基于SOLIDWORKS工程軟件的光學(xué)儀器的裝配與調(diào)整的計(jì)算機(jī)模擬畢業(yè)論文

1、 PAGE40 / NUMPAGES45 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：光學(xué)儀器裝配與調(diào)整的計(jì)算機(jī)模擬（雙筒望遠(yuǎn)鏡的裝配與調(diào)試）學(xué) 生 姓 名：學(xué)號(hào)：學(xué) 部 （系）：專 業(yè) 年 級(jí)：指 導(dǎo) 教 師：職稱或?qū)W位：2011 年 5 月 26 日目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc294222150摘要 PAGEREF _Toc294222150 h VI關(guān)鍵字 PAGEREF _Toc294222150 h VIHYPERLINK l _Toc294222153Abstract PAGEREF _Toc294222153 h VIIKeywords PAGEREF _T

2、oc294222153 h VIIHYPERLINK l _Toc2942221541緒論 PAGEREF _Toc294222154 h 1HYPERLINK l _Toc2942221551.1 引言 PAGEREF _Toc294222155 h 1HYPERLINK l _Toc2942221561.2 國(guó)外發(fā)展趨勢(shì) PAGEREF _Toc294222156 h 1HYPERLINK l _Toc2942221571.3 課題研究的意義 PAGEREF _Toc294222157 h 2HYPERLINK l _Toc2942221581.4 課題研究的主要容 PAGEREF _To

3、c294222158 h 2HYPERLINK l _Toc2942221592望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc294222159 h 4HYPERLINK l _Toc2942221602.1 望遠(yuǎn)鏡的兩種光學(xué)結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc294222160 h 4HYPERLINK l _Toc2942221612.2 機(jī)械零件結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc294222161 h 5HYPERLINK l _Toc2942221623儀器組裝的原則和要求 PAGEREF _Toc294222162 h 8HYPERLINK l _Toc2942221633.1 裝配工藝規(guī)程 PAGE

4、REF _Toc294222163 h 8HYPERLINK l _Toc2942221643.2 一般裝配工作 PAGEREF _Toc294222164 h 9HYPERLINK l _Toc2942221664光學(xué)儀器裝配校正的一般過(guò)程 PAGEREF _Toc294222166 h 11HYPERLINK l _Toc2942221674.1 初裝 PAGEREF _Toc294222167 h 11HYPERLINK l _Toc2942221684.2 精裝 PAGEREF _Toc294222168 h 13HYPERLINK l _Toc2942221694.3 總裝 PAGE

5、REF _Toc294222169 h 13HYPERLINK l _Toc2942221704.4 對(duì)裝配好的儀器進(jìn)行密封和干燥 PAGEREF _Toc294222170 h 13HYPERLINK l _Toc2942221714.5 成品光學(xué)儀器的檢查 PAGEREF _Toc294222171 h 13HYPERLINK l _Toc2942221725 SOLIDWORKS使用研究 PAGEREF _Toc294222172 h 15HYPERLINK l _Toc2942221735.1 solidworks 2009配置要求和界面 PAGEREF _Toc294222173 h

6、 15HYPERLINK l _Toc2942221745.2 solidworks的基本功能 PAGEREF _Toc294222174 h 16HYPERLINK l _Toc2942221755.3 solidworks2009使用心得 PAGEREF _Toc294222175 h 17HYPERLINK l _Toc2942221766使用計(jì)算機(jī)軟件模擬雙筒望遠(yuǎn)鏡的裝配 PAGEREF _Toc294222176 h 18HYPERLINK l _Toc2942221776.1 物鏡組的組成與裝配 PAGEREF _Toc294222177 h 18HYPERLINK l _Toc2

7、942221866.2 目鏡組的組成與裝配 PAGEREF _Toc294222186 h 23HYPERLINK l _Toc2942221936.3 普羅棱鏡組的組成與裝配 PAGEREF _Toc294222193 h 28HYPERLINK l _Toc2942221976.4 望遠(yuǎn)鏡鏡體總成 PAGEREF _Toc294222197 h 33HYPERLINK l _Toc2942222106.5 雙筒望遠(yuǎn)鏡總裝 PAGEREF _Toc294222210 h 39HYPERLINK l _Toc2942222117總結(jié) PAGEREF _Toc294222211 h 41HYPE

8、RLINK l _Toc294222215致 PAGEREF _Toc294222215 h 42HYPERLINK l _Toc294222216參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc294222216 h 43光學(xué)儀器裝配與調(diào)整的計(jì)算機(jī)模擬（雙筒望遠(yuǎn)鏡的裝配與調(diào)試）摘 要隨著科學(xué)的發(fā)展，社會(huì)信息化程度越來(lái)越高，人們對(duì)機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)研發(fā)，從原來(lái)的“在研發(fā)中知道”，到現(xiàn)在的“在研發(fā)前知道”，計(jì)算機(jī)的貢獻(xiàn)功不可沒(méi)，各種大型機(jī)械軟件在當(dāng)今社會(huì)的生產(chǎn)設(shè)計(jì)之中起到了很大的作用。在光學(xué)儀器的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，同樣有各種計(jì)算機(jī)模擬的應(yīng)用，比如tracePRO和SOLIDWORKS在光學(xué)儀器乃至整個(gè)儀器機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到

9、了非常廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，大型軟件之間的聯(lián)合協(xié)作（如solidworks、pro-E和UG）也使得當(dāng)代的設(shè)計(jì)工作變得更加輕松準(zhǔn)確高效，使得整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大的變革。本文就是從以計(jì)算機(jī)軟件（SOLIDWORKS）為設(shè)計(jì)工具，對(duì)光學(xué)儀器（望遠(yuǎn)鏡）進(jìn)行虛擬化裝配調(diào)試，并結(jié)合相應(yīng)的光學(xué)儀器設(shè)計(jì)法則，對(duì)光學(xué)儀器現(xiàn)代化研發(fā)做出大致的概括。關(guān)鍵字：光學(xué)儀器；裝配調(diào)試；計(jì)算機(jī)模擬；solidworks The computer simulation of the optical instrument assembling and debugging（The assembly and debugging

10、of thebinoculars）AbstractWith the development of science, the social informatization achieve higher degree, so in the mechanical equipment , people from the original to know it after do it, to now to know it before do it , computer made a great contribution in this great changes, various of engineer

11、ing software had been used in the production design works which are play a very significant role today.In the field of optical instruments,there are a variety of computer simulations been applied, such as tracePRO and SOLIDWORKS had been widely used in the works of optical instruments designing .At

12、the same time,the cooperation between the large software systems(suck as,solidworks,pro-E and UG) had made the design working became more relax,exact and efficient in the present ageThis paper is based on the applications of the computer software (solidworks),according to the rules,to design ,combin

