非光學(xué)球面的零件加工畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　設(shè)計(jì)課題：</b></p><p>　　非光學(xué)球面的零件加工</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　1663年格里高利證明了圓錐可以校正球差的道理；1671年，牛頓在皇家學(xué)會(huì)介紹過152.4mm拋物面望遠(yuǎn)鏡；1732年，肖特用拋物面和橢圓面反射鏡制作了反射鏡望遠(yuǎn)鏡，這種

2、望遠(yuǎn)鏡叫格里高利望遠(yuǎn)鏡。從1899~1926年這段時(shí)間德國(guó)蔡司進(jìn)行了大量的非球面透鏡加工技術(shù)的研究和機(jī)床開發(fā)，但加工的精度不高。</p><p>　　由此可見，非球面最早是在天文儀器上的應(yīng)用。后來一些一般精度的非球面應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，由于非球面加工困難，長(zhǎng)期以來一直沒有得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　隨著科學(xué)的發(fā)展，對(duì)高性能的非球面零件的需求越來越迫切。所以從牛頓時(shí)代到今天，人們一直在

3、想辦法解決非球面加工的問題。尤其是近幾年隨著超精密微細(xì)加工技術(shù)的發(fā)展，高精度數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)，使非球面零件的加工技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。</p><p>　　20世紀(jì)70年代以來，隨著電子、航天、航空、天文、光通信、軍事等技術(shù)發(fā)展的需要，很多光學(xué)儀器上采用了非球面光學(xué)零件。如變焦距鏡頭、錄像機(jī)透鏡、光盤讀頭、天文望遠(yuǎn)鏡等廣泛采用了非球面零件，而且有些產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到大量生產(chǎn)的程度。</p><p>

4、　　國(guó)內(nèi)外非球面加工的現(xiàn)</p><p>　　80年代以來，出現(xiàn)了許多種新的非球面超精密加工技術(shù)，主要有：</p><p>　　計(jì)算機(jī)數(shù)控單點(diǎn)金剛石車削技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)控磨削技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)控離子束成形技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)控超精密拋光技術(shù)和非球面復(fù)印技術(shù)等，這些加工方法，基本上解決了各種非球面鏡加工中所存在的問題。前四種方法運(yùn)用了數(shù)控技術(shù)，均具有加工精度較高，效率高等特點(diǎn)，適于批量生產(chǎn)。</p

5、><p>　　進(jìn)行非球面零件加工時(shí)，要考慮所加工零件的材料、形狀、精度和口徑等因素，對(duì)于銅、鋁等軟質(zhì)材料，可以用單點(diǎn)金剛石切削（SPDT）的方法進(jìn)行超精加工，對(duì)于玻璃或塑料等，當(dāng)前主要采用先超精密加工其模具，而后再用成形法生產(chǎn)非球面零件，對(duì)于其它一些高硬度的脆性材料，目前主要是通過超精密磨削和超精密研磨、拋光等方法進(jìn)行加工的，另外，還有非球面零件的特種加工技術(shù)如離子束拋光等。</p><p>

6、　　國(guó)外許多公司己將超精密車削、磨削、研磨以及拋光加工集成為一體，并且研制出超精密復(fù)合加工系統(tǒng)，如Rank Pneumo公司生產(chǎn)的Nanoform300、Nanoform250、CUPE研制的Nanocentre、日本的AHN60―3D、ULP一10OA（H）都具有復(fù)合加工功能，這樣可以便非球面零件的加工更加靈活</p><p>　　我國(guó)從80年代初才開始超精密加工技術(shù)的研究，比國(guó)外整整落后了20年。近年來，該項(xiàng)

7、工作開展較好的單位有北京機(jī)床研究所、中國(guó)航空精密機(jī)械研究所、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中科院長(zhǎng)春光機(jī)所應(yīng)用光學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等。</p><p>　　為更好的開展對(duì)此項(xiàng)超精密加工技術(shù)的研究，國(guó)防科工委于1995年在中國(guó)航空精密機(jī)械研究所首先建立了國(guó)內(nèi)第一個(gè)從事超精密加工技術(shù)研究的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。</p><p><b>　　二、非球面的優(yōu)缺點(diǎn)</b></p><p&

8、gt;　　非球面的優(yōu)點(diǎn)有以下三點(diǎn)：1.具有優(yōu)良的光學(xué)性能</p><p><b>　　2.改善了成像質(zhì)量</b></p><p><b>　　3.簡(jiǎn)化了光學(xué)系統(tǒng)</b></p><p>　　非球面的缺點(diǎn)有以下四點(diǎn):1.非球面大多數(shù)只有一個(gè)對(duì)稱軸，表面比較復(fù)雜，只能單件加工。</p><p>　　2.

