2.3 光學（xué）零件的拋光工藝
光學零件要獲得透明的光學表麵必須進行拋光加工，它是光學零件製造過（guò）程中所花工（gōng）時最多，要求最高，影（yǐng）響質量的因素多（duō）而易變的一道主要工聲。
2.3.1 概 述
光學零件拋光工（gōng）序在細磨(或精磨)之後進行。拋光的作用機理目前還沒有形成一個完整統—的理論。由於影（yǐng）響拋光質量的因素（sù）多而易變，故達到拋光作用的手段和途徑也多並各有差異。但對拋光操作的基本要求，拋光的基本過程（chéng）和方法，拋光所用的各種輔料，拋（pāo）光過程中的質量監控方法等均已比較成熟，在用散粒磨（mó）料的傳統工藝中尤為如（rú）此，是光學零件工藝實習的重點學（xué）習（xí）內容。
一、 拋光的基（jī）本要求
細（xì）磨過的光學零件，外形幾何．尺寸已基本確定，拋光是（shì）對表麵作微量修整，基本要求有： 1、獲得光學表麵，即最後要磨除細磨加工（gōng）留下的凹（āo）凸和裂紋層，獲得表麵粗糙度為（wéi）0.008 表（biǎo）麵疵病符合圖紙要求的透肯表麵。
2、表麵麵形精度符合圖紙（zhǐ）要求的N和△N。
上述（shù）兩個要求（qiú）在一（yī）般的拋光過程中是分步達到的。即先拋亮，達到第一個要求；然後精修光圈，使之合格達到第二（èr）個要求。
二、 拋光過程和拋光方（fāng）法
1、古典拋（pāo）光工藝的特點及過程
古典法拋光是一種曆史悠久的加工方法。其主（zhǔ）要特點是：采用普通的（de）研（yán）磨（mó）拋光機床或手工操作；拋光（guāng）模層材（cái）料多采用拋光柏油；拋光劑是用氧化鈰或氧化鐵；壓力是用加荷重方法實（shí）現。雖然這種方（fāng）法效率（lǜ）低，但加工精度較高，故目前仍（réng）被采用著。其基本過程為：在（zài）和細磨通用的各種平擺式機床上(二軸機、四軸機)裝（zhuāng）好鏡盤與拋光模，其安裝方式，不管是鏡盤還是拋光模（mó），一般都是凸的在下，凹的在上，將拋光液加在拋光模和零件表麵之間，借助兩者的相對運動，使鏡盤表（biǎo）麵(零件表麵)逐漸形成光學表麵。
拋（pāo）光過程中，麵形精度使用光學樣板（bǎn）檢驗其（qí）光圈數決定。拋光質量好壞的關鍵是（shì）準確的誤（wù）差判（pàn）別(光圈（quān）識別)和（hé）各種工藝因素的合理調節，即取決（jué）於操（cāo）作人員的技術水平。
2.3.2 拋光輔（fǔ）料
拋光過程中使用的輔助材料很多，其質（zhì）量好壞對光學（xué）零件加工質量及生產效率有重要影響，其中以拋光中（zhōng）用作（zuò）磨削物質的拋光粉與（yǔ）形（xíng）成光學表麵麵（miàn）形的拋光摸層材料最為重要。
一、．拋光粉
在（zài）古典法拋光工藝中，拋（pāo）光粉是必不可少的磨削物質．對拋（pāo）光粉的要求是：
(1)應具有一（yī）定的晶格（gé）形（xíng）態和晶格缺陷，有較高（gāo）的化學活性；
(2)粒度大小應均勻—致，純度高、不（bú）含有機械雜質（zhì）；
(3)硬度（dù）適中；
(4)有良好的分散（sàn）性(下易結塊)和吸附性。
在光（guāng）學玻璃拋光中，常用的拋光粉有以下幾種：
(1)氧化鐵，俗（sú）稱紅（hóng）粉。(它屬於a型氧化鐵a-Fe2O3，)斜方晶係，顆粒成球形，邊緣（yuán）有架狀（zhuàng）物，顆粒大小約0.5—1Pm，莫氏硬度4—7比（bǐ）重5.2。
由（yóu）於氧化鐵價廉易得到，幾百年來，傳（chuán）統工（gōng）藝中一直以它為主要拋光物質。近二十年來除眼鏡（jìng）行業外，已逐漸為氧化鈰（shì）代替。用氧化鐵拋光雖效率低，但光潔度高。
(2)氧化鈰(CeO2)它是稀土（tǔ）金屬氧（yǎng）化物，屬於立方晶係，顆粒外形呈多邊（biān）形，棱（léng）角明顯平均直徑約為2Fro，莫氏硬度6～8，比重7.3，顏色有白色、黃色和褐色的幾種。利用氧化鈰拋光效率高，但光潔度（dù）要比（bǐ）用氧化鐵時低（dī）。
二、 拋光模層材料
光學表麵形狀最終是（shì）依（yī）靠拋光模表麵限製形成的，拋光粉也隻有吸附在拋（pāo）光模上，依照拋光模規定的表麵運動，才能（néng）達到去除玻璃（lí）表層凹凸不平區及不規則表麵上多餘的玻璃（lí）層。所（suǒ）以拋光（guāng）模要（yào）求：