13、e and debugging the optical instrument (telescope)on the computer, and make roughly generalizations for this modern design idea .Keywords: optical instrument； assembly and debugging； computer simulation；solidworks1 緒 論1.1 引言9隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，光學(xué)精密機(jī)械已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防工業(yè)的許多部門，同時(shí)，隨著相關(guān)部門對(duì)于相應(yīng)光學(xué)儀器的需求的加大，在光學(xué)儀器的設(shè)計(jì)生

14、產(chǎn)領(lǐng)域也在應(yīng)時(shí)代的發(fā)展悄無(wú)聲息的發(fā)生了革命性的變化，其型計(jì)算機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)軟件在這個(gè)歷史性變革中起到了推波助瀾的作用。自1750年西方資本主義國(guó)家的工業(yè)革命以來(lái)，人類對(duì)于機(jī)械的需求與日俱增，相應(yīng)的機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域也在那時(shí)如雨后春筍一般的蓬勃發(fā)展，歷經(jīng)幾百年的變革，機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域也順應(yīng)時(shí)代要求向更加安全、高效和經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展著，過(guò)去那種在不斷的嘗試中需求最佳設(shè)計(jì)方案的理念已經(jīng)適應(yīng)不了如今的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)了，于是，類似solidworks、pro-E和UG之類的大型計(jì)算機(jī)3D模擬機(jī)械設(shè)計(jì)軟件進(jìn)入了人們的生活，沖擊著設(shè)計(jì)界，同時(shí)也改變著光學(xué)機(jī)械領(lǐng)域的設(shè)計(jì)方式。1.2 國(guó)外發(fā)展趨勢(shì)915近年來(lái)，我國(guó)光學(xué)儀器行業(yè)迅

15、速發(fā)展，朝著高性能、高精度、高靈敏、高可靠性、智能化、自動(dòng)化等方向發(fā)展，體現(xiàn)出如下幾方面的特點(diǎn):一是培育了一批特色優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品，二是產(chǎn)業(yè)區(qū)位集聚程度較高，三是具有比較靈活的經(jīng)營(yíng)機(jī)制，四是技術(shù)水平不斷提高，五是產(chǎn)品應(yīng)用圍越來(lái)越廣泛。同時(shí)也存在不少問(wèn)題，我國(guó)光學(xué)儀器產(chǎn)品大多屬中低檔水平，高檔產(chǎn)品依賴進(jìn)口，生產(chǎn)現(xiàn)狀不盡人意。高檔、大型儀器設(shè)備幾乎全部依賴進(jìn)口，中檔產(chǎn)品以與許多關(guān)鍵零部件，國(guó)外公司占有國(guó)市場(chǎng)過(guò)半的市場(chǎng)份額。雖然技術(shù)水平不斷提高，但仍與國(guó)外存在差距，自20世紀(jì)90年代初期開始，高技術(shù)含量的光學(xué)儀器領(lǐng)域，參與競(jìng)爭(zhēng)的主要是引進(jìn)、合資的產(chǎn)品。在引進(jìn)、合資、國(guó)產(chǎn)化過(guò)程中，國(guó)企業(yè)缺乏對(duì)產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)的研

16、究，不能獨(dú)立地對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行升級(jí)換代，重復(fù)引進(jìn)現(xiàn)象嚴(yán)重。另產(chǎn)、學(xué)、研、金（融）、政（府）、用（戶）有機(jī)結(jié)合的體制和政策沒(méi)有形成，專業(yè)人才的缺乏，企業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率低等都是產(chǎn)業(yè)發(fā)展中迫需解決的問(wèn)題。為了適應(yīng)這種大環(huán)境的改變，光學(xué)機(jī)械的設(shè)計(jì)制造，必須更加的精確，直觀，快速。隨著大型計(jì)算機(jī)模擬軟件在精密機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用，人們獲得了與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式完全不同的設(shè)計(jì)路徑。目前國(guó)的很多光學(xué)精密機(jī)械生產(chǎn)廠家在光學(xué)機(jī)械的設(shè)計(jì)方式上，從傳統(tǒng)的二維圖紙和實(shí)物測(cè)試，轉(zhuǎn)換到了最新的計(jì)算機(jī)三維建模和計(jì)算機(jī)模擬上，這種轉(zhuǎn)變大大提高了設(shè)計(jì)的精度和效率。使用三維CAD系統(tǒng)，可以在裝配環(huán)境中設(shè)計(jì)新零件，也可以利用相鄰零件的位置與形狀來(lái)設(shè)計(jì)新

17、零件，既方便又快捷，避免了單獨(dú)設(shè)計(jì)零件導(dǎo)致裝配的誤差。資源查找器中的零件回放還可以把零件造型的過(guò)程通過(guò)動(dòng)畫演示出來(lái)，使人一目了然。運(yùn)用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)是件十分困難的事情，而三維CAD技術(shù)在方案設(shè)計(jì)階段，充分利用專家系統(tǒng)，建立多種機(jī)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)型對(duì)比，立體感強(qiáng)、效果逼真，使創(chuàng)新設(shè)計(jì)有了科學(xué)的工具，更能激發(fā)設(shè)計(jì)人員的新穎構(gòu)思。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，資源查找器中的裝配路徑查找器記錄了零件之間的裝配關(guān)系，若裝配不正確即予以顯示，另外，零件還可以隱藏，在隱藏了外部零件的時(shí)候，可清楚地看到部的裝配結(jié)構(gòu)。整個(gè)機(jī)器裝配模型完成后還能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)演示，對(duì)于有一定運(yùn)動(dòng)行程要求的，可檢驗(yàn)行程是否達(dá)到要求，與時(shí)對(duì)設(shè)

18、計(jì)進(jìn)行更改，避免了產(chǎn)品生產(chǎn)后才發(fā)現(xiàn)需要修改甚至報(bào)廢。采用三維CAD技術(shù)能夠大幅度地提高設(shè)計(jì)效率。比如對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改型或更改設(shè)計(jì)，部分零部件改動(dòng)相關(guān)尺寸鏈上的大部分零部件都會(huì)自動(dòng)改動(dòng)相關(guān)尺寸，使設(shè)計(jì)的效率提高了35倍。借助于三維CAD系統(tǒng)高度變型設(shè)計(jì)能力，能夠通過(guò)快速重構(gòu)，得到一種全新的機(jī)械產(chǎn)品。三維CAD使機(jī)械設(shè)計(jì)更加科學(xué)和先進(jìn)，如有限元受力分析、產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì)等同時(shí)也保證了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，使設(shè)計(jì)更加合理和少出差錯(cuò)。工程設(shè)計(jì)人員都知道，一個(gè)大中型產(chǎn)品的設(shè)計(jì)不是一個(gè)人或是少數(shù)幾個(gè)人能夠完成的，三維CAD技術(shù)使得設(shè)計(jì)人員之間的研討交流更加直觀和容易，有利于集思廣益，充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)的

