光學(xué)冷加工實(shí)習(xí)報(bào)告

1、 冷加工實(shí)習(xí)報(bào)告院 系： 光電工程學(xué)院 班 級(jí)： 090106 學(xué)生姓名： 楊珍 學(xué) 號(hào)： 090106130 2012年 7月 10日目 錄一、實(shí)習(xí)目的：3二、實(shí)習(xí)時(shí)間：3三、實(shí)習(xí)地點(diǎn)：3四、實(shí)習(xí)部門(mén)和單位：3五、前言：4六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：5（一）：銑磨工藝5（二）、磨邊與精磨工藝8（三）：拋光工藝10（四）：鍍膜工藝12七、總結(jié)：14八、參考文獻(xiàn)：15一、實(shí)習(xí)目的：1：通過(guò)生產(chǎn)實(shí)習(xí)，深入生產(chǎn)第一線進(jìn)行觀察和調(diào)查研究，獲取必須的感性知識(shí)和使學(xué)生叫全面地了解光學(xué)零件制造廠的生產(chǎn)組織及生產(chǎn)過(guò)程，了解和掌握本專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)的生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，鞏固和加深已學(xué)過(guò)的理論知識(shí)，并為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課的教學(xué)，課程設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)打

2、下基礎(chǔ)。2：在實(shí)習(xí)期間，通過(guò)對(duì)典型零件機(jī)械加工工藝的分析，以及零件加工過(guò)程中所用的機(jī)床，夾具量具等工藝裝備，把理論知識(shí)和盛傳實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，培養(yǎng)我們分析和解決問(wèn)題的工作能力。 3：通過(guò)實(shí)習(xí)，廣泛接觸老師和聽(tīng)工人技術(shù)人員的專(zhuān)題報(bào)告，學(xué)習(xí)他們的好的增產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)革新和科研成果。 4：通過(guò)參觀有關(guān)工廠，掌握一臺(tái)機(jī)器從毛坯到產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，組織管理，設(shè)備選擇和車(chē)間布置等方面的知識(shí)，擴(kuò)大知識(shí)面。 5：通過(guò)記實(shí)習(xí)日記，寫(xiě)實(shí)習(xí)報(bào)告，鍛煉與培養(yǎng)我們的觀察，分析問(wèn)題以及搜集和整理技術(shù)資料等方面的能力。6：了解現(xiàn)代光學(xué)冷加工工藝的發(fā)展，通過(guò)自己動(dòng)手完成兩個(gè)凸透鏡零件的加工，是學(xué)生所學(xué)得理論知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合，鞏

3、固消化所學(xué)的知識(shí)，托寬知識(shí)面，培養(yǎng)實(shí)踐操作技能。為以后的找工作打下牢固色基礎(chǔ)。二、實(shí)習(xí)時(shí)間：2012年6月29日 東風(fēng)儀表廠冷加工實(shí)習(xí)時(shí)間第二批:2012年7月2日-7月7日作息時(shí)間：上午：7：5012：00 ；參觀與答辯時(shí)間：第二批:2012年7月9日-7月13日三、實(shí)習(xí)地點(diǎn)： 西安工業(yè)大學(xué)金花校區(qū)四、實(shí)習(xí)部門(mén)和單位：教五二樓光學(xué)冷加工實(shí)驗(yàn)室我校薄膜技術(shù)與光學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，1999年通過(guò)陜西省教委、計(jì)委、科委三家聯(lián)合驗(yàn)收，成為省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。陜西省薄膜技術(shù)與光學(xué)檢測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室由舒朝濂教授任實(shí)驗(yàn)室主任，實(shí)驗(yàn)室擁有劉衛(wèi)國(guó)教授嚴(yán)一心教授、朱昌教授、郭忠達(dá)教授、田愛(ài)玲教授等學(xué)科帶頭人。實(shí)驗(yàn)室主要研究方

