六点定那么；正确选择定位基准〔工件上的一个外表，用它来确定工件在夹具中的位置〕。八、铣磨夹具的设计1.铣磨夹具：用于铣床上能正确安装和夹紧65铣磨夹具的要求1)满足零件加工工序的精度要求；2)能提高加工效率；3)操作方便、省力、平安；4)具有一定使用寿命和低的制造本钱；5)满足通用化、标准化、系列化要求；6)具有良好的结构工艺性。铣磨夹具的要求1)满足零件加工工序的精度要求；663.球面铣磨夹具〔真空吸附夹具〕夹具与机器的配合要保证：1.以内圆柱面B与主轴的径向定位面配合；2.以端面A与主轴的轴向定位面相配合。工件安装在夹具中要保证：圆柱面C和带有圆孔的D面圆周，它们与夹具主轴具有圆度为的公差；D面与A面平行。3.球面铣磨夹具〔真空吸附夹具〕夹具与机器的配合要保证：674.弹性夹具4.弹性夹具685.磁性夹具磁性夹具是利用电磁力将工件吸附固定的一种方法。该方法适应于高精度角度平面工件的铣磨，其优点是装卸方便、快捷，且不受工件厚度限制。5.磁性夹具磁性夹具是利用电磁力将工件吸附固定的一种方法。696.棱镜铣磨夹具〔槽盘铣磨