19、力量，集體的智慧。三維設(shè)計(jì)軟件是當(dāng)今最先進(jìn)的CAD軟件，計(jì)算機(jī)技術(shù)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用已從以往的繪圖發(fā)展到當(dāng)今的三維建模、虛擬制造、智能設(shè)計(jì)與CAD/CAE/CAM集成階段。在發(fā)達(dá)國(guó)家與工程設(shè)計(jì)有關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。比如：美國(guó)福特公司應(yīng)用三維CAD技術(shù)后將新型汽車開發(fā)周期從18個(gè)月壓縮到12個(gè)月，減少了90%的實(shí)物模型，減少新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更改50%以上，減少新汽車試制成本50%，提高投資效益30%。波音公司新一代777客機(jī)生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)了“無(wú)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)”，其先進(jìn)的CAD/CAM技術(shù)走在了全世界的前面。三維CAD軟件是工程師進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的現(xiàn)代化工具和科學(xué)方法，大大縮短了機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，提高效率、降低

20、成本，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。三維CAD技術(shù)從根本上改變了機(jī)械設(shè)計(jì)的方法和質(zhì)量，引進(jìn)了現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行了創(chuàng)新式變革，意義重大而深遠(yuǎn)。1.3 課題研究的意義隨著工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展，人們需要更加高效和低成本的設(shè)計(jì)方式，計(jì)算機(jī)模擬是當(dāng)今社會(huì)工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)，作為一名新時(shí)代的大學(xué)生，必須順應(yīng)時(shí)代的需求，通過(guò)自己的不斷學(xué)習(xí)，完善自己的只是架構(gòu)，以適應(yīng)時(shí)代的快速變化。 通過(guò)了解和學(xué)習(xí)雙筒望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)結(jié)構(gòu)、機(jī)械結(jié)構(gòu)、零部件的組成和配合，并使用solidworks2009對(duì)儀器進(jìn)行虛擬裝配，來(lái)對(duì)現(xiàn)代工業(yè)光學(xué)精密機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行一個(gè)基礎(chǔ)的研究和認(rèn)識(shí)，鍛煉將理論設(shè)計(jì)和工業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合的能力，以便自己能夠在今后的工作和

21、學(xué)習(xí)中更加得心應(yīng)手。151.4 課題研究的主要容1要設(shè)計(jì)出一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡必須先了解望遠(yuǎn)鏡的工作原理和基本結(jié)構(gòu)，這里主要研究望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)結(jié)構(gòu)和機(jī)械結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)在于望遠(yuǎn)鏡的機(jī)械部分的組成部件的介紹。2了解學(xué)習(xí)如何裝配出一臺(tái)合格的儀器，必須遵守哪些裝配原則和要求，這里主要是研究現(xiàn)代的儀器生產(chǎn)制造中，關(guān)于儀器的裝配的規(guī)則規(guī)。3通過(guò)學(xué)習(xí)前人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，研究一般光學(xué)儀器的結(jié)構(gòu)組成，同時(shí)學(xué)習(xí)光學(xué)零件和機(jī)械零件之間是如何配合的，不同用途的光學(xué)儀器對(duì)應(yīng)的怎樣的配合方式。4學(xué)習(xí)使用大型三維計(jì)算機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)模擬軟件進(jìn)行光學(xué)精密機(jī)械設(shè)計(jì)。5研究學(xué)習(xí)雙筒望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)，光學(xué)部分和機(jī)械結(jié)構(gòu)的配合機(jī)制，儀器的裝配方式等，再結(jié)合軟件的

22、應(yīng)用，加上自身對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的理解，使用大型計(jì)算機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)軟件對(duì)雙筒望遠(yuǎn)鏡的各個(gè)零件、部件，最后到整體，都進(jìn)行三維建模和裝配模擬。2 望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)2.1 望遠(yuǎn)鏡的兩種光學(xué)結(jié)構(gòu)52.1.1 開普勒（Kepler）型望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)如圖2-1所示，該光學(xué)結(jié)構(gòu)的望遠(yuǎn)鏡，物鏡和目鏡均由正透鏡構(gòu)成,鏡筒存在實(shí)像。此結(jié)構(gòu)可設(shè)置視場(chǎng)光闌，消漸暈，也可設(shè)置分劃板,測(cè)量物體大小，系統(tǒng)成像特點(diǎn)是倒像。眼睛xaFe目鏡Fo物鏡Fe(Fo)圖2-1 開普勒式望遠(yuǎn)鏡光學(xué)結(jié)構(gòu)圖2.1.2 伽利略（Galileo）型望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)如圖2-2所示，該光學(xué)結(jié)構(gòu)的望遠(yuǎn)鏡，目鏡由負(fù)透鏡構(gòu)成,鏡筒不存在實(shí)像。此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，筒長(zhǎng)短,成正立

23、像，不可設(shè)置分劃板,測(cè)量物體大小，同時(shí)存在漸暈。目鏡FeFo物鏡Fe (Fo)眼睛圖2-2 伽利略式望遠(yuǎn)鏡光學(xué)結(jié)構(gòu)圖2.2 機(jī)械零件結(jié)構(gòu)以上為一般的雙筒望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)如圖2-3所示，整體結(jié)構(gòu)包括，物鏡組、目鏡組、普羅棱鏡組、鏡體中心軸和組外部保護(hù)件組等圖2-3 直角棱鏡轉(zhuǎn)像的雙筒望遠(yuǎn)鏡整體結(jié)構(gòu) 物鏡組由若干零件組成，結(jié)構(gòu)如圖2-4所示，包括偏心鏡座、偏心環(huán)帶螺紋透鏡、壓圈、帶螺紋鏡蓋、墊圈、消色差雙膠合透鏡和殼體等。圖2-4 物鏡組結(jié)構(gòu)圖目鏡組由若干零件組成，結(jié)構(gòu)如圖2-5所示，包括目鏡基座、目鏡卡環(huán)、透鏡隔圈、帶螺紋壓環(huán)、目鏡鏡體和兩枚雙膠合透鏡等。圖2-5 目鏡組結(jié)構(gòu)圖普羅棱鏡組由若干零件組