4、向?yàn)楸∧づc等離子體技術(shù)、光學(xué)制造與檢測(cè)技術(shù)、微光電器件制造技術(shù)及應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)室含光學(xué)工藝、光學(xué)檢測(cè)、真空鍍膜、微光電器件制造與檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，擁有光學(xué)零件加工與檢測(cè)、光學(xué)薄膜制造與檢測(cè)、微光電器件制造與檢測(cè)的主要技術(shù)裝備，是光學(xué)工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)、科研實(shí)踐基地。 實(shí)驗(yàn)室在基礎(chǔ)教學(xué)、科研成果等方面取得了一大批有影響的成果，光學(xué)工藝實(shí)驗(yàn)室在產(chǎn)學(xué)研方面做出了突出貢獻(xiàn)，曾被評(píng)為“全國(guó)高校先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室”。五、前言：我國(guó)光學(xué)儀器的加工技術(shù)，雖然有較長(zhǎng)歷史但形成批量生產(chǎn)并具有完整的工藝是在新中國(guó)成立后。光學(xué)冷加工工藝在解放前雖然已有所采用，但缺乏完整性。解放后經(jīng)過(guò)光學(xué)行業(yè)各方面人士及職工的努力，方逐步形成了較完善的加工

5、方法。隨著科技的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步，我國(guó)光學(xué)制造業(yè)已取得了輝煌的成果，進(jìn)入了發(fā)展的高峰，已形成了很強(qiáng)的生產(chǎn)能力。據(jù)有數(shù)字統(tǒng)計(jì)的資料，我國(guó)光學(xué)制造能力已超過(guò)了五億件/年，當(dāng)然這不包括，一些小型民辦企業(yè)的生產(chǎn)能力。在亞洲也好，在世界上也好，中國(guó)光學(xué)冷加工的能力應(yīng)當(dāng)是名列前茅的，但我們的技術(shù)水平卻是比較落后。主要是表現(xiàn)在不能大批量生產(chǎn)高精度元器件，大部分企業(yè)不能長(zhǎng)期穩(wěn)定生產(chǎn)，不能制造高精度的特種光學(xué)零件。造成此種現(xiàn)象的原因：a.執(zhí)行工藝規(guī)程不夠。b.沒(méi)有專(zhuān)門(mén)工藝研究和工藝設(shè)備的研究開(kāi)發(fā)單位。c.沒(méi)有行業(yè)法規(guī)。d.沒(méi)有軟件貿(mào)易企業(yè)，沒(méi)有“光學(xué)工程”的承包單位。一周的冷加工實(shí)習(xí)結(jié)束了，通過(guò)老師的指導(dǎo)和示范

6、，讓我認(rèn)識(shí)光學(xué)冷加工和熟悉了操作方法。我們本次實(shí)習(xí)主要是做光學(xué)冷加工的銑磨工藝，磨邊與精磨工藝，拋光工藝，鍍膜工藝，檢測(cè)技術(shù)與方法。六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：我校薄膜技術(shù)與光學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，1999年通過(guò)陜西省教委、計(jì)委、科委三家聯(lián)合驗(yàn)收，成為省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。陜西省薄膜技術(shù)與光學(xué)檢測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室由舒朝濂教授任實(shí)驗(yàn)室主任，實(shí)驗(yàn)室擁有劉衛(wèi)國(guó)教授嚴(yán)一心教授、朱昌教授、郭忠達(dá)教授、田愛(ài)玲教授等學(xué)科帶頭人。實(shí)驗(yàn)室主要研究方向?yàn)楸∧づc等離子體技術(shù)、光學(xué)制造與檢測(cè)技術(shù)、微光電器件制造技術(shù)及應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)室含光學(xué)工藝、光學(xué)檢測(cè)、真空鍍膜、微光電器件制造與檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，擁有光學(xué)零件加工與檢測(cè)、光學(xué)薄膜制造與檢測(cè)、微光電器件制造與檢測(cè)