9、非球面各點(diǎn)曲率不同，在拋光時(shí)表面難以用成型模具修正。</p><p>　　3.非球面對(duì)另一表面的偏差，不能用定心磨邊的方法解決兩光學(xué)表面的同軸性。</p><p>　　4.非球面檢驗(yàn)不像球面的檢驗(yàn)容易實(shí)現(xiàn)，一般不能用樣板檢驗(yàn)，特別是對(duì)某些非球面的檢驗(yàn)是很復(fù)雜的。</p><p><b>　　三、二次非球面加工</b></p>&l

10、t;p>　　在實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)中，很多情況下用二次曲面就夠了，并且二次曲面在檢測(cè)上有它的方便之處，因此，從工藝角度上講盡量采用二次曲面。</p><p>　　一、二次非球面的光學(xué)性質(zhì)</p><p><b>　　1．反射面</b></p><p>　　二次非球面的反射面，如圖3-1所示，是由平面曲線圍繞連結(jié)其幾何焦點(diǎn)的軸線旋轉(zhuǎn)而成的。這類表面

11、具有很好的光學(xué)性質(zhì)：若點(diǎn)光源置于幾何焦點(diǎn)之一F1處，則被非球面反射的所有光線都嚴(yán)格交于第二焦點(diǎn)F2處。幾何焦點(diǎn)F1和F2是一對(duì)無(wú)像差點(diǎn)(齊明點(diǎn))，即光線以任何角度入射時(shí)在該反射面上都不產(chǎn)生像差。其中，應(yīng)用最普遍的是凹拋物面鏡(包括大型天文望遠(yuǎn)鏡，在可見光以外的波段工作的物鏡，探照燈反射鏡等)、凹橢球面鏡(包括聚光鏡，反射式物鏡和望遠(yuǎn)鏡的二次反射鏡等)、凹雙曲面鏡(卡塞格林系統(tǒng)中的反射鏡)，凸非球面鏡的應(yīng)用很少，主要是同凹反射鏡配合使用，

12、因此其外形尺寸較小。</p><p>　　這類表面的基本幾何參數(shù)是：子午曲線頂點(diǎn)的曲率半徑R0和偏心率e決訂 了幾何焦點(diǎn)相對(duì)于表面頂點(diǎn)的位置，如表3-1所列</p><p>　　圖3-1 二次非球面反射面</p><p>　?。╝）凹橢球面；（b）凹橢球面；（C）扁橢球面；（d）凹雙曲面；</p><p>　?。╡）凸雙曲面；（F）凹拋物

13、面；（g）凸拋物面。</p><p>　　表3-1 二次非球面的幾何焦點(diǎn)的參數(shù)</p><p>　　實(shí)際的二次曲線反射面物鏡如圖3-2所示。均有兩個(gè)無(wú)像差點(diǎn)以及相應(yīng)的兩個(gè)無(wú)像差的共軛距l(xiāng)和，在其中一個(gè)無(wú)像差點(diǎn)上放置一個(gè)點(diǎn)光源，在另一個(gè)點(diǎn)上就得到它的無(wú)像差的像。這一光學(xué)特性給加工二次非球面提供了檢驗(yàn)方便。如果在一個(gè)點(diǎn)上放置的點(diǎn)光源，在另外一點(diǎn)放置刀口，根據(jù)陰影圖形，可以判斷面形的缺陷，從而可

14、以把面形修正到所要求的形狀。</p><p>　　圖3-2 各種非球面的無(wú)像差點(diǎn)位置</p><p>　?。╝）拋物面；（b）橢圓面；（C）雙曲面。</p><p><b>　　2．折射面</b></p><p>　　設(shè)一個(gè)理想的兩邊介質(zhì)的折射率分別為n和n′，在表面上入射的會(huì)聚光束的頂點(diǎn)F位于它的第二幾何焦點(diǎn)F2上，如