24、成，結(jié)構(gòu)如圖2-6所示，包括棱鏡座、兩枚轉(zhuǎn)折棱鏡、棱鏡壓條、棱角保護(hù)條和棱鏡調(diào)整薄片等圖2-6 普羅棱鏡組結(jié)構(gòu)圖中心軸組由若干零件組成，結(jié)構(gòu)如圖2-7所示，包括中心帶部分螺紋插銷、中心螺母、調(diào)整墊片、插銷保護(hù)套和油封墊圈等。圖2-7 中心軸組結(jié)構(gòu)圖3 儀器產(chǎn)品組裝的原則和要求3.1 裝配工藝規(guī)程2裝配的基本概念一臺(tái)儀器由許多零件和部件組成。更具規(guī)定的技術(shù)要求，將若干個(gè)零件結(jié)合成部件或?qū)⑷舾蓚€(gè)零件和部件結(jié)合成產(chǎn)品（總成）的過(guò)程，稱為裝配。前者稱為部件裝配，后者稱為總裝配，如圖3-1所示。儀器的裝配式儀器制造過(guò)程中的最后一個(gè)階段，經(jīng)過(guò)裝配，使儀器實(shí)現(xiàn)要求的功能，保證一定的使用精度。裝配是對(duì)儀器設(shè)計(jì)

25、與零件加工質(zhì)量的總檢驗(yàn)。裝配工藝的作用就是根據(jù)轉(zhuǎn)配精度的要求，合理確定零件的公差，使之成為相對(duì)容易加工并尋求經(jīng)濟(jì)而又方便的裝配方法。圖3-1 精密儀器裝備車間9裝配工藝規(guī)程的制定制訂原則和原始資料，在制訂儀器裝配工藝規(guī)程時(shí)，要盡可能的減少鉗工裝配工作量，以提高效率，縮短周期；盡可能的減少車間的生產(chǎn)面積。制訂裝配工藝規(guī)程，必須具有下列原始資料：產(chǎn)品的總裝圖和部件配圖。產(chǎn)品驗(yàn)收的技術(shù)條件。產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)?，F(xiàn)有生產(chǎn)條件。制訂裝配工藝規(guī)程的方法，制訂裝配工藝規(guī)程大致分為三個(gè)階段：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析分劃裝配單元確定裝配順序編寫裝配工藝文件裝配工藝過(guò)程卡和裝配工藝工序卡是裝配工藝的主要文件，裝配工藝流程圖是裝配

26、工藝的輔助文件。在單件小批量生產(chǎn)時(shí)，一般只編寫裝配工藝過(guò)程卡片，并利用裝配工藝流程圖代替裝配工序卡片,如圖3-2所示。 圖3-2 流程工序卡3.2 一般裝配工作2儀器的裝配工作包括組裝、調(diào)試、試驗(yàn)、檢驗(yàn)、包裝等容。組裝是將零件集合成組件或部件，最后集合成儀器的工藝過(guò)程。組裝時(shí)通過(guò)各種手段保證產(chǎn)品質(zhì)量的過(guò)程。常見(jiàn)的組裝工作包括：清洗，連接，裝配加工和平衡。裝配的組織形式儀器的裝配工藝方案的制訂與裝配的組織形式有關(guān)。裝配組織形式的選擇，主要取決于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（尺寸和重量）、精度要求和生產(chǎn)批量。裝配主要組織形式有非流水裝配和流水裝配，非流水裝配都用于固定式裝配，而流水裝配則有固定式裝配與移動(dòng)式裝配

27、兩種。非流水裝配非流水裝配分為兩種，一種是整個(gè)裝配自零件到產(chǎn)品，由一組工人來(lái)完成，工人在技術(shù)上不作分工，因而對(duì)工人的技術(shù)水平要求較高，由于零件的修配量大，裝配周期較長(zhǎng)，這種方式只適用于單件生產(chǎn)；另一種是把裝配過(guò)程分細(xì)，一部分工人事先把零件轉(zhuǎn)配成組件或部件，再由另一部分工人把組件或部件等裝配成整臺(tái)儀器。這樣分工，工人易于積累經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)周期也短些，適合于中小批生產(chǎn)。流水裝配流水裝配就是把裝配過(guò)程分成個(gè)別的工序，而每道工序有它自己的工作特點(diǎn)，由固定的工人在一定時(shí)間完成，按流水作業(yè)進(jìn)行裝配。移動(dòng)流水式裝配裝配對(duì)象的移動(dòng)傳送裝置的布置工序同期化固定流水式裝配 產(chǎn)品裝配是在不動(dòng)的裝配工作臺(tái)上進(jìn)行的，裝配過(guò)

28、程中產(chǎn)品位置不變，裝配所需零部件都匯集在工作點(diǎn)附近。這種方式適用于機(jī)體質(zhì)量大或剛度較差的儀器儀表，隨意移動(dòng)會(huì)影響其裝配精度。固定式裝配線的特點(diǎn)是成品的全部裝配過(guò)程所占工作臺(tái)的數(shù)量等于裝配過(guò)程的工序數(shù)目。 4 光學(xué)儀器裝配校正的一般過(guò)程3從加工好的合格的光學(xué)零件和金屬零件，到裝成一個(gè)合格的成品軍用光學(xué)儀器，一般需要經(jīng)過(guò)初裝、精裝（校正）、總裝、密封干燥和檢查測(cè)試等步驟4.1 初裝初裝是指主要是將凡是能在裝配光學(xué)零件以前，能裝配的所有金屬零件按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行裝配。由于光學(xué)儀器一般都是比較精密的，特別是其中一些關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部分中的零件或部件之間的配合要求較高，如果直接用機(jī)械加工的公差來(lái)保證是比較困難的，并

29、且也是不經(jīng)濟(jì)的，所以在初裝過(guò)程中，往往需要對(duì)有些配合部分進(jìn)行“補(bǔ)充加工”，如選配、修切、調(diào)整、研磨、配鉆等。下面舉幾個(gè)實(shí)際例子說(shuō)明：圖4-1，是軸孔配合的裝配，各義尺寸26.5配合后要求間隙小于0.01（即1絲或1道），這樣間隙比1級(jí)精度還要高。并且要求平滑轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)卡滯現(xiàn)象，既要求比較高的幾何形狀精度和一定的表面光滑度。在這種情況下往往采用研磨的方法來(lái)達(dá)到，先將軸孔做成過(guò)度配合，孔做成26.5 D4，軸做成26.5 ga3或26.5 gb3，在裝配式選配成適當(dāng)?shù)倪^(guò)盈量作為研磨量，然后用金剛砂粗研，適當(dāng)時(shí)再用綠油膏或綠粉研磨，直到到達(dá)要求為止。這里，必須指出，金剛砂不能做軟金屬的研磨劑。圖4-1