7、的主要技術(shù)裝備，是光學(xué)工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)、科研實(shí)踐基地。 實(shí)驗(yàn)室在基礎(chǔ)教學(xué)、科研成果等方面取得了一大批有影響的成果，光學(xué)工藝實(shí)驗(yàn)室在產(chǎn)學(xué)研方面做出了突出貢獻(xiàn)，曾被評(píng)為“全國(guó)高校先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室”。光學(xué)冷加工過(guò)程分為以下幾個(gè)主要步驟：銑磨工藝，磨邊與精磨工藝，拋光工藝，鍍膜工藝，檢測(cè)技術(shù)與方法。（一）：銑磨工藝在這個(gè)工藝過(guò)程中我們主要是進(jìn)了粗磨車(chē)間實(shí)習(xí)，由于學(xué)校所用玻璃毛坯是已經(jīng)經(jīng)過(guò)初加工處理，已到達(dá)相關(guān)要求，所以可以直接進(jìn)行粗磨加工。實(shí)習(xí)過(guò)程中了解到，粗磨主要目的是去除毛坯余量，粗磨方式有散粒和金剛石磨料研磨，我們所觀察的主要是使用金剛石磨料粗磨，磨料根據(jù)來(lái)源不同分為天然磨料的和人造磨料， 所使用的模具

8、主要材料為金剛石，還有過(guò)渡層和基體組成，粗磨液（也叫冷卻液）主要成分為三乙醇胺，其作用是冷卻玻璃表面，沖走碎屑，同時(shí)對(duì)玻璃碎屑起沉淀作用。我們的加工順序是先銑一面使厚度達(dá)到5.3mm左右，然后加工另一面厚度保持在4.64.8mm之間。1、球面銑磨原理采用斜截圓原理2、兩軸交點(diǎn)與磨輪刃口的連線即為所加工球面的曲率半徑。若磨輪的中徑為dm，磨輪端面切削刃口的圓弧半徑為r，磨輪軸與工件軸的夾角為，則工件球面的曲率半徑r為3、當(dāng)磨輪選定后，dm和r均為定值，只要調(diào)節(jié)兩軸夾角，即可以得到不同曲率半徑的球面。4、加工凸面時(shí)，外凸包使實(shí)際加工的曲率半徑增大，內(nèi)凸包使曲率減小。5、銑磨過(guò)程優(yōu)劣的指標(biāo)有尺寸精度

9、、磨削效率、工件表面粗糙度、磨輪的磨耗比等。6、面型的檢驗(yàn)使用的是建議球面檢測(cè)儀，與標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)對(duì)比來(lái)檢測(cè)加工是否合格。粗磨機(jī)有兩種方式夾注毛坯，一種是吸盤(pán)式，這種方式需要一面一面的磨，另外一種方式是夾盤(pán)式的，他可以?xún)擅嫱瑫r(shí)磨，控制磨輪與毛坯相對(duì)角度即可達(dá)到我們索要磨出的相應(yīng)曲率半徑的工件。面磨完成后一般還有個(gè)倒邊磨，通過(guò)加金剛砂顆粒做為磨料保護(hù)玻璃免受損壞以及使之受力均勻，一般大約倒邊45。（圖一）粗磨機(jī)粗磨的檢驗(yàn)，一般是觀察砂眼，檢驗(yàn)中心度，邊厚差，表面擦貼度，都應(yīng)使其達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)要求方能送精磨車(chē)間精磨以及拋光。（二）、磨邊與精磨工藝1、定心磨邊（一般工藝流程中，銑磨之后是精磨，因?yàn)閮x器夾

10、具直徑的限制，所以本次實(shí)習(xí)中先進(jìn)行定心磨邊，磨小外圓尺寸使零件可以裝夾到精磨夾具中。）透鏡的定心磨邊是使透鏡的光軸與圓柱面幾何軸線重合（或基準(zhǔn)軸），同時(shí)把外圓磨到給定的尺寸。定心磨邊的步驟：1）.定心：通過(guò)一定的方法尋找并確定透鏡光軸與基準(zhǔn)軸重合的位置，即使透鏡諸光學(xué)表面定心頂點(diǎn)處的法線與基準(zhǔn)軸重合的位置。 2）.磨邊：相對(duì)于確定了的透鏡光軸，磨削透鏡的外圓，以獲得光軸與基準(zhǔn)軸重合的外圓直徑，達(dá)到所要求數(shù)值的透鏡。定心的方法有許多中，本次實(shí)習(xí)所用方法為機(jī)械定心法。被定心透鏡放在一對(duì)同軸精度高、端面精確垂直于軸線的夾頭之間，利用彈簧壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)定心的。使透鏡整個(gè)表面與接頭端面接觸，這時(shí)透鏡的兩個(gè)表

