光学零件工艺-第8章-铣磨课件.ppt

1、n粗磨：光学零件的粗磨是指利用散粒粗磨：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。工操作，根据零件大小选取砂号。n铣磨：用筒形金刚石磨轮在铣磨机上铣磨：用筒形金刚石磨轮在铣磨机上加工零件。加工零件。第一节第一节 金刚石铣磨机理金刚石铣磨机理n一、散粒磨料的研磨一、散粒磨料的研磨二、固着磨料的研磨二、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。第二节第二节 磨外圆工艺磨外圆工艺n1、手工磨外圆、手工磨外圆n2、机器磨外圆、机器

2、磨外圆n外圆磨床加工外圆外圆磨床加工外圆n外圆铣磨机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，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，一般为砂轮与工件旋转轴形成某一角度，一般为30度，度，使一次磨削量增大。使一次磨削量增大。注：以上适用于玻璃棒料和胶条。工作直径与注：以上适用于玻璃棒料和胶条。工作直径与长度比长度比1：10。(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 无心磨床加工外圆无心磨床加工外圆 主要用于加工直径小于主要用于加工直径小于7mm的工件。工件的进给的工件。工件的进给速度由砂轮和导轮轴线之间的

3、夹角决定一般为速度由砂轮和导轮轴线之间的夹角决定一般为-度，一次最大磨削量为度，一次最大磨削量为.-.mm。3、外圆加工余量及公差、外圆加工余量及公差工件直径（工件直径（mm）加工种类加工种类余量（余量（mm）7无心磨床无心磨床0.40.67-40手工滚圆手工滚圆外圆磨床外圆磨床外圆铣磨机外圆铣磨机1.52.540外圆磨床外圆磨床外圆铣磨机外圆铣磨机2.54工件种类工件种类外圆公差（外圆公差（mmmm）不圆柱度（不圆柱度（mmmm）手工滚圆手工滚圆0.10.10.010.010.10.1外圆磨床外圆磨床外圆铣磨机外圆铣磨机0.50.50.10.10.050.05无心磨床无心磨床0.050.05

4、0.010.014、外圆加工常见的问题、外圆加工常见的问题常见的问题常见的问题产生的原因产生的原因玻璃条断裂玻璃条断裂1 1、砂轮表面不平；、砂轮表面不平；2 2、磨削量过大；、磨削量过大；3 3、玻璃条过长；、玻璃条过长；4 4、玻璃条粘结强度不够（胶层不均匀，粘结温度低）玻璃条粘结强度不够（胶层不均匀，粘结温度低）圆度、圆柱度圆度、圆柱度不好不好1 1、接头跳动；、接头跳动；2 2、活顶尖松动；、活顶尖松动；3 3、顶尖轴线与进给导轨不、顶尖轴线与进给导轨不平行；平行；4 4、无心磨床支板过低；、无心磨床支板过低；5 5、手工滚圆时掉头少，、手工滚圆时掉头少，转胶次数少。转胶次数少。表面粗

5、糙度不表面粗糙度不好好1 1、砂轮粒度粗、进刀过快、磨削量过大；、砂轮粒度粗、进刀过快、磨削量过大；2 2、砂轮钝化、砂轮钝化、冷却液不足。冷却液不足。端面与圆柱轴端面与圆柱轴线不垂直线不垂直1 1、玻璃条夹紧时倾斜；、玻璃条夹紧时倾斜；2 2、胶层不均匀；、胶层不均匀；3 3、胶条或转胶时、胶条或转胶时端面与玻璃条轴线不垂直端面与玻璃条轴线不垂直玻璃条不转玻璃条不转1 1、玻璃条两端垫片的摩擦力小；、玻璃条两端垫片的摩擦力小；2 2、被动顶尖的转动阻力、被动顶尖的转动阻力大；大；3 3、玻璃条直径过小；、玻璃条直径过小；4 4、夹紧压力不够大。、夹紧压力不够大。第三节第三节 面形铣磨工艺面形