30、 軸配合圖4-2，表示的是要求一定方向的鉤子的裝配。圖中是鉤子，是配合件?，F(xiàn)要求鉤子的方向與有一定的相對(duì)位置要求，而是通過(guò)螺紋擰在上的。如果要直接用機(jī)械加工保證，那是很困難的，所以可通過(guò)修切的端面或在之間加一定厚度的墊片就可以實(shí)現(xiàn)。圖4-2 相對(duì)配合圖4-3，是一對(duì)錐齒輪嚙合，兩個(gè)錐齒輪分別于支架組成部件1和3，在裝配后要求達(dá)到正確嚙合，所謂正確嚙合對(duì)錐齒輪來(lái)說(shuō)有兩條：一是兩個(gè)錐齒輪的錐頂角重合，二是兩個(gè)錐齒輪軸線的夾角為預(yù)定的?，F(xiàn)在部件2為基準(zhǔn)（配合面A）所以部件1相對(duì)部件2要作三個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。即沿著部件1的錐齒輪軸線方向移動(dòng)；沿著垂直于紙面方向移動(dòng)；沿著部件2的錐齒輪軸線方向移動(dòng)；繞垂直于

31、紙面的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，其中和可以通過(guò)調(diào)整1來(lái)達(dá)到，和則可以修切配合面A來(lái)達(dá)到，一般是修切部件1上的平面來(lái)達(dá)到。圖4-3 齒輪嚙合以上三個(gè)例子是所提到的所謂研磨，修切，加墊片，調(diào)整等方法，總稱補(bǔ)償法，這種方法在光學(xué)儀器裝配中經(jīng)常用到，也是比較重要的方法。因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須預(yù)先考慮到這些問(wèn)題。4.2 精裝精裝是光學(xué)零件與金屬零件之間的裝配，在這過(guò)程的同時(shí)需要對(duì)能轉(zhuǎn)成的帶有光學(xué)零件的部件進(jìn)行校正和檢查，如檢查它們的性能，像質(zhì)，鑒別率，校正光學(xué)零部件與金屬零部件的基準(zhǔn)面的相對(duì)位置的正確關(guān)系。把初裝后的部件重新拆開，經(jīng)過(guò)清洗，與光學(xué)零件直接固定的金屬零件要烘干，然后對(duì)光學(xué)零件和金屬零件進(jìn)行組合，組合后進(jìn)行檢查，

32、看是否把光學(xué)零件夾得過(guò)緊或松動(dòng)，如過(guò)緊則會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力而使像質(zhì)變壞，如松動(dòng)則會(huì)影響光學(xué)零件的位置精度。如果有兩個(gè)以上帶光學(xué)零件的部件組成更大的部件時(shí)（對(duì)簡(jiǎn)單儀器來(lái)說(shuō)也可能已成總體），也往往在校正的同時(shí)需要對(duì)某些部件的基面進(jìn)行修切或調(diào)整，以達(dá)到各部件之間的正確關(guān)系。4.3 總裝總裝，一般適用于大型的或較為復(fù)雜的光學(xué)儀器進(jìn)行裝配才有。在總裝過(guò)程中，主要把已裝好的并且已經(jīng)校正合格的部件，裝入總的基準(zhǔn)鍵中，并進(jìn)行部件之間相互校正和總的校正，以達(dá)到儀器各項(xiàng)總的性能指標(biāo)。在這過(guò)程中也同樣要對(duì)某些件作修切或調(diào)整。4.4 對(duì)裝配好的儀器進(jìn)行密封和干燥光學(xué)儀器，特別是在室外使用的軍用光學(xué)儀器需要在各種惡劣條件下使用

33、，所以對(duì)儀器必須進(jìn)行嚴(yán)格的密封，并進(jìn)行干燥，如不這樣做，就會(huì)在光學(xué)零件表面上生霉，生霧，影響儀器使用，嚴(yán)重的則無(wú)法使用。密封，是在可動(dòng)部分，一般采用密封結(jié)構(gòu)，在固定部分，一般是采用密封油灰貨其他密封材料。干燥，主要是在儀器部灌入干燥氣體（如氮?dú)猓远沤^霉菌繁殖的條件。在結(jié)構(gòu)上采用兩個(gè)氣孔，供抽氣和灌氣用。4.5 成品光學(xué)儀器的檢查裝調(diào)好的光學(xué)儀器產(chǎn)品要經(jīng)過(guò)一系列的測(cè)試，合格后才能出廠，包括以下容。光學(xué)性能包括：放大倍率（）、視場(chǎng)（2）、出朣直徑（2a）、出朣距離（P）和鑒別率（）等。對(duì)不同類型的儀器還有一些各自特有的光學(xué)性能。其他性能包括：分劃刻度正確性（主要是零位置）、轉(zhuǎn)動(dòng)精度 、轉(zhuǎn)動(dòng)力矩

34、、外表和技術(shù)條件所規(guī)定的其他總體性能等。模擬使用條件的試驗(yàn)，一般稱之為五項(xiàng)試驗(yàn)。但有些儀器則不一定是五項(xiàng)，要看使用條件而定。五項(xiàng)試驗(yàn)（以下為其中四項(xiàng)對(duì)以光學(xué)儀器的測(cè)試項(xiàng)目）的容和次序：震動(dòng)試驗(yàn)?zāi)M儀器在運(yùn)輸狀態(tài)沖擊模擬儀器在火炮上使用。如瞄準(zhǔn)鏡淋雨模擬儀器在野外下雨時(shí)使用，有的儀器還做灰霧室試驗(yàn)。高低溫試驗(yàn)?zāi)M儀器在極端溫度條件下使用，一般規(guī)定+50- -40以上五項(xiàng)試驗(yàn)，主要是對(duì)儀器的牢固性，密封性和穩(wěn)定性進(jìn)行考驗(yàn)。能不能通過(guò)五項(xiàng)測(cè)試（即經(jīng)過(guò)五項(xiàng)試驗(yàn)仍保持原有的各項(xiàng)總體性能指標(biāo)），這樣的儀器的材料選擇，儀器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與裝配質(zhì)量，以與輔料的質(zhì)量（如油灰，潤(rùn)滑油等）有很大關(guān)系。如果材料強(qiáng)度不夠或

35、結(jié)構(gòu)取得太單薄，就經(jīng)不起震動(dòng)、沖擊。同樣，如果密封油灰太脆或潤(rùn)滑油脂性能不好，或裝配沒(méi)有達(dá)到規(guī)定的要求，則經(jīng)過(guò)震動(dòng)后，也可能把密封油壓震裂而破壞密封性，或把潤(rùn)滑油甩到光學(xué)零件表面上影響使用。如果材料選得不合適或設(shè)計(jì)間隙選得不適當(dāng)，輔料質(zhì)量不好，則經(jīng)過(guò)高低溫后，可能使活動(dòng)部分卡死，密封油灰開裂或熔化，潤(rùn)滑油凝固或流出等等，都是影響儀器總的性能原因。通過(guò)五項(xiàng)試驗(yàn)，如試驗(yàn)前后各項(xiàng)性能指標(biāo)的變化在公差圍，則儀器就可以交付使用了。通過(guò)上述分析，在實(shí)際裝配中有兩個(gè)重點(diǎn)，一是要注意到裝配與設(shè)計(jì)有密切的關(guān)系，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到裝配與校正的可能性，也就是要考慮到各種補(bǔ)償?shù)目赡苄?。二是要注意到軍用光學(xué)儀器要在各種惡

