大口徑光學零件加工技術
作者:管理員    發布于:2017-08-15 10:40:54    文字:【】【】【
現在的照相機鏡片,手機攝像頭,監視器等這些都是利用到光學零件加工,隨著光學加工技術的不斷發展,對這些行業也有很大的推動作用。現在大口徑光學元件的拋光技術,也在不斷的提高。

大口徑光學零件拋光需做到這三步,即磨外觀、磨面型、光刀。每個過程都很重要,從研磨液的深度、配方、和溫度等這些都很重要。大口徑零件拋光過程中的機械研削作用、化學作用、表面流動。


1) 機械研削作用

     拋光是精磨的繼續,它們從本質上是相同的,都是尖硬的磨料顆粒對玻璃表面進行微小磨削作用的結果。拋光是用很細顆粒的拋光劑(我公司目前使用的拋光粉粒度范圍0.4~2 μm)。所以微小磨削作用可以在分子大小范圍內進行。由于拋光模與鏡片表面相當吻合,因此拋光時切向力很大,從而使玻璃表面凸凹微痕結構被磨削掉,逐漸形成光滑的表面。對于大口徑光學零件來講,這種切力更大,對光學零件的表面形成的影響更明顯。而這些是要靠加工設備來保證的。

     小口徑光學零件的加工設備已經實現了設備的專業化,針對不同的形狀就有不同的加工設備,但是在大口徑光學零件加工設備具有很大的局限性。因此在加工過程中,設備的主軸精度、主軸和擺軸的轉速、壓力、角度、擺頭位置對面形精度以及拋光速率的影響非常敏感,特別是在一定范圍內,增加拋光壓力,提高主軸轉速,拋光速率顯著提高。另外線速度的作用力、模具的面形精度及其相互匹配也是加工過程中的關鍵因素。因此必須對前工程的質量進行嚴密的控制,并采用3段以上的拋光過程,細化整個加工過程,從而能夠改善設備不夠專業的問題。

     此外,對磨具的精度要求也要嚴格把關,根據零件不同的R選擇不同精度的模具,磨具精度對零件精度的依賴性具有50%以上的重要作用。因此要在實踐中,認真摸索規律,我們在磨具設計中也采用了很多的創新手段,例如對磨具的口徑、研磨皮的貼付方式進行控制。

2) 化學作用

     拋光過程主要是水、拋光劑、拋光模等與玻璃之間化學作用的結果。

     玻璃表面受水的作用,水解反應生成硅酸凝膠層。在拋光過程中,拋光模和拋光劑隨時從玻璃表面凸凹層的硅酸凝膠去除,露出玻璃新的表面,再水解,再去除,往復循環達到拋光效果。

     拋光劑的pH值對拋光影響甚大。在拋光中,強酸和強堿環境下都不利于表面的加工,適當調整拋光液的pH值使工件處于弱堿環境下有利于提高加工效率,得到高質量的光滑表面,試驗表面,拋光液的pH值為7.5~8最容易得到高質量的光滑表面。同時為了避免拋光液對試件的腐蝕,加工結束后,應立即將工件從拋光液中取出,并用蒸餾水沖洗干凈。

     在大口徑光學零件的加工中我們進一步利用拋光劑的粒度不同和pH值不同對加工過程的影響力,利用其的特殊作用使大口徑高精度光學零件的加工取得了明顯的改善。

     拋光劑的化學穩定性與拋光效率有直接關系。因此我們在加工中十分關注拋光劑的型號的選擇、配比,形成我們特有的配方,確保大口徑光學零件在拋光過程中每個階段使用不同型號和配比的拋光劑,使多種型號、不同配比的拋光劑在加工過程中都得到相應的調整。

3) 表面流動

     在大口徑光學零件的拋光中流變作用表現得更加明顯。模具的形狀和拋光劑的溫度、濃度的控制是關鍵。
玻璃表面由于高壓和相對運動、摩擦生熱,致使表面產生塑性流動,凸的部分將凹陷填平,形成光滑的表面。此種理論實驗結果也得以說明其正確性。

     在大口徑零件的加工過程中,由于磨具中心和邊緣的溫度差更大,所以在拋光皮的形狀的選擇上和拋光過程中的分段控制要給與格外關注。我們在加工過程中,在磨具的表面材料形狀上采取必要的措施,主要是把它的表面修剪成合適的形狀,并在磨具中填充適當的貼紙等。

    在拋光過程中很復雜,每個步驟都很重要。我們需要做到定時、定表面、定光圈,才能做出更好的效果。

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