(1)有一定硬度以保證麵形穩定；
(2)有一（yī）定的彈性和可塑性使其（qí）與工件表麵有（yǒu）效吻合；
(3)對高速拋光用模層材料還要有耐熱、抗老化、自銳性及微孔結構。
常用拋光模層材料有：
(1)古典（diǎn）法拋光膠材料：主要由（yóu）瀝青和鬆香按一定（dìng）的配比加熱混（hún）合而成，又稱拋光柏油。①瀝青：是多種有機物的混合物。黑色，常用石油瀝青主要成份為油分、膠脂和瀝青質。油分（fèn）使（shǐ）瀝青具有流動性，膠脂使瀝青具有彈性和延度，瀝（lì）青質使瀝青有粘度和溫度穩定性。 瀝青質（zhì）軟，對溫度變化不大敏感。粘度變化緩慢，使拋光柏油具（jù）有可塑性和（hé）穩定性．瀝青溶解於汽油（yóu）、苯（běn）、鬆節油。
②鬆香，由鬆脂提煉得到，黃色．沒有一定熔點，軟化點約50℃，鬆香溶於乙（yǐ）醇、乙醚、丙酮等（děng）；鬆（sōng）香使拋光柏油具有粘（zhān）性；
③蜂（fēng）蠟：又稱黃蠟，熔點約60一70℃，蠟具有不透水性、可（kě）塑性、粘結性（xìng），使拋光柏油增強（qiáng）對拋光粉的吸附力；
清潔零件光學表（biǎo）麵用的輔助材料：
在（zài）上、下盤以及檢驗光學零件加、工質（zhì）量（liàng）時，必須仔細地清潔光學零件，檢驗器具。常用方法是將零件先浸在溶劑汽油中（zhōng），後浸酒精之中，若幹時間後，用（yòng）棉花沾上溶劑輕（qīng）擦。(上、下盤)，或者（zhě）用脫脂紗布、綢布滴上（shàng）乙醚酒精混合液清擦(清潔光學（xué）表麵用)，常用清潔材料特性（xìng）如下：
(1)溶劑汽油：能溶解瀝青、油汙、脂肪酸等，沸點120C～200℃，自燃溫（wēn）度230山（shān）260℃；
易揮發，空（kōng）氣中含量達1。3~6%時，易引起爆（bào）炸，對皮膚有刺激性：
(2)乙醚：能溶解油脂、瀝青、鬆青、蠟、冷杉樹脂膠。沸點34．6℃，自燃溫度188℃，極易揮發（fā），空氣中含（hán）量達l 85—36．5％為爆炸極限；對粘膜有刺激，過多吸入則易於麻（má）醉。乙醚在通常情（qíng）況下（xià）含2％的水。
(3)乙（yǐ）醇（chún）：能溶（róng）解蟲（chóng）膠、鬆香、瀝青（qīng）；沸點78．50℃，自（zì）燃溫度400℃；易揮發，與（yǔ）空氣混合的爆炸極限為3.5一（yī）18％；對（duì）眼及上呼吸道粘膜有輕度刺激（jī）。光學（xué）加工行業（yè）中，清擦光學表麵時使用的無水乙醇，濃度為（wéi）99.5％。
光（guāng）學加工行（háng）業中通常使用乙醚（mí）、酒精混合液（yè）作為清潔（jié）溶（róng）劑；乙醚脫脂力強，但揮發（fā）性大，加入乙醇可減慢揮發速度。乙醇過多則揮發太（tài）慢，水份殘（cán）留不易消去（qù），常用乙醚（mí），酒精混合液的配比為1：1。
(4)脫脂棉：外觀潔（jié）白、均勻、無雜質；油脂及蠟質含量（liàng）不應大於0.1％；水份5—8％；鹽含量不（bú）大於0.01％；酸堿反應呈中性。高（gāo）級脫脂棉纖（xiān）維不應短於30毫（háo）米；脫脂棉用於浸蘸有機溶（róng）劑(汽（qì）油、乙（yǐ）醚、乙醇（chún）等)清潔零件上的油脂、指印、水點等汙物。
(5)脫脂擦布：脫脂擦布常由細白布、府綢、紗布等經（jīng）洗絛和脫脂處（chù）理（lǐ）製成。用於清擦拋、刻線、照相、鍍膜、膠合、裝配等過程中的光（guāng）學零件。要求色白、柔軟、不掉毛、無雜質。使用時滴上有（yǒu）機溶劑（jì），清擦光學零（líng）件。
(6)碳酸鈣：白色粉末；莫氏硬度3，用於擦除玻璃表麵不溶於（yú）汽油，乙醇等有機溶劑的附著（zhe）物。
2.3.3 光圈的形成與識別
如何使用（yòng）光學（xué）樣（yàng）板和幹涉儀準確地識別光圈所代表（biǎo）的（de）加工誤差（chà），是拋光操作中的重要技術。隻有正確判斷光學零（líng）件加工中的誤差，才能合（hé）理地采取各工藝措施，有效地予以修正各（gè）種誤差（chà），加工出完全符合圖（tú）紙要求的零件。而要（yào）正確判斷加工誤差，主要依靠對檢具（jù）(樣板及（jí）幹涉儀)的（de）正確使用及對光圈的正確識別。
一（yī）、 光圈的形成