15、圖3-3所示。若橢球面的偏心率，，則折射光束變成嚴(yán)格的平行光束，與入射光束的孔徑無(wú)關(guān)。由于橢圓的e<1，所以此性質(zhì)僅在n′<n，時(shí)存在。顯然，如果光線變至相反方向，則光束的結(jié)構(gòu)不變。</p><p>　　（a） （b）</p><p>　　圖3-3 橢球面上光線的折射</p><p>　　如果n< n′，則入射

16、在橢球面上的平行光束(圖3—3(b))聚焦在點(diǎn)，這點(diǎn)即第二幾何焦點(diǎn)F2。</p><p>　　雙曲面也表現(xiàn)出類似的性質(zhì)(圖3—4)當(dāng)e=n／n′ 時(shí)，相應(yīng)于雙曲線的兩支有兩種情況。在這兩種情況中n> n′，若n′=1，則位于空氣中的透鏡的第一個(gè)表面應(yīng)該是平面。 </p><p>　　（a） （b）</p><p>　　

17、圖3—4 光線在雙曲面上的折射(n> n′)</p><p>　　圖3—5和圖3—6示出了橢球面透鏡和雙曲面透鏡的結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。╝） （b）</p><p>　?。╟） （d）</p><p><b>　　圖3-5球面透鏡</b&g

18、t;</p><p>　　（a）、（b）負(fù)透鏡；（c）（d）正透鏡</p><p>　　1——橢球面；2——球面；——透鏡的后焦點(diǎn)</p><p>　?。╝） （b）</p><p>　?。╟） （d）</p><p><b>　　

19、圖3-6雙曲面透鏡</b></p><p>　　（a）負(fù)透鏡；（b）正透鏡。</p><p>　　二、二次非球面的最大非球面度</p><p>　　非球面度是指某一非球面表面和一個(gè)比較球面在沿光軸方向的偏差。一般總希望非球面度盡可能小，因此要選擇一個(gè)‘最佳比較平面’。選擇不同的比較平面，，最大非球面度的位置不同。</p><p>

20、<b>　　最大非球面度，</b></p><p><b>　　D——通光口徑</b></p><p>　　f——二次曲面的焦距</p><p>　　由上式計(jì)算得出某一個(gè)非球面的最大偏離量，從而可以知道非球面加工的難易程度。所得數(shù)值越大非球面就越難加工。</p><p>　　非球面加工的難易程度與口

21、徑有關(guān)，即在比較小的半徑中磨去最大偏離量比在較大的半徑中磨去同樣的最大偏離量要困難，因?yàn)榍罢吒印岸盖汀?</p><p>　　四、非球面的加工方法和基本設(shè)備</p><p>　　自從非球面加工有史以來，至今幾百年采用的加工方法已有50多種，按加工原理及方法，大體可以分為四大類型：一類是去除加工法；二類是熱成型法；三類是附加加工法；四類是變質(zhì)加工法。下面我們重點(diǎn)介紹最基本的加工方法——去除

22、加工法里的研磨拋光加工法。</p><p>　　非球面研磨拋光方法是非球面加工最基本的方法。也是傳統(tǒng)的方法，先把零件研磨成最接近球面形狀，然后用機(jī)器或手工繼續(xù)局部研磨或拋光，邊加工邊測(cè)量，最后修磨出非球面面形。這種方法適用于大口徑、并且非球面度較小的非球面。這種研磨拋光修正法，加工精度高，但加工效率太低，精度重復(fù)性差，只適用單件或小批生產(chǎn)。</p><p>　　非球面研磨拋光修正法有粗磨修

23、正成形、精磨修正成形、拋光修正成形以及全口徑拋光修正成形的不同方式。選擇非球面加工修正方式一般依據(jù)最大非球面度的大小來確定，見表4-1。 </p><p>　　表4-1非球面修正方式</p><p>　　采用研磨拋光法加工非球面除了考慮最大非球面度外，還和具有的設(shè)備相關(guān)，一般專門非球面加工設(shè)備有仿形機(jī)床，采用這種設(shè)備加工非球面稱為仿形成形法。利用放大的仿形板，來控制磨輪的運(yùn)動(dòng)，磨輪運(yùn)動(dòng)的軌