6、铣磨工艺一、球面铣磨原理一、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球面的曲率半径：两轴交点与磨轮刃口的连线 假设磨轮的中径为假设磨轮的中径为DM，磨轮端面切削刃口的圆弧，磨轮端面切削刃口的圆弧半径为半径为r，磨轮轴与工件轴的夹角为，那么工件球面，磨轮轴与工件轴的夹角为，那么工件球面的曲率半径的曲率半径R为为)(2sinrRDM其中，其中，凸面取凸面取“+号，号，凹面取凹面取“号号rDRMsin2当磨轮选定后，当磨轮选定后，DM和和r均为定值，只要调节两轴均为定值，只要调节两轴夹角，即可以得到不同曲率半径的球面。夹角，即可以得到不同曲率半径的球面。二、平面铣磨原理二、平面铣磨原理三

7、、铣槽及磨圆弧原理三、铣槽及磨圆弧原理四、四、铣磨误差分析铣磨误差分析n角度调整误差对的影响角度调整误差对的影响rDRsin2drdDdDsin21sin2cos2drrRdDDRdRdRdrdDdrRsin21sin)(cos中心调整误差对的影响中心调整误差对的影响n外凸包外凸包n内凸包内凸包n内凸包及外凸包的识别内凸包及外凸包的识别中心调整误差对的影响中心调整误差对的影响n外凸包及内凸包引起零件曲率的变化外凸包及内凸包引起零件曲率的变化加工凸面加工凸面时，外凸时，外凸包时实际包时实际加工的曲加工的曲率半径增率半径增大，内凸大，内凸包使曲率包使曲率减小。减小。n工件轴与磨轮轴不共面误差不等高

8、误差工件轴与磨轮轴不共面误差不等高误差n磨轮轴与工件轴径向跳动误差对磨轮轴与工件轴径向跳动误差对R的影响的影响n轴向跳动对中心厚度的影响轴向跳动对中心厚度的影响五、铣磨加工中工艺参数的选择五、铣磨加工中工艺参数的选择n铣磨过程优劣的指标铣磨过程优劣的指标:n尺寸精度尺寸精度n磨削效率磨削效率n工件外表粗糙度工件外表粗糙度n磨轮的磨耗比磨轮的磨耗比影响铣磨的工艺参数影响铣磨的工艺参数n一、铣磨机的影响一、铣磨机的影响n磨轮轴转速磨轮轴转速n工件轴转速工件轴转速n磨削压力磨削压力n进刀深度进刀深度影响铣磨的工艺参数影响铣磨的工艺参数n二、磨轮的影响二、磨轮的影响n粒度粒度n浓度浓度n结合剂结合剂n

9、三、冷却液的影响三、冷却液的影响n种类种类n浓度、流速、流量及喷出位置浓度、流速、流量及喷出位置六、铣磨加工余量及公差六、铣磨加工余量及公差直径（或边长）直径（或边长）/mm/mm50 100100 200透镜透镜块料块料滴料成型滴料成型二次成型二次成型10.611.20.71.21.50.81.5平面平面镜镜棱镜棱镜块料块料滴料成型滴料成型二次成型二次成型10.71.21.50.81.521210020100250磨轮粒度磨轮粒度硬质玻璃硬质玻璃软质玻璃软质玻璃W40W40表中余量为双面总余量表中余量为双面总余量表表8-4 透镜及平面镜完工后厚度的余量及公差透镜及平面镜完工后厚度的余量及公差

10、 表表8-3 铣磨单面加工余量铣磨单面加工余量 七、铣磨面形的检验七、铣磨面形的检验222hhrR1、简易球、简易球径仪检测径仪检测2、擦贴法、擦贴法检测检测八、八、铣磨夹具的设计铣磨夹具的设计n1.铣磨夹具：用于铣床上能正确安装和铣磨夹具：用于铣床上能正确安装和夹紧工件的工具。夹紧工件的工具。n2.设计原那么：设计原那么：n遵守六点定那么；遵守六点定那么；n正确选择定位基准工件上的一个外表，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。用它来确定工件在夹具中的位置。铣磨夹具的要求铣磨夹具的要求 n1)满足零件加工工序的精度要求；满足零件加工工序的精度要求；n2)能提高加工效