拋光後零件的麵形精度通常是用光學樣板來檢驗差異，反應為兩（liǎng）接觸表麵間（jiān）空氣隙的大小。樣板（bǎn）和零件接觸（chù）時曲率半徑大小的。當兩接觸表麵存在微小的空（kōng）氣隙時，入射光線通過該（gāi）兩表麵進行反射或透射，兩束（shù）反（fǎn）射光相幹涉的結果形成幹涉條紋。光學加工行業中習慣稱這組幹（gàn）涉條紋為光圈（quān），光源是單色光（guāng）時出現明（míng）暗相間的條（tiáo）紋；當（dāng）用白光時則呈現（xiàn）彩色條紋；每一條紋和一定的空氣隙厚（hòu）度相對應；由等厚幹涉（shè）理論可知，兩條相鄰的幹涉條紋之間的空氣隙厚度差，因此第n道光圈處對應的空氣隙厚（hòu）度為h=n．對於白光，若取波長入的平均值為0.5fm，則（zé）相差一個光圈時，其厚度差（chà）即為0.25Pm。
二、樣板及平麵幹涉儀
1、樣板種類及其要求
樣板分平麵樣（yàng）板和球麵樣板兩種。平麵樣板也叫（jiào）平晶，其工作表麵為平麵，常用口徑有60、100、150、200幾（jǐ）種規格，大於200規格的樣（yàng）板，由於製造困（kùn）難而少見。球麵樣板具（jù）有一個球形工作麵。其曲軍半徑決定於所加工的零件。因此，一個半徑就要有一個樣板，球麵樣板在不同半徑零件之間不能通用，而平麵樣板是可以通用的，樣板要有一定高度（dù），便於用手握持。
樣板因為作為標準使用，要求麵形精度高，它相對理想麵的誤差．應在（zài）0.5光圈以內。製作樣板的材料要求耐（nài）磨、膨脹係數小，以保持穩（wěn）定。所以通常用石英玻璃，輕冕玻璃，K4、K9等製作樣板（bǎn）。
2、樣板的（de）使用（yòng）
使用樣板檢（jiǎn）驗光學零件時，必須按以下方法操作：
(1)、用乙醚、酒精混合液滴在職脂布上，擦淨樣板工作麵和光學零（líng）件被檢麵；
(2)、放置（zhì）一（yī）定時間。求得被檢零件和樣板之間溫度均（jun1）衡一致，避免由於溫差造（zào）成讀數誤；
(3)、將樣板輕輕疊合到零件上（shàng），稍微加壓，擠出間隙中空氣，使通（tōng）過樣板看（kàn）到（dào）較粗的光圈為了（le）便於觀察計數，視場內以出現3—5道幹涉條紋為好（hǎo）。可通過調（diào）節樣板對（duì）零件的傾角來達到（dào）。
(4)、為了同時觀察局部（bù）誤差和（hé）曲率誤差，應使球麵（miàn）樣板與被檢表麵的（de）一部分接觸以看到弧形條紋為好。如（rú）果被檢表麵與樣板整體均勻接觸（chù），則觀察到呈圓形的幹涉圈，那樣隻能讀得光（guāng）圈數，不能讀得局部誤差數，故較少使用；
(5)、根據幹涉條紋彎曲狀況（kuàng）和規則程（chéng）度；計算光圈數N和局部（bù）誤差（chà）△N。
三、光圈的識別與度量
在拋光加工中，正確地判斷光圈的高低（dī）程度（dù）及局部誤差的性質，對於修改工件麵形誤差是（shì）非（fēi）常重（chóng）要的。所謂（wèi）高光圈，係指（zhǐ）樣板與工件中心接觸，而（ér）低光圈則相反是樣板與（yǔ）工件邊接觸，檢驗時一般規定，高光圈(凸)為正偏差；低光圈(凹)為負偏差。
高低（dī）光圈的識別（bié）：
(1)加壓（yā）法（fǎ）：（在樣板四（sì）周均勻（yún）加壓（yā））
低光圈：條紋從邊緣（yuán）向中心收縮（suō），光圈減少且變粗；
高光圈：條紋（wén）從中心向邊緣擴散，光（guāng）圈也相應減少變粗；
(2)一側加壓法（fǎ）：在（zài）光圈數少的情況下常用此種方法。
低光圈：條紋彎曲方（fāng）向背向壓點；
高光圈（quān）：條紋（wén）彎曲方向朝向（xiàng）壓點。
(3)色序判斷法：在白光中，各色光（guāng）的波長是（shì）從紅光向紫光逐漸減短的，因此（cǐ），在同一個幹涉級（jí）中（zhōng），波長越長，所產生的幹涉處的間隙也越大。當從中（zhōng）心到邊緣的色序為蘭、紅、黃、蘭、紅、黃循環時，則為低光（guāng）圈；當（dāng）從中心到邊的色序為黃、紅、蘭、黃、紅、蘭循環時，則為高光圈。
2.3.4 古典（diǎn）法拋光
古典法拋光是一種傳統工藝，曆史（shǐ）悠久。適（shì）用於各種精度的零件的加（jiā）工，是許多（duō）光學材料拋光（guāng）技術的基礎。雖然已出現的高（gāo）速拋光技術在生（shēng）產效率方麵有很大的提高（gāo），但在（zài）高精度零件的加工中。仍往往需依（yī）靠古典法拋光。