24、跡在回轉(zhuǎn)零件的一個(gè)截面上是非球面曲線，在零件旋轉(zhuǎn)時(shí)就可以加工出非球面表面；圖4-2所示是一個(gè)凸形仿形加工原理；圖4-3所示是一個(gè)利用圓錐體來實(shí)現(xiàn)仿形加工的原理圖，在一個(gè)圓錐體上</p><p>　　圖4-2 凸形仿形加工原理</p><p>　　1一仿形板(凸樣板)；2一靠輪；</p><p>　　3一金剛石砂輪；4一零件。</p><p>

25、;　　圖4-3 加工凸非球面的機(jī)床示意圖</p><p>　　1—擺動(dòng)臺(tái)；2—推力支塊；3—推力器；4—工件軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)；5—圓錐體移動(dòng)絲桿；6—導(dǎo)座；7—工件安裝軸；8一支座；9一工件；10一磨輪；11一支架；12一圓錐體；13一軌跡截取體；14一床身；15—擺動(dòng)軸；16—擺動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)；17一工件軸箱體。</p><p>　　用一個(gè)截面去截取，截面和圓錐體交線是一個(gè)二次曲面，改變截面和

26、圓錐體的位置，在理論上可以獲得任意一個(gè)二次曲線。把這個(gè)二次曲線轉(zhuǎn)移到被加工的零件上，就可以得到任意一個(gè)二次非球面的加工。</p><p>　　如果沒有專門設(shè)備，需要加工高精度的非球面，使用修帶工具，也可在普通的研磨拋光機(jī)床進(jìn)行，這種方法稱為修磨法。常使用的修帶工具見圖4-4。按其精度要求可以制成不同直徑和寬度的圓環(huán)。環(huán)形磨具通常選用鋼材制成。用環(huán)形磨具加工時(shí)，對(duì)非球面度較小的帶區(qū)磨制效果較好，而對(duì)非球面度大的帶區(qū)

27、就很難使用，不易磨平滑。當(dāng)零件非球面度越大時(shí)，修磨帶區(qū)的寬度相應(yīng)變窄，環(huán)的數(shù)量也應(yīng)適當(dāng)?shù)卦黾?。三點(diǎn)工具是由環(huán)形磨具發(fā)展而來，它的結(jié)構(gòu)如圖4-5所示。該工具是利用三點(diǎn)可組成一個(gè)圓的道理，隨著中心距的改變，就可以在支架上調(diào)整其位置。為了防止小磨具的轉(zhuǎn)動(dòng)，一般需加定位銷。三腳架通常用鋼材(或鋁合金)制成，而小磨具的材料為鋁合金。三個(gè)小磨具的形狀、大小和位置的選擇，應(yīng)根據(jù)被加工零件需要修改帶區(qū)的寬窄及部位而定。在使用香蕉形磨具時(shí)，三個(gè)模具的兩頭

28、都應(yīng)在同一圓周上，并使磨具處于正確位置。</p><p>　　圖4-4 修帶工具 圖4-5 三點(diǎn)工具</p><p>　　1一鐵筆孔；2一三腳架；3一小磨具；4一定位銷。 1一鐵筆孔；2一工作面。</p><p>　　研磨的起始球面確定。無(wú)論是那種研磨拋光法加工非球面，通常都是先加工出一個(gè)起始球面，它是通過非

29、球面最接近比較球面來確定的一個(gè)研磨起始球面，然后修磨此球面的各帶成為一個(gè)非球面。假如是用來修磨凸非球面的話，就使起始球面的邊緣與頂點(diǎn)分別與要求的非球面最接近比較球面的邊緣與頂點(diǎn)重合，此起始球面最大修磨量在半徑的0.07處；假如用來修磨凹非球面，把最接近比較球面沿x軸平移一段距離，是非球面的最大非球面度，于是最接近比較球面與二次曲面在0.707h處重合，以此時(shí)的最接近比較球面為研磨的起始球面，最大修磨量在球面的頂點(diǎn)與邊緣處，如圖4-6所示