36、劣的條件下使用的特點(diǎn)，這對(duì)設(shè)計(jì)和裝配提出了更加嚴(yán)格的要求。5 SOLIDWORKS使用研究SolidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢(shì)，SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財(cái)務(wù)狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù)。該系統(tǒng)在1995-1999年獲得全球微機(jī)平臺(tái)CAD系統(tǒng)評(píng)比第一名；從1995年至今，已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國(guó)際大獎(jiǎng)，其中僅從1999年起，美國(guó)權(quán)威的CAD專業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予SolidWorks最佳編輯

37、獎(jiǎng)，以表彰SolidWorks的創(chuàng)新、活力和簡(jiǎn)明。至此，SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它，設(shè)計(jì)師大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場(chǎng)。本設(shè)計(jì)使用軟件為solidworks2009，該軟件功能強(qiáng)大，適合幾乎所有類別的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，下面是對(duì)于該軟件功能的介紹。5.1 solidworks 2009配置要求和界面15solidworks2009的最低配置要，CPU 1.6GHZ，存256M，集成顯卡即可。作者為了讓程序運(yùn)行更加流暢，選用了CPU 2.1*3GHZ，存3G和HD5650獨(dú)立顯卡（顯存1G）的配置。當(dāng)然，如果需要更專業(yè)的運(yùn)行環(huán)境

38、，必要配備專業(yè)圖形顯卡，配置此類顯卡即可運(yùn)行realview模式，讓建模外觀更加真實(shí)漂亮。Solidworks2009的載入界面和運(yùn)行界面如圖5-1和圖5-2所示。圖5-1 solidworks2009載入界面圖5-2 solidworks2009運(yùn)行界面5.2 solidworks的基本功能15草圖：SolidWorks草圖可以插入?yún)⒖紙D片，圖線可以自由拖動(dòng)，自動(dòng)解算，自動(dòng)標(biāo)注，自我修復(fù)。 配置：SolidWorks獨(dú)特的配置功能迅速展示不同設(shè)計(jì)方案，以與零件不同狀態(tài)，比如：能夠迅速獲得零件毛坯形態(tài)和尺寸，不僅僅為設(shè)計(jì)，更延伸到對(duì)工藝過(guò)程的支持。 陣列：除了常見(jiàn)的規(guī)則陣列，更含有草圖驅(qū)動(dòng)、特

39、征驅(qū)動(dòng)、曲線驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)文件驅(qū)動(dòng)等多種陣列能力，比如：僅僅用一個(gè)曲線驅(qū)動(dòng)陣列，就能模擬電纜拖鏈的動(dòng)態(tài)占位效果。 多實(shí)體建模：多實(shí)體建模為復(fù)雜模型建造帶來(lái)更多的實(shí)用手段，甚至能像裝配那樣移動(dòng)、重組實(shí)體，完美地實(shí)現(xiàn)零件插入零件的復(fù)合造型。 特型造型：SolidWorks獨(dú)特的特型造型功能極大提高了藝術(shù)造型的能力與效率，比如：僅僅使用平直線條的簡(jiǎn)單造型，迅速就能轉(zhuǎn)化為曲面模型。 鈑金：強(qiáng)大的鈑金功能含有多種造型模式，能完成復(fù)雜鈑金件的快速建模，比如：放樣鈑金造型能夠展平含有復(fù)雜曲面的鈑金件，為相關(guān)工藝準(zhǔn)備提供迅捷支持。 曲面造型：全面而富于特色的曲面工具，豐富的選項(xiàng)，甚至能完成動(dòng)物、運(yùn)動(dòng)鞋那樣的復(fù)雜模

40、型，僅僅一個(gè)填補(bǔ)曲面的功能，令許多費(fèi)力費(fèi)時(shí)的曲面修補(bǔ)變得如此輕松。 焊件功能：僅僅選擇路徑即可快速完成型材組構(gòu)焊件，自動(dòng)生成下料清單，并統(tǒng)計(jì)材料類型與長(zhǎng)度等等。 質(zhì)紋理：快速獲得重量、重心等數(shù)據(jù)，甚至不用渲染，僅僅使用表面紋理即可獲得滿意的真實(shí)視覺(jué)效果。 尺寸關(guān)聯(lián)：通過(guò)建模過(guò)程中設(shè)定的關(guān)鍵數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。比如：當(dāng)改變軸承的型號(hào)時(shí)，相關(guān)的軸徑、軸承座等零件自動(dòng)變化，無(wú)須單獨(dú)修改。 自定義資源：含有多種項(xiàng)目的自定義資源極提高設(shè)計(jì)效率，比如：在軸上開一個(gè)圓頭建槽，或是在管端生成一個(gè)法蘭，僅僅通過(guò)拖放、選參數(shù)、確定等三到五次鼠標(biāo)點(diǎn)擊即可完成。 裝配：僅僅是拖放即可自動(dòng)建立合適的配合關(guān)系，智能零部件與扣件還能

41、自動(dòng)調(diào)整參數(shù)以適應(yīng)裝配需要，天生就具備動(dòng)態(tài)模擬的能力，甚至能模仿真實(shí)碰撞致動(dòng)的效果。多達(dá)四十萬(wàn)件的大型裝配也通過(guò)了測(cè)試。使用圖塊，在裝配中更方便地進(jìn)行自頂而下的設(shè)計(jì)工作，使得總體布局草圖兼?zhèn)浜?jiǎn)潔靈活而詳細(xì)的能力。 工程圖：零件與裝配體的工程圖都是自動(dòng)投影生成，自動(dòng)填寫標(biāo)題欄，可控地自動(dòng)投影尺寸，還能根據(jù)不同的配置，給出零件不同狀態(tài)的工程圖，為工藝準(zhǔn)備帶來(lái)極大便利。并且完全支持圖層、線型等二維CAD能力，并能生成二維CAD可讀的文件。 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：SolidWorks配有豐富的數(shù)據(jù)接口，含有自動(dòng)修復(fù)模型能力，它所能夠打開以與轉(zhuǎn)出的數(shù)據(jù)格式也許是最多的，比如：它能直接打開PRO/E文件，并讀取特征使

42、之成為可編輯的SolidWorks模型。5.3 solidworks2009使用心得作者在學(xué)習(xí)和使用solidworks2009的過(guò)程中，對(duì)solidworks2009積累了一些使用心得，下面就具體的幾個(gè)方面來(lái)總結(jié)一下。建模:相比傳統(tǒng)的工程軟件，solidworks的建模更加高效智能，它是通過(guò)繪制平面草圖來(lái)生成3D模型的，在平面草圖的繪制中，可以先繪制出草圖大致，再使用智能尺寸來(lái)修改草圖，以達(dá)到需要的規(guī)格，使得建模更加快捷和直觀。配合：對(duì)于零件的配合，solidworks有相當(dāng)強(qiáng)大的功能體現(xiàn)，不單單可以使用繪制好的零件生成裝配體，還可以在裝配體靈活的修改零件，更加可以檢查裝配體中的配合項(xiàng)目之間