古典法拋光主要特點是采（cǎi）用普通平麵擺動式機（jī）床，常用的有二軸機、四軸機（jī）、六軸機。此外，還有單軸機，腳踏研磨拋光機等。拋光（guāng）模（mó）層材料采用（yòng）瀝青和鬆香配製；加工壓力低；機床轉速慢（màn），采用散粒拋光（guāng）劑(氧化鈰、氧（yǎng）化鐵)。
一、 拋（pāo）光模製作技術
拋光模（mó）是拋光技術中的關鍵模具，拋光模的質量直接影響加工麵形的精度和效率。
古典法拋光模製模所用拋（pāo）光柏（bǎi）油（yóu）應按工房溫度，鏡盤大小（xiǎo）、玻璃種類、生產方式等因（yīn）素（sù）選（xuǎn）擇不同的配比熬製。
1、常用（yòng）拋光柏油配比選擇原則
(1)鏡盤直徑大，拋光柏油軟些，即鬆香少些；鏡盤直徑（jìng）小則硬些，即鬆香多些；
（2）火石玻璃硬度低，拋光柏油軟些；冕牌玻璃硬些，拋（pāo）光柏油硬些；
(3)室溫高，拋光柏油硬（yìng）些；室溫低，拋光柏油軟些；夏天硬些，冬天則軟些；
(4)手修用，拋光柏油軟些；機床上加工，拋（pāo）光柏油硬些。
2、拋光模製作（zuò）方法
這裏僅介紹采用拋（pāo）光柏油作（zuò）拋（pāo）光層的製模方法：
(1)選膠．即按具體情況，選擇配比合適的拋（pāo）光柏油；
(2)熬膠．把選好的拋光柏油放在熬膠鍋內慢慢加熱，並進行攪拌。升（shēng）溫不可太快，也不可太高，一般在140℃左右，不可（kě）超過170℃，以免引起拋光柏油焦（jiāo）化。當（dāng）有塑料粉等添加物時，要注意添加物允許的最高溫度。
二、拋光操作過程
1、調整好機床速度、擺幅（fú）；準（zhǔn）備好水鍋、清潔用的脫脂棉、紗布；清洗工作台、擺架（jià），等拋光用（yòng）的一切用具了（le）；
2、檢查鏡盤細磨後的麵形與粗糙度，不合格要重磨；
3、將拋光模在50一60℃溫水中（zhōng）燙一下，在拋光模麵上塗上拋光液，複蓋在鏡盤上，用手推動幾（jǐ）下，使之均勻．放上鐵筆，開動機（jī）床，開始拋光；
4、拋光的前半期，以去除（chú）工件表麵麻點砂（shā）眼為主要目的，在這一階段，機床速（sù）比，擺幅與偏心均應調節在（zài）正常範圍內進行均勻拋光；
5、拋光（guāng）一段時間後，應即（jí）時檢驗表（biǎo）麵質量和麵形，若磨點（diǎn）、砂眼去除均勻，則拋光應繼續進（jìn）行；若光圈過高，過低則要隨（suí）時調整有矢工藝參數（shù）以控（kòng）製光圈變化；
6、在拋（pāo）光過程中，可根據需要修改拋光模，常用修改方法有兩種；
(1)刮模（mó）或局部開槽法，用於改（gǎi）變吻古（gǔ）程度以修改麵形（xíng）偏差；
(2)燙模法用於鏡盤和拋光模曲率（lǜ）相差大的時候．
7、當（dāng）表麵疵病（bìng）和光圈合格後，鏡盤用溫水洗淨，擦幹、塗保護漆，下盤，也可用拋光模（mó）采用手推（tuī）法收幹表麵拋光液，用（yòng）乙（yǐ）醚、乙醇混合液擦淨，塗保護漆、下（xià）盤。
三、零件麵形誤差(即光圈)修改方法
修改光圈是（shì）拋光技術中較為複雜和具有經（jīng）驗性的工作．是拋光操作的關（guān）鍵環節，常見誤（wù）差修改方法如下：
1．凸鏡盤高光圈的修改；
(1)凸麵鏡盤高光圈（quān）產生原因(拋光（guāng）模在上情況)
①拋光模曲率半（bàn）徑太小；
②拋光（guāng）模矢高太大；
③拋光模對鏡（jìng）盤偏心太大；
④主軸轉速太快，擺速太慢，擺幅太大．
(2)修改方法
①修刮拋光模邊緣，使拋光模（mó）曲率半徑增大（dà）；
減慢（màn）主軸轉速，加大擺速，減小（xiǎo）偏心；
減小壓力
2．凹麵鏡盤高光圈(拋（pāo）光模在下情況)的修改
(1)凹（āo）麵鏡盤高光圈產生（shēng）原因
①拋光模曲率半徑太大；
②拋光模矢高太小，
⑧擺（bǎi）幅太小，
④偏心太小，主軸轉速快（kuài），擺速太慢．
(2)修改方法
①修刮拋（pāo）光模邊緣；
②主軸（zhóu）轉速減慢，擺速加快，擺（bǎi）幅增大，偏心增加；
⑧減小壓力．
3．低光圈修改
由於低光圈產生原因正好與高光圈產生原因相反，修改原則是使鏡盤邊緣多（duō）拋光．因（yīn）此，修改方法（fǎ）與高光圈情況采取的措施亦相反，此處從略。