30、。當(dāng)然實(shí)際加工時(shí)起始球面還要充分考慮加工余量。</p><p>　　假如在幾個(gè)波長(zhǎng)的數(shù)量級(jí)，則應(yīng)在拋光工序?qū)⒆罱咏蛎嫘弈コ煞乔蛎妗Ｈ魹槭种畮缀撩?，在精磨中修磨；若為幾個(gè)毫米，則在粗磨中修磨。</p><p>　?。╝） （b）</p><p>　　圖4-6 最接近球面與非球面間的偏離</p><p>　　(a

31、)凸回轉(zhuǎn)二次曲線；(b)凹回轉(zhuǎn)二次曲面。</p><p>　　1—圓；2—二次曲線。</p><p>　　五、非球面研磨拋光的工藝</p><p>　　非球面的毛坯一般定制成球面透鏡形狀，通常情況是從起始球面粗磨開始，將起始球面修改成非球面。</p><p><b>　　1.起始球面的粗磨</b></p>

32、<p>　　根據(jù)計(jì)算求出的起始球面曲率半徑，其毛坯準(zhǔn)備、粗磨工藝和測(cè)量方法與球面加工相同。粗磨完工后邊緣厚度差小于0.05mm。零件表面粗糙度要磨到W40~W28砂。依照非球面度的大小和考慮到精磨反復(fù)的次數(shù)，粗磨后零件厚度留有適當(dāng)?shù)木ビ嗔俊?lt;/p><p><b>　　2.非球面的精磨</b></p><p>　　精磨是起始球面修改成非球面的主要工序。該工

33、序是根據(jù)所計(jì)算出的不同帶區(qū)的不同修磨量，采用手工或機(jī)器進(jìn)行修磨。精磨的好壞直接影響到非球面的成型質(zhì)量。一般對(duì)于非球面度小的非球面(1左右)，精磨仍然是磨球面，主要是把粗砂眼去掉，然后由拋光來修改非球面。對(duì)于非球面度較大的，則需在精磨時(shí)磨出非球面面形，即將開好球面的零件放在精磨機(jī)上，按照非球面的金屬樣板進(jìn)行精磨，修改面形。完工表面應(yīng)磨到W20~W14砂。對(duì)面形精度要求高的零件，當(dāng)用樣板初檢面形合格后，可用球徑儀或線條板法，或其他方法進(jìn)一步

34、檢驗(yàn)，若有缺陷則應(yīng)繼續(xù)修改。</p><p>　　(1)精磨方法。精磨方法有兩種：一是機(jī)器修磨，即零件裝在精磨機(jī)主軸上轉(zhuǎn)動(dòng)，磨具由機(jī)床擺架鐵筆帶動(dòng)，作短動(dòng)程(磨具移動(dòng)的距離稱動(dòng)程)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，加工中用一個(gè)三點(diǎn)工具或同時(shí)用幾個(gè)單塊磨具對(duì)零件進(jìn)行修磨。二是手工修磨，零件仍裝在精磨機(jī)主軸上轉(zhuǎn)動(dòng)，但磨具用手按住，在零件子午面內(nèi)一定帶區(qū)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　(2)精磨磨具。精磨磨具修改面

35、形的作用原理，是基于磨具工作表面相對(duì)于非球面不同帶區(qū)有不同接觸面積。因此加工中在單位時(shí)間內(nèi)，精磨磨具使零件表面產(chǎn)生不均勻的磨損，從而達(dá)到修帶的目的。</p><p>　　按精磨磨具用途不同，可分為單塊精磨磨具和整盤精磨磨具兩類。其形狀如圖5-1、圖5-2所示。各種形狀的單塊磨具，可用手拿著進(jìn)行加工，也可把小磨具裝在三點(diǎn)工具上。</p><p>　　圖5-1 單塊精磨磨具

36、 圖5-2 整盤精磨磨具</p><p>　　(a)三角形；(b)正方形；(c)圓形； 1一磨片；2一底盤。</p><p>　　(d)棱形；(e)錐形；(f)斧形；(s)香蕉形。</p><p>　　精磨磨具的大小和形狀選擇，應(yīng)根據(jù)被加工非球面的類型、非球面度大小和精度而定。例如，加工離軸拋物面時(shí)，圖5-3 (