43、的相互干涉情況，可謂是面面俱到。仿真：solidworks的強(qiáng)大之處舉不勝舉，最令作者感到欣喜的就是軟件可以檢查零件或者機(jī)構(gòu)在力作用下的受力情況，通過(guò)限制幾個(gè)自由度，在某方向施加外力來(lái)測(cè)試整個(gè)零件或機(jī)構(gòu)的受力情況，大大減少了在實(shí)際設(shè)計(jì)中的實(shí)驗(yàn)成本和時(shí)間，十分人性化。動(dòng)畫：solidworks自帶了動(dòng)畫的制作功能，可以使用這個(gè)功能模擬產(chǎn)品動(dòng)畫，對(duì)企業(yè)廠家都是相當(dāng)使用的功能（作者也同樣適用這個(gè)功能制作了裝配動(dòng)畫，效果很好）。渲染：這個(gè)功能只要應(yīng)用于生成產(chǎn)品的真實(shí)外觀圖，可以選擇不同的材料，布景和光源，模擬不同的產(chǎn)品需要，渲染出的實(shí)體也非常的漂亮。6 使用計(jì)算機(jī)軟件模擬雙筒望遠(yuǎn)鏡的裝配這里，是使用s

44、olidworks（2009）專業(yè)版，對(duì)雙筒望遠(yuǎn)鏡完全裝配和部分調(diào)整進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬仿真，要完成雙筒望遠(yuǎn)鏡如圖6-1所示，必須先進(jìn)行部件裝配，再進(jìn)行總裝，計(jì)算機(jī)模擬過(guò)程如下。圖6-1 solidworks2009制作完成的雙筒望遠(yuǎn)鏡渲染圖6.1 物鏡組的組成與裝配組成物鏡組的零件有：消色差雙膠合透鏡，偏心透鏡座，透鏡壓環(huán)，偏心外環(huán)，保護(hù)外圈，筒身。下面分別對(duì)這些零件進(jìn)行建模和特點(diǎn)說(shuō)明。消色差雙膠合透鏡，如圖6-2所示。圖6-2 消色差雙膠合透鏡該零件由兩塊透鏡膠合而成，兩塊透鏡都經(jīng)過(guò)磨邊和倒角，以防止透鏡崩邊或碎裂，透鏡表面鍍有增透膜，以保證光線能較低損耗的通過(guò)透鏡組，從而強(qiáng)化觀察效果。膠合透鏡

45、務(wù)必保證兩透鏡的光軸共軛，以保證成像質(zhì)量。偏心透鏡座，如圖6-3所示。圖6-3 偏心透鏡座該零件為消色差雙膠合透鏡的直接承載零件，加工精度要求較高，透鏡卡座位置有凹槽，凹槽周圍分布有四個(gè)通孔，當(dāng)透鏡安裝后，可以從孔中向凹槽注膠，以達(dá)到密封、減震、保護(hù)透鏡的目的，注膠完畢后，使用機(jī)米螺絲將四個(gè)孔鎖死。透鏡壓環(huán)，如圖6-4所示。圖6-4 透鏡壓環(huán)該零件用于固定透鏡位置，當(dāng)透鏡放入透鏡座后，先在改環(huán)將與透鏡接觸的面上涂上一圈密封膠，然后將壓環(huán)旋入透鏡座，待調(diào)節(jié)好透鏡位置后鎖緊，固定透鏡位置完成。在透鏡座的凹槽中注膠是在鎖緊透鏡之后，這樣方能到達(dá)透鏡的安裝準(zhǔn)確無(wú)誤。偏心外環(huán)，如圖6-5所示。圖6-5

46、偏心外環(huán)該零件安裝于透鏡座外部，是透鏡座與保護(hù)外圈的機(jī)構(gòu)，同時(shí)也是調(diào)整物鏡組光軸的重要零件。保護(hù)外圈，如圖6-6所示。圖6-6 保護(hù)外圈該零件是位于物鏡組末端最外沿零件，對(duì)整個(gè)透鏡組起重要的承載和保護(hù)作用，通過(guò)螺紋和偏心外環(huán)，與透鏡座相互，同時(shí)也通過(guò)螺紋和物鏡組總成的筒身。為了保證安裝效果和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，所有的螺紋部分在安裝時(shí)都上螺絲膠，以保證部零件的相對(duì)位置絕對(duì)穩(wěn)定。筒身，如圖6-7所示。圖6-7 筒身該零件是物鏡組與整個(gè)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的零件，同時(shí)也維持了物鏡組對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的光學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，它不但對(duì)光路起了重要的保護(hù)作用，同時(shí)對(duì)部元件的穩(wěn)定性起到了重要作用。該零件兩端的借口均有螺紋，用于物鏡座和

47、望遠(yuǎn)鏡鏡身。物鏡組結(jié)構(gòu)一覽物鏡組全貌，如圖6-9所示。圖6-9 物鏡組總成全貌物鏡組透視圖，如圖6-10所示。圖6-10 物鏡組總成透視圖物鏡組剖面圖，如圖6-11所示。圖6-11 物鏡組總成剖面圖物鏡組爆炸視圖，如圖6-12所示。圖6-12 物鏡組爆炸視圖6.2 目鏡組的組成與裝配組成目鏡組的零件有，消色差雙膠合透鏡，目鏡套筒，隔圈，壓環(huán)，目鏡外筒，目鏡底座。下面分別對(duì)各個(gè)零件進(jìn)行建模和特點(diǎn)說(shuō)明。消色差雙膠合透鏡，如圖6-13所示。圖6-13 消色差雙膠合透鏡該零件同樣由兩塊透鏡膠合而成，兩塊透鏡都必須經(jīng)過(guò)磨邊和倒角，以防止透鏡崩邊或碎裂，透鏡表面鍍有增透膜，以保證光線能較低損耗的通過(guò)透鏡組