4．局部誤差產（chǎn）生原（yuán）因及修改方法
(1)塌邊
①產（chǎn）生原因：拋光模太大；拋光柏油太硬，擺幅大大，拋光液太濃，細磨塌邊；高光圈（quān）改低過程中，邊緣還未改到。修改方法；選擇合適的拋光模，修刮拋光模邊緣；鏡盤在上（shàng）時減（jiǎn）小（xiǎo），塌邊嚴重時莊重新細磨。
(2)翹邊(窪邊)
產（chǎn）生原因與修改方法與塌邊時相反，此處（chù）從略（luè）。
(3)中心局部（bù）低
①產生原因：拋光模中間凸起；拋光（guāng）柏油太軟，使柏油流向（xiàng）中（zhōng）心而凸起；偏心與擺（bǎi）幅（fú）不合適，低（dī）光圈改高時未改到；
②修改方法：拋光模中心開槽或刮去（qù）一些，選用較硬拋光柏油：鏡（jìng）盤在上時應減小偏（piān）心或擺幅。
(4)中心局部高
①產生原因：拋光模中心有凹陷，拋（pāo）光液未到中（zhōng）心，偏心（xīn）和（hé）擺幅不合適。
②修改方法；修刮（guā）拋光模邊緣；鏡盤在上時增大（dà）擺幅或偏心。
局部誤差種類很多（duō），而且往往幾種誤差同時出現，要分清主次，如（rú）果總的光圈數要求差（chà）別大，則以修改（gǎi）光圈為主，當光圈數在達到要求或接近要求時，以修改局部誤差為主。
修改光圈時要注意：
①修改光圈數要同時控製局部誤差的（de）變化；
②修改中有幾個工藝（yì）參數可調節時，不要使各（gè）參（cān）數同時變動（dòng），以免改變（biàn）過劇，出現相反結（jié）果；
⑧低（dī）光圈較少時，要減慢拋光速率，密切注意變化，以避免出現高光圃，重新修（xiū）正造成零件厚度（dù）超差；
第三章 光學零（líng）件的定心磨邊
對於圓形的光學零件（jiàn），精磨拋光完工之後一般都還要進（jìn）行磨邊，使其側圓柱麵尺（chǐ）寸滿足裝配要求；對於球麵透鏡，磨邊還有一個重要作用（yòng）：就是校正透鏡在研磨拋光過程中（zhōng）很難完全避免（miǎn）的偏心，即校正兩球心（xīn）連線(光（guāng）軸)與外圓對稱軸(幾何袖)的偏離。
根據透（tòu）鏡的使用要求，光學設計時往往預先給定這種偏離的大小，並用符號C表示。定心磨邊就是使透鏡（jìng）滿足這種技術要求。
3.1 偏心及其（qí）產生原因
3.1.1 偏心與定心方法
透鏡在粗磨成型、細磨拋光過程中，由（yóu）於磨損不（bú）均勻，往往造成球麵相對傾（qīng）斜或偏移，出現邊（biān）緣厚度不（bú）一致，結果使光（guāng）軸和幾何軸不重（chóng）合。
造成零件磨損（sǔn）不均勻的原因較多（duō）。如開球麵時，球麵頂點不在（zài）毛坯中心；粗磨時用力不均勻，上盤時鏡盤頂點偏高旋轉中心；粘結膠（jiāo）軟化，零件走動；研（yán）磨拋光時各工藝參數調節不合理等等。
3.1.2 偏心（xīn）的計量
偏心如何（hé）計量，按要求不同，可有以下兩（liǎng）種（zhǒng）方法。
1、角偏移計量法:
以被定（dìng）心表麵相對定位麵(定位軸)的角偏移表示。定位麵可以是（shì）某一光學（xué）表麵或者側圓柱麵。這種方（fāng）法對偏心的計量準確精度（dù）高,是正在推廣的一種方（fāng）法。
2、線編移計量法
以透鏡外圓幾何軸和光軸在透鏡曲率中心處的線偏離表示。這種表示方法不能確切表示出（chū）兩軸相互位置以及各麵偏心對象差貢獻的大小,但它適合目前使（shǐ）用的儀器和磨邊工序的加工目的（de）,特別是單透鏡的情況,故（gù）仍被廣（guǎng）泛采用。
3.2 定心磨邊工藝
如前所述：定心（xīn）磨邊工藝有兩類：一是以光學定心儀或其它（tā）定心方法先校正偏心量，然後磨邊（biān）；二是采用自動磨邊機床，自動定心磨邊。以下主要敘述光（guāng）學法中球心反射象定心磨邊工藝。
3.2.1 定心磨邊準備工作
1、選擇所用定心夾頭，檢驗其是（shì）否可用，誤差太大則應修整。
(1)夾（jiá）頭直徑確定，可根據以下兩個條件：
①夾頭直徑D小於零件直徑 約0.2～0.3毫米，此處為磨邊完（wán）工直徑；
②滿足定心係數k的要求，一般情況下應有k>0.15，據此，R已知（zhī），可算出D要求的最小數（shù） 值。
(2)夾頭（tóu）的其它要求
①夾頭軸與磨邊機（jī）主軸同軸度應在0.003—0.005mm以內；