37、d)為磨具可適用于修改0.7帶以外的面形，圖(e)為磨具適用于修改0.7帶以內(nèi)的面形(加工時(shí)小銳角應(yīng)指向零件中心)，圖(f)為磨具可用來修改焦距和局部小帶。</p><p>　　(3)精磨注意事項(xiàng)。精磨前應(yīng)調(diào)整零件軸線與機(jī)床主軸軸線重合。面形精度要求越高的零件，其同軸度要求就越高。檢查同軸度的方法如圖5-4所示。用手拉動(dòng)皮帶輪使主軸慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)，由千分表讀出不同軸</p><p>　　度的偏差

38、，并給予校正。</p><p>　　精度非球面時(shí)，一般先修磨非球面度最大、帶</p><p>　　區(qū)最寬的部位，此時(shí)應(yīng)盡可能地少磨和球</p><p>　　面接近的部位。這樣可以使曲面保持平滑。 圖5—4 檢查同軸度</p><p>　　加工中按測(cè)得結(jié)果，什么帶區(qū)偏離量大，就先磨 1—零件；2—千分表；3—接頭&l

39、t;/p><p>　　什么帶區(qū)。精磨后若各帶區(qū)的焦距相差很多時(shí)，就應(yīng)繼續(xù)精磨修改。若各帶去的焦距基本上一致時(shí)，則可進(jìn)行試拋。通常精磨結(jié)束時(shí)、各帶區(qū)要求盡量平滑些，否則給拋光帶來不便。 </p><p>　　修磨部位和時(shí)間要盡可能地準(zhǔn)確，為了時(shí)間準(zhǔn)，應(yīng)多作試驗(yàn)，否則修磨時(shí)不宜達(dá)到預(yù)期的效果。</p><p>　　(4)精磨檢驗(yàn)。在精磨非球面時(shí)，通常多采用金屬樣板、千分表

40、球徑計(jì)、線條板法等進(jìn)行檢驗(yàn)。其具體方法的選擇，通常是根據(jù)非球面面形的精度要求和非球面度的大小而定。對(duì)于面形精度低、非球面度大的，如對(duì)低精度和最大非球面度在零點(diǎn)幾毫米以上的非球面零件，除用金屬樣板作初步檢驗(yàn)外，在精磨加工中還需要用千分表球徑計(jì)或線條板進(jìn)行檢驗(yàn)。</p><p>　　對(duì)于非球面度很小的零件，精磨后仍為球面，其檢驗(yàn)方法可用球面光學(xué)樣板或用球經(jīng)儀進(jìn)行測(cè)量。</p><p><

41、b>　　3.非球面的拋光</b></p><p>　　在專用球面拋光機(jī)上或普通拋光機(jī)上拋光非球面，其加工方法與球面光學(xué)零件的拋光相似，也可用手修的方法進(jìn)行拋光。</p><p>　　(1)拋光磨具。整盤拋光用的拋光模具如圖5-5所示。此類磨具主要是用來拋光和使曲面平滑。圖5-5(a)拋光模具是比較常用的一種形式，此類拋光模具，適用于一般與球面相差不太大的非球面光學(xué)零件。圖

42、5-5(b)拋光模具，是利用充氣腔1來保證無(wú)孔橡皮拋光墊5與零件相吻合。這是一種拋光凸面和凹面兩用的拋光模具。圖5-5 (c)拋光模具，是將橡皮拋光墊3用套箍4繃在模具座上而成。氣囊拋光模具加工零件通常邊緣較差，采用如圖5-6所示的夾具，可以保證非球面零件的正確定位和提高面形的加工精度。</p><p>　　局部拋光用的拋光模具如圖3-18所示。此類拋光模具主要是用來修改非球面各帶區(qū)的誤差。所用模具工作面的外形一

43、般與精磨具相同。模具座可用金屬制成也可直接選用精磨時(shí)的磨具。不同之處是在磨具座上敷上一層柏油或其他彈性材料，如海綿、泡沫塑料等。</p><p>　　圖5-5 全面拋光模具</p><p>　　(a)常用拋光模具：1一端面帶孔螺釘；2一模具座；3一海綿；4一絨布；5一棉線；6一保護(hù)面；7一接頭；</p><p>　　(b)帶充氣腔拋光模具：1一充氣腔；2一充氣孔；