11、面的球心位于接頭的軸線上，使透鏡被夾緊的同時(shí)達(dá)到定心的目。機(jī)械法定心的特點(diǎn)操作簡(jiǎn)便，加工效率高，適用于中等尺寸、中等精度透鏡的大批量生產(chǎn)。其他還有光學(xué)定心法、自準(zhǔn)直像定心法、光學(xué)電視定心法、透射像定心法等。磨邊冷卻液可分為油性和水性?xún)煞N，具有粘度低,冷卻性強(qiáng)，潤(rùn)滑性好等特點(diǎn)，同時(shí)不損害皮膚，對(duì)機(jī)床設(shè)備無(wú)銹蝕，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。一般采用401#冷卻液、gx水基冷卻液等。2、精磨精磨的目的：使零件表面的凹凸層深度和裂紋層深度進(jìn)一步減小；獲得所需的尺寸精度。此次實(shí)習(xí)精磨使用的是高速精磨機(jī)，使用金剛石丸片磨具進(jìn)行精磨加工，精磨片在球面夾具上的分布必須使得精磨模在使用過(guò)程中的磨損規(guī)律符合“余弦磨損”。每道精

12、磨工序時(shí)間為40s。（三）：拋光工藝拋光的目的是消除精磨的破壞層，達(dá)到規(guī)定的表面要求；精修面形，達(dá)到圖紙要求的光圈數(shù)n和局部誤差；為后續(xù)特種工藝創(chuàng)造條件。拋光的機(jī)理是機(jī)械磨削、化學(xué)作用和表面流動(dòng)理論。拋光后零件的檢驗(yàn)主要是利用光圈數(shù)來(lái)判定，光圈數(shù)的檢驗(yàn)原理是等厚干涉。（圖二）不同類(lèi)型的精磨金剛石丸片磨具拋光的工藝中，所用的拋光液為二氧化鍶（ceo2），夾具為比較柔軟的纖維布料，其具體操作步驟為：將休整好的拋光模上緊在機(jī)床的光軸上，把待加工的零件放置在相應(yīng)的夾具內(nèi)，與機(jī)床上的拋光模相貼，調(diào)整機(jī)床的擺幅，啟動(dòng)機(jī)床對(duì)零件的第一面進(jìn)行拋光，拋光完工后重復(fù)上述步驟，對(duì)零件進(jìn)行第二面拋光，在拋光過(guò)程中，操

13、作者必須對(duì)每件零件進(jìn)行相應(yīng)的自檢，如零件的中心厚度、表面光潔度、光圈及光圈不規(guī)則度等。 圖三、精磨拋光機(jī)（四）：鍍膜工藝 薄膜的作用在于改進(jìn)基底的性能或功能。實(shí)現(xiàn)特定的光學(xué)特性?xún)?yōu)化表面性能，改善表面特性，進(jìn)行微細(xì)加工，實(shí)現(xiàn)微制造；產(chǎn)生新功能特性。光學(xué)薄膜器件主要采用真空環(huán)境下的熱蒸發(fā)方法制造。常用的薄膜制備方法有熱蒸發(fā)、濺射、離子束輔助蒸發(fā)、電鍍。各種光學(xué)玻璃因?yàn)槠涫褂媚康暮铜h(huán)境的不同，對(duì)工藝的要求和光線的通透等也就不相同，鍍膜這道工序就是為了滿(mǎn)足這些要求而對(duì)光線光路等做出相應(yīng)的調(diào)整。鍍膜要求較高，學(xué)校所采用的是箱式電子真空鍍膜機(jī)，在指導(dǎo)老師的介紹下，其基本原理是通過(guò)電子槍發(fā)射出來(lái)的電子在磁場(chǎng)