②夾（jiá）頭端（duān）麵與幾何軸（zhóu）垂直（zhí）度（dù）在0.003—0.005mm以內；
③夾頭壁厚lmm，壁的端部呈錐麵；
④與零件（jiàn）粘接部分粗（cū）糙度R：≤0.05(拋光麵（miàn）)；
⑤材料的導熱性要好，耐（nài）磨、變形小，一般用黃銅製作。
(3)夾（jiá）頭修（xiū）整
夾頭如不符合上述要求，應當修整。由於（yú）精度要求高，一般是將夾頭直接裝在磨邊機的主軸上。在磨邊機導軌上安裝刀架精車後，用金（jīn）相細砂紙研磨，最後用棉花球上拋光液（yè）手工拋光，用乙醚、酒精混合液清洗。
2、球心象校正（zhèng）點位置確定（dìng）
所謂校正點就是透（tòu）鏡表麵球心（xīn）象所處的位置。當定心儀物鏡前焦點置於校正點上（shàng）時，球心（xīn）反射象可（kě）以在目鏡分劃板上清晰地觀察到。
透鏡前表麵(非粘結麵)的校正點（diǎn）與它的曲（qǔ）率中（zhōng）心(球心)置於同一縱向位置。到前表麵的距離x2=R2，定（dìng）心儀物鏡(頂焦（jiāo）距（jù）為LF)到被（bèi）定（dìng）心透鏡前麵頂點距（jù）離L2為：
L2=LF2+R2
式中：凸（tū）麵時，R2取負值；凹麵時，R2取正值。透鏡啟表（biǎo）麵定心，一般靠夾頭端麵垂直度保證，不需要觀（guān）察球心象跳動，當要檢驗時，則要計算x1的值：
Ll＝LF一zl
3、定心儀物鏡選擇（zé）原則
為適合不同曲率半徑的透鏡定心，定心儀物鏡分兩部分（fèn）、最外麵部分是可更換（huàn）的，可換物鏡選擇的原（yuán）則是：
(1)定心（xīn）凸麵（miàn）時，可換物鏡（jìng）頂焦距LF必須（xū）大於R2，因為此時R2為負值；球心在透鏡後麵，L2=LF-R2，I>0，L2值一般不得少於lOmm，否則會造成定心儀物鏡可能撞擊被定心透鏡或物鏡焦點根本落不到球心（xīn）上。
(2)保證一定的球心象跳動量
為保證球心象有一定的跳動（dòng）量，要求可換物鏡放大倍數要合適。過大,象的跳（tiào）動量大，不易找象，過小，象的跳動範圍小（xiǎo），格值大，精度低。
4、磨邊膠特征及配比
磨邊膠用於（yú）將透（tòu）鏡粘接於夾頭上。必須具（jù）備以下特征：
(1)粘結強度大，經得起砂（shā）輪磨削時（shí）的拉力；
(2)稍熱即軟化，便（biàn）於移動透鏡定心（xīn）；
(3)容易清洗去除；
(4)中性（xìng），不腐蝕玻璃，無雜（zá）質。因為粘接麵一般（bān）也是光學麵，不（bú）允（yǔn）許因磨邊操作不慎而出（chū）現損傷，使前麵的各（gè）道工序前功盡棄。
目（mù）前常使用的能滿足上述各項特性的配方有：
(1)鬆香+膠 1 ：1配比；
(2)鬆香+黃蠟 (90～95)：(10～5)；
(3)鬆香+礦物油（yóu）(86～95)：(14～5)。
3.2.2 定心磨邊操作過（guò）程
1、按加工圖紙要求，準備好粘接夾頭，選配好合適的定心儀物鏡；
2、用酒精（jīng）燈加熱夾（jiá）頭，均（jun1）勻地塗上磨（mó）邊膠；
3、迅速粘上物（wù）鏡，注（zhù）意（yì）使膠層均勻；
4、移動定心儀（yí），使其物鏡（jìng）前焦點落在校（xiào）正點（diǎn）上，在目鏡視場（chǎng）內能清（qīng）晰地看到球心反射象(亮十（shí）字象)；
5、用手轉動夾頭，觀察球心反射象（xiàng）的跳動量是否在規定（dìng）範圍內，如偏大，趁透鏡在未完全固定前移動透鏡在夾（jiá）頭上的位置(貼著夾頭端麵稍加擠壓)直到球心反射象不跳動或跳動在規定的範圍內。
6、開動機床，移動砂輪拖板磨（mó）削外圓，達到圖紙規定尺寸。磨削（xuē）時，同時開通冷卻液，砂輪線速度以15—35m／s、工件（jiàn）線速度0.3～2m／s、進刀量以0.0l～0．08mm為宜；
7、倒角，用成（chéng）型砂輪倒角或用倒角模倒角；
8、加熱（rè）夾頭，拆下零件，清洗擦幹（gàn）送下道工（gōng）序或保存；
9、關閉機床，清洗工作場所。
3.2.3 磨邊中常見缺陷及克服方法
在磨邊（biān）過程中經常會出（chū）現各種缺陷，必須（xū）及時進（jìn）行原因分析（xī）和采取相應克服辦法。
1、崩邊破口產生原因（yīn）
(1)砂輪或磨（mó）輪表麵不平，或已磨鈍後微孔（kǒng）堵塞，砂輪以選中軟硬度為宜；