11、率；能提高加工效率；n3)操作方便、省力、平安；操作方便、省力、平安；n4)具有一定使用寿命和低的制造本钱；具有一定使用寿命和低的制造本钱；n5)满足通用化、标准化、系列化要求；满足通用化、标准化、系列化要求；n6)具有良好的结构工艺性。具有良好的结构工艺性。3.3.球面铣磨夹具真空吸附夹具球面铣磨夹具真空吸附夹具夹具与机器的配合要保证：夹具与机器的配合要保证：1.1.以内圆柱面以内圆柱面B B与主轴的径与主轴的径向定位面配合；向定位面配合；2.2.以端面以端面A A与主轴的轴向定与主轴的轴向定位面相配合。位面相配合。工件安装在夹具中要保证：工件安装在夹具中要保证：圆柱面圆柱面C C和带有圆孔

12、的和带有圆孔的D D面圆周，它们与夹具主轴面圆周，它们与夹具主轴具有圆度为的公差；具有圆度为的公差；D D面与面与A A面平行。面平行。4.弹性夹具弹性夹具5.磁性夹具磁性夹具n磁性夹具是利用电磁力将工件吸附固定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、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。快捷，且不受工件厚度限制。6.6.棱镜铣磨夹具槽盘铣磨夹具棱镜铣磨夹具槽盘铣磨夹具注意：注意：1.夹具与棱角接触的地方应开让刀槽；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夹具角度

13、应比零件小25；3.各槽尺寸均匀一致，误差要小。各槽尺寸均匀一致，误差要小。九、铣磨球面产生的外表疵病及原因九、铣磨球面产生的外表疵病及原因n1、菊花纹、菊花纹n细密菊花纹细密菊花纹n主要原因是磨头误差与振动影响造成的主要原因是磨头误差与振动影响造成的n宽疏菊花纹宽疏菊花纹n主要原因是工件主轴的轴向窜动。主要原因是工件主轴的轴向窜动。n2、麻点、麻点n主要原因是磨轮线速度选择不当，进刀速度与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。工件转速配合不好；冷却液冲喷的位置。n3、几何形状不规那么、几何形状不规那么n擦贴环带有缺口擦贴环带有缺口n擦贴环带有缺口的主要原

14、因在于光刀时间不够，密封垫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。圈过厚或夹具与工件外径间隙过大。n擦贴环带脱空擦贴环带脱空n工件边缘及顶部与擦贴模擦贴，而其余局部不擦贴。工件边缘及顶部与擦贴模擦贴，而其余局部不擦贴。n主要原因是机床工件主轴轴线与磨头轴线不相交。两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。轴线相交是形成球面的必要条件。n一般两轴线不相交允差为时，擦贴环带脱空现象不明显。一般两轴线不相交允差为时，擦贴环带脱空现象不明显。n4、球面偏心、球面偏心n主要原因是夹具定位面偏心；夹具与工件主要原因是夹具定位面偏心

15、；夹具与工件配合过松，零件晃动；橡皮垫圈不规那么配合过松，零件晃动；橡皮垫圈不规那么或不等厚；零件装夹不正；球心太高或太或不等厚；零件装夹不正；球心太高或太低，角度调试太斜。低，角度调试太斜。1 1、试比较二次压型和一次压型工艺的异、试比较二次压型和一次压型工艺的异同。同。2 2、铣磨球面常会产生哪些外表疵病，是、铣磨球面常会产生哪些外表疵病，是由什么原因产生的？由什么原因产生的？3 3、计算：采用筒形金刚石磨轮铣磨球面、计算：采用筒形金刚石磨轮铣磨球面时，现有时，现有2 2种磨轮可以选择。磨轮种磨轮可以选择。磨轮1 1的外的外径为径为D1=52mmD1=52mm，内径为，内径为d1=46mmd1=46mm；磨轮；磨轮2 2外外径为径为D2=38mmD2=38mm，内径为，内径为d2=34mmd2=34mm。欲加工。欲加工曲率半径曲率半径R R为为200mm200mm的透镜，应选择哪种的透镜，应选择哪种磨轮加工？应该将磨轮轴和工件轴的夹磨轮加工？应该将磨轮轴和工件轴的夹角调整到多少度？角调整到多少度？