14、的作用下受洛侖茲力作用而打在膜料上使膜料蒸發(fā)較均勻的粘附在玻璃鏡片上，然后烘烤鏡片使膜料粘固。鍍膜后的鏡片通過(guò)封光光光度計(jì)來(lái)檢查其光譜曲線來(lái)計(jì)算其反射率、透射率等是否達(dá)到技術(shù)要求。在這種鍍膜方式下，由于邊緣線速度與中心線速度是不相同的，溫度也并非出處相同，所以不能保證光學(xué)表面鍍膜的均勻，邊緣和中心必然存在一定的偏差。鍍膜機(jī)工作時(shí)要求真空環(huán)境，真空等級(jí)分為初真空，低真空，高真空，極高真空，超高真空，一般要求工作環(huán)境為高真空,所處氣壓為103105pa。鍍膜后的檢驗(yàn)方法主要有判別顏色，觀察器件的表面光潔度，測(cè)試所鍍膜層的牢固度（使用擦拭法）。鍍膜的具體工序如下所示：1 操作人員，必須取得崗位資格證

15、書(shū)2 膜料的選擇 膜料mgf2 純度99.993 工房的要求 溫度控制在22c4c，濕度80，工房?jī)?nèi)一切設(shè)施擺放整潔。4 清潔基片用脫脂布蘸醇醚混合液擦拭零件表面，若表面印記不能用混合液擦去，可用細(xì)拋光粉擦，然后用醇醚混合液擦干，以哈氣檢查表面清潔程度。5 裝料裝件將擦拭干凈的基片放置在鍍膜用夾具上，并調(diào)整好夾具及基片的位置，以便蒸發(fā)時(shí)目測(cè)干涉色的變化，同時(shí)將蒸發(fā)源及膜料裝好。6 開(kāi)冷卻水和擴(kuò)散泵7 抽低真空打開(kāi)機(jī)械泵低閥，抽低真空，打開(kāi)低真空測(cè)量表頭（熱電偶真空計(jì)），測(cè)低真空度。8 離子轟擊當(dāng)真空抽至1020pa時(shí)開(kāi)始轟擊，轟擊電流50150ua，啟動(dòng)工轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)工作，將低閥關(guān)閉，抽預(yù)閥（管道）

16、，當(dāng)真空度降至20pa時(shí)，關(guān)閉預(yù)閥，重新抽低閥，重復(fù)動(dòng)作維持真空度在100.1pa之間，時(shí)間1020分鐘。9 開(kāi)高閥 離子轟擊1020分鐘，低真空在110pa時(shí)，打開(kāi)高真空閥門(mén)，待離子轟擊輝光消失后，切斷轟擊電源。10烘燒 250c300c11 測(cè)高真空當(dāng)真空度到0.001pa時(shí)，用電離真空計(jì)測(cè)量12 預(yù)熔除氣 當(dāng)真空度至0.008pa時(shí)開(kāi)始預(yù)熔除氣，預(yù)熔緩慢，至膜料徹底變?yōu)榱鲃?dòng)的液體。13 蒸鍍 當(dāng)溫度達(dá)到250c300c時(shí)，真空度達(dá)到0.0050.007pa，即可蒸發(fā)，蒸發(fā)電流應(yīng)比預(yù)熔時(shí)的電流略低，避免出現(xiàn)“打點(diǎn)子”，用目測(cè)觀測(cè)反射色控制膜厚，到達(dá)指定顏色時(shí)停止蒸鍍。14 冷卻，充氣 當(dāng)真空室溫度降至200c時(shí)，充氣15 送檢七、總結(jié)：經(jīng)過(guò)為期七天的專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)，讓我對(duì)于所學(xué)專(zhuān)業(yè)在成果轉(zhuǎn)化方面有了新的認(rèn)識(shí)。體驗(yàn)了一下作為我們對(duì)口專(zhuān)業(yè)工人師傅的工作的過(guò)程，在這七天中我在磨鏡片的過(guò)程中體驗(yàn)了失敗與成功，但是我覺(jué)得我在失敗中收獲的東西遠(yuǎn)比成功的多。因?yàn)楫?dāng)我在失敗的過(guò)程中認(rèn)真的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)問(wèn)題的原因，從而避免問(wèn)題的再次發(fā)生。另外，在磨邊工藝中，由于這個(gè)操作時(shí)帶油操作，而且在磨邊過(guò)程中稍有不慎鏡片就會(huì)廢掉，使我們前一天的粗磨過(guò)的產(chǎn)品