(2)砂輪粒度太租，工件越小，粒度越細，見表（biǎo）3－1：
表3—1 常用砂輪種（zhǒng）類
| 砂輪種（zhǒng）類 | 粒 度(號) | 砂輪線速度(m／s) | 適用範圍（wéi）(工（gōng）件（jiàn）直徑mm) | |
| 碳化矽 | 180240 | 25 | < 25 | |
| 碳化矽 | 180 | 28 | 25～28 | |
| 碳化矽 | 120 | 32 | >80 | |
| 金剛石 | 280 | 32 | < 25 | |
| 金（jīn）剛石 | 240 | 34 | >50 | |
(3)砂輪量太大,或進給太快；
(4)砂輪和工件軸的相對跳（tiào）動太大；
(5)砂輪或透鏡轉整選擇不當；
2、透（tòu）鏡上徑出現橢圓或（huò）錐度，產生（shēng）原因:
(1)砂輪與工件（jiàn）的徑向跳（tiào）動太大；
(2)夾頭端麵（miàn）與工件軸不垂直；
(3)往複運動方向與砂輪工作麵不平（píng）行；
3、表麵疵病等級下降.產生原因
(1)夾頭端麵不光滑而（ér）劃傷（shāng）；
(2)粘結膠不清潔或對透鏡起腐蝕作用；
(3)機械定中心時壓力過大；
(4)冷卻液對玻璃起腐蝕（shí）作用（yòng）；
(5)倒角（jiǎo）時擦傷；
(6)清洗時（shí）擦傷。
第四章 光學加工質量檢驗
光學加工質量（liàng）檢驗是指光學車間裏各道工序後加工質量的（de）檢驗，主（zhǔ）要內容有：
1、表（biǎo）麵質量檢驗；
2、麵形檢驗；
3、棱鏡的角度檢驗；
4、幾何尺（chǐ）寸（cùn）的檢驗等。
4.1 粗糙度及表（biǎo）麵疵病檢驗
4.1.1 粗糙度（dù）及檢驗方法
粗糙度舊標準中稱（chēng）為光潔度，係指研磨加工後零件表麵的微觀幾（jǐ）何形狀特性，用符號 表示。一般情況下，零件粗磨完工（gōng）後應達到3.2，即Ra=3.2；細磨完工後應達到0.8，即Ra=0.8；拋光完工後應達到0.008。即Ra=0.008。分別相當於用W40（302）、W14（303）和拋光粉（fěn）加工過的表麵，對應於舊標準光潔度等級為5、7 和14。
2、粗糙度（dù）檢驗方（fāng）法
研磨件表麵粗糙度，通常是（shì）在60—100瓦的白熾燈照明下，用目視進（jìn）行觀察（chá），其等級可與樣品比較來確定。要求研磨麵砂眼均勻，不允許有下道工序中難以消除的劃痕及麻（má）點（diǎn）存在。檢驗過的（de）零件要洗淨、擦（cā）幹。
4. 2 表麵疵病及（jí）檢驗方法
表麵疵病係指麻點（diǎn）、擦痕、開口汽泡、破點及破邊，在圖（tú）紙上用B表示。根據光學零件表麵疵病尺寸和數量，共分10級，0~1—30級適用於位於光學係統象平麵上及其（qí）附（fù）近的光學零件，其允（yǔn）許疵病尺寸和數量如表4—2所（suǒ）示。
表4—2 疵病尺寸和數量
| 疵病等級 | 疵病（bìng）的尺寸及數量 | ||||||||||||
| 麻點（diǎn） | 擦痕 | ||||||||||||
| 麻點最大直徑（mm） | D（mm） | ||||||||||||
| 至20 | 20~40 | 40~60 | 60 | ||||||||||
| 允許的麻點數（shù）量（個） | |||||||||||||
| 0 | 在規定的檢驗條件下，不允許有任何疵病 | ||||||||||||
| 1—10 1—20 1—30 |
0.005 0.01 0.02 |
4 4 4 |
6 6 6 |
9 9 9 |
15 15 15 |
0.002 0.004 0.006 |
0.5D 0.5D 0.5D |
||||||
I~V11級適用於（yú）不位於光（guāng）學係（xì）統象平麵上的光學零件，其允許疵病（bìng）尺寸（cùn）和數量如表4—3所示：
表4—3 I~VI級疵病的尺寸及數（shù）量
| 疵病等級 | 疵病的尺寸及數量 | |||||
| 麻點 | 擦痕 | |||||
| 直徑（mm） | 總數量（個） | 粗麻點直徑 | 寬度（mm） | 總長度（dù）（mm） | 粗擦痕寬度（mm） | |
| I I IV V VI VII |
0.002~0.05 0.004~0.1 0.015~0.2 0.015~0.4 0.015~0.7 0.1~1 |
0.5D 0.8D 1D |