44、3一螺塞；4一模具座；5一橡皮拋光墊；6—零件；7一接頭；</p><p>　　(c)帶套箍拋光模具：1一鐵筆孔；2一模具座；3一橡皮拋光墊；4一套箍；5一孔；6一零件；7一接頭。</p><p>　　圖5-6 氣壓拋光零件夾具 圖5-7 局部拋光模具</p><p>　　1—拋光柏油；2—泡沫塑料或毛氈；3—模具座。</p>&l

45、t;p>　　拋光模具的外形尺寸根據(jù)零件所需修磨帶區(qū)的情況選用，一般與需要修磨的帶寬相等。其面形的給定通常與被加工帶工區(qū)的表面基本相同。</p><p>　　直接用來修改非球面面形的拋光模具，外徑一般和被加工零件外徑相同，工作表面曲率半徑為被加工球面的最接近球面曲率半徑。常見的表面形狀如圖5-8所示。</p><p>　　圖5-8 修改面形的拋光模具</p><p

46、>　　大相對(duì)口徑軸對(duì)稱非球面加工，通常也是先磨成起始球面，然后精磨修改所需的非球面。其精磨拋光在專用拋光機(jī)上進(jìn)行，也可在功率許可的普通單軸、雙軸拋光機(jī)上加工。</p><p>　　機(jī)床的選擇，應(yīng)根據(jù)零件大小、精度要求和生產(chǎn)批量等而定。由于零件的相對(duì)口徑較大，所以，在精磨時(shí)，零件的面形誤差，一般用簡(jiǎn)易球徑計(jì)和導(dǎo)軌球徑儀進(jìn)行測(cè)量。拋光后的面形誤差多是用刀口儀檢驗(yàn)。</p><p>　　(

47、2)二次非球面的研磨拋光要點(diǎn)。從起始球面磨到非球面，應(yīng)磨去鏡面的哪些部分，決定于鏡面是凹的還是凸的，以及e2>0還是e2<0。如圖5-9所示，幾種不同情況列于表1，指出磨拋要點(diǎn)。</p><p>　　圖5-9比較球面位置圖</p><p>　　——表示比較球面；……表示非球面。</p><p><b>　　表1指出磨拋要點(diǎn) </b>

48、</p><p>　　從表1中可知：無(wú)論是加工凸面，還是加工凹面，選擇第3種情況的比較球面容易加工，因?yàn)槿コ肯鄬?duì)小。</p><p>　　(3)拋光檢驗(yàn)。、拋光后的非球面光學(xué)零件，應(yīng)根據(jù)圖紙資料的規(guī)定要求，進(jìn)行面形誤差、表面疵病、幾何尺寸等項(xiàng)的檢驗(yàn)。面形誤差的檢驗(yàn)，可采用將零件直接放人產(chǎn)品的光學(xué)系統(tǒng)中進(jìn)行組合檢驗(yàn)，但通常多使用陰影法對(duì)零件進(jìn)行單塊檢驗(yàn)。</p><p&

49、gt;<b>　　六、</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】蘇大圖等編著。光學(xué)測(cè)量與象質(zhì)鑒定 北京工業(yè)學(xué)院出版社，1988．</p><p>　　【2】D．馬拉卡拉主編．白國(guó)強(qiáng)等譯，光學(xué)車間檢驗(yàn)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社．l983．</p><p>　　【3

50、】“光學(xué)測(cè)量與儀器”編輯組編．光學(xué)測(cè)量與儀器．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1978.</p><p>　　【4】蔣筑英等著．光學(xué)系統(tǒng)成象質(zhì)量評(píng)價(jià)及檢驗(yàn)文集，北京：中國(guó)計(jì)量出版社，l988．</p><p>　　【5】徐德衍編著，剪切干涉儀及其應(yīng)用．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987．</p><p>　　【6】楊志文．菲索型球面干涉儀檢測(cè)精度分析，長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械學(xué)院學(xué)報(bào)，1