0.03~0.05 0.05~0.1 0.1~0.2 0.2~0.4 0.4~0.7 0.7~1 |
0.002~0.008 0.004~0.01 0.006~0.02 0.006~0.04 0.01~0.07 0.01~0.1 |
2D |
0.006~0.008 0.008~0.01 0.01~0.02 002~0.04 0.04~0.07 0.07~0.1 |
注：各級表（biǎo）麵粗（cū）麻點之數量不得超過允許麻點數量的10%，粗擦痕總長度不得超過（guò）允許擦痕總（zǒng）長度的10%，計算粗麻點數量時，計算結果按四舍五入湊整。
零件表麵疵病的尺寸及數量雖（suī）未超過表4—3的規定（dìng），但發現有疵病密集在一起的（de）現象（xiàng）時，還須補充測定表（biǎo）4—4各級所規定之限定內疵病的尺寸和數量。
表4—4 疵病的尺寸和數量（liàng）
| 疵病等級 | 零件表麵任何一部分限定區內疵的尺寸及數量 | ||||
| 限定區直徑 （mm） |
麻點 | 擦痕（hén） | |||
| 總數量（個） | 其中粗麻點數（shù）量（個） | 總長度（mm） | 其中粗（cū）擦痕（hén）長度（mm） | ||
| I I IV V VII |
2 3 5 10 20 |
2 3 5 10 20 |
1 1 1 2 3 |
4 6 10 20 40 |
2 3 5 10 20 |
限定區（qū）內如滑粗麻點和粗擦痕，則細麻點數量和細擦痕的長度允許（xǔ）按疵病換算後相應增加（jiā），但整個表（biǎo）麵允許疵病的尺寸及總數量不（bú）得超過表4—4的規定。
1、表麵疵病檢驗方法
（1）檢驗時（shí），應以黑色屏（píng）幕為背景，光源為電壓36V，功率60W—100W的普通白熾燈，在透射光和反射光（guāng）下觀察。
為了便於（yú）發現疵病，觀察時允許朝任（rèn）意方向轉動零件（jiàn），怛在確定疵病（bìng）大小時，應以透射光為準，在透射（shè）光（guāng）下觀察不出的疵病不予考核。
透射光觀察常用於檢驗各種透鏡（jìng），玻（bō）璃平板（bǎn）和小角度楔形鏡；反射光觀察常用於檢驗棱鏡、大角度的楔形鏡（jìng）以及便於使用反射光觀察的其他零件表麵。
2、各種表麵疵病特征
(1)麻點：是直徑較小，並且凹下的點（diǎn）狀疵（cī）病，呈灰白色或與拋光劑顏色相同。
(2)擦痕：是條狀疵病，顏色與麻點的顏（yán）色相同。有些細擦痕在轉動零件觀察時，帶有閃光或呈彩色。
(3)開（kāi）口氣泡：是由於氣泡磨穿（chuān）後（hòu）形成的圓形或長圓形的點狀疵病，多與拋光劑顏（yán）色相同，直徑較大（dà）。
(4)破點：不規則的點狀損傷，常帶有閃光或同於拋（pāo）光劑顏色。
(5)破邊：即零件邊緣部分的缺（quē）損。
(6)裂痕；伸向玻璃體內．的條狀裂紋疵（cī）病，帶有（yǒu）閃光（guāng）或呈彩色。
(7)印跡：是凸起在零件表麵上的粘附物或黴霧，它們具有各種形狀、呈黑褐（hè）色 其它顏色等。一般在自然光或用被薄形紙遮擋的燈光下用外反射光進行觀察。
3、注意（yì）事項
檢驗表麵疵病時，一股應注意；
(1)檢驗中，若用清潔方法（fǎ）不能擦（cā）掉的印跡應重新拋光；
(2)裂痕疵（cī）病，原（yuán）則上不（bú）允許存在。若（ruò）在有效孔徑外，可用油石磨毛，但不得肴殘留的裂痕痕跡；
(3)對於小於標準所規定之疵病（bìng）尺寸下限的聚（jù）焦麻點和（hé）擦痕，在其內側間距大於（yú）或等於麻點直徑或擦（cā）痕寬度時（shí），應（yīng）理解為明顯分開-，否則按密集處理（lǐ）；
(4)由（yóu）於工藝因素及玻璃化學（xué）穩定性差、而產生的灰霧（wù）狀疵病，可根（gēn）據零件疵病等（děng）級（jí）要（yào）求，按選定的（de）樣品比較檢驗。、觀察中，不（bú）允許使用（yòng）方向（xiàng）特殊的光線；
(5)為了便於發現疵病，觀察時允許將零件向任何方向轉動（dòng），但判斷時應以正（zhèng）確的觀察方向為（wéi）準；
(6)由於溫差影響，使零件（jiàn）表麵造成霧氣不便觀察時，可先在（zài）燈下烘烤，消、除霧氣；
(7)檢驗後不合格的零件，應用專用鉛筆(或臘筆)在疵病所（suǒ）在麵上按規定符（fú）號作出標記。