48、，從而強(qiáng)化觀察效果。膠合透鏡務(wù)必保證兩透鏡的光軸共軛，以保證成像質(zhì)量。目鏡套筒，如圖6-14所示。圖6-14 目鏡套筒目鏡套筒實(shí)際上就是安裝透鏡組的基座，是直接承載目鏡組光學(xué)零件部分的機(jī)械零件之一，加工精度要求較高，和物鏡座一樣，目鏡套筒同樣設(shè)定了用于注膠密封的凹槽和注膠孔，不同的是，因?yàn)槟跨R組有兩套消色差雙膠合透鏡，所以，對(duì)應(yīng)的凹槽和注膠孔也設(shè)定為兩套，以配合安裝需要。同時(shí)在套筒外側(cè)，兩兩互稱180的設(shè)置了四條巨星凹槽，這是為了方便目鏡套筒與目鏡外筒的安裝，也保護(hù)了目鏡組的氣密性。隔圈，如圖6-15所示。圖6-15 隔圈該零件是應(yīng)光學(xué)部分的設(shè)計(jì)要求，通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)的作用，固定兩個(gè)消色差雙膠合透

49、鏡的距離的零件，同樣零件的加工精度要求較高，特別是和透鏡接觸的兩個(gè)面。為了保證兩個(gè)透鏡的光軸一致，安裝時(shí)同樣采用“補(bǔ)償法”進(jìn)行調(diào)試。壓環(huán)，如圖6-16所示。圖6-16 壓環(huán)該零件用于固定透鏡位置，同樣適用螺紋結(jié)構(gòu)和目鏡套筒，當(dāng)透鏡放入透鏡座后，先在改環(huán)將與透鏡接觸的面上涂上一圈密封膠，然后將壓環(huán)旋入套筒，待調(diào)節(jié)好透鏡位置后鎖緊，固定透鏡位置完成。在透鏡座的凹槽中注膠是在鎖緊透鏡之后，這樣方能到達(dá)透鏡的安裝準(zhǔn)確無(wú)誤。目鏡外筒，如圖6-17所示。圖6-17 目鏡外筒該零件是本設(shè)計(jì)中最為復(fù)雜的零件之一，是同時(shí)目鏡套筒和目鏡座的零件，部對(duì)應(yīng)了目鏡套筒的四條插條導(dǎo)軌，膠封；另一側(cè)以螺紋形式目鏡座，配合外

50、圈上的為防滑設(shè)置的一圈平行條紋，來(lái)調(diào)節(jié)目鏡組與物鏡組之間的距離，以達(dá)到調(diào)節(jié)視距的目的。同時(shí)也對(duì)目鏡系統(tǒng)起到重要的保護(hù)作用，和目鏡座結(jié)合的一段設(shè)有細(xì)槽，可以加入密封潤(rùn)滑脂來(lái)對(duì)目鏡總成進(jìn)行完全的氣密裝配。目鏡底座，如圖6-18所示。圖6-18 目鏡底座該零件是目鏡組與望遠(yuǎn)鏡筒身的重要部件，和目鏡外筒連接的部分設(shè)有螺距為0.25mm的微調(diào)螺紋，配合足夠的深度，可以貯存足量的密封油脂來(lái)保證目鏡組的絕對(duì)氣密性。和筒身的部分同樣適用螺紋，需要上螺絲膠，以保證的牢固可靠。目鏡組結(jié)構(gòu)一覽目鏡組全貌，如圖6-19所示。6-19 目鏡組全貌目鏡組透視圖，如圖6-20所示。6-20 目鏡組透視圖目鏡組剖面圖，如圖6

51、-21所示。6-21 目鏡組剖面圖目鏡組爆炸視圖，如圖6-22所示。圖6-22 目鏡組爆炸視圖透鏡組裝配調(diào)試小結(jié)4Delgado 和Hallinan,Hopkins,Bayar,以與Yoder都強(qiáng)調(diào)，借助于透鏡元件的拋光面（一般都是球面）進(jìn)行透鏡安裝的優(yōu)點(diǎn)。在透鏡邊緣與鏡座徑之間留有一定的徑向間隙。通過(guò)旋緊帶有螺紋的壓圈，或通過(guò)一個(gè)連續(xù)的法蘭盤，或采用其他一些機(jī)械加持技術(shù)世家軸向預(yù)載，從而將透鏡壓靠在機(jī)械基準(zhǔn)面（例如鏡座中的靠緣，或者一個(gè)隔圈）上。這類設(shè)計(jì)中的主要變量是施加負(fù)載的大小與玻璃與金屬零件間光機(jī)界面的形狀。這種安裝方式可以比較容易的進(jìn)行拆卸和裝配，適用于零件厚度有變化的情況。物鏡總成

52、的總體設(shè)計(jì)就是用這種理念，利用鏡座與壓環(huán)相互配合來(lái)緊固透鏡，同時(shí)為了避免在加工中產(chǎn)生的誤差，可以使用之前文章所提到的“補(bǔ)償法”來(lái)修訂這一點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中允許透鏡加工殘留的幾何光楔造成的透鏡偏心或光軸角偏誤差分別在0.0750.025mm以與30.75的圍，余下誤差大部分可以在下面的總裝中完成修正，從而保證光學(xué)系統(tǒng)的相對(duì)較穩(wěn)定和儀器的堅(jiān)固性。6.3 普羅棱鏡組的組成與裝配6組成普羅棱鏡的零件有，棱鏡基準(zhǔn)座，普羅棱鏡，棱鏡壓條，六角固定螺絲。下面對(duì)各個(gè)零件進(jìn)行建模和特點(diǎn)說(shuō)明。棱鏡基準(zhǔn)座，如圖6-23所示。圖6-23 棱鏡基準(zhǔn)座該零件是整臺(tái)望遠(yuǎn)鏡中，加工要求最高的零件，它的精度直接關(guān)系到兩枚普羅棱鏡

53、能否達(dá)到合格的平行度，從而達(dá)到合格的成像效果。該零件除了對(duì)棱鏡起到固定的作用，同時(shí)也是將棱鏡組和望遠(yuǎn)鏡筒身起來(lái)的重要部件。普羅棱鏡，如圖6-24所示。圖6-24 普羅棱鏡（Porro Prism)普羅棱鏡，是光學(xué)上使用于光學(xué)儀器中，用來(lái)修改影像取向的一種折射式三棱鏡，他以發(fā)明者意大利的光學(xué)工程師伊納濟(jì)歐普羅來(lái)命名。 保羅棱鏡是由玻璃塊塑造成的等腰直角三棱鏡，末端平面對(duì)著直角。在使用上，光線由三棱鏡中最大的長(zhǎng)方形面進(jìn)入，經(jīng)過(guò)斜面的兩次全反射，再穿透原來(lái)的入射平面射出。因?yàn)楣饩€只是以正常的狀態(tài)進(jìn)出，三棱鏡并未發(fā)生色散的作用。但是經(jīng)過(guò)保羅棱鏡的影像會(huì)被翻轉(zhuǎn)180，并且會(huì)向原來(lái)進(jìn)入的方向行進(jìn)，也就是

54、行進(jìn)的方向也改變了180。但是因?yàn)閳D像經(jīng)過(guò)兩次的反射，所以偏手性是未改變的。 保羅棱鏡最常被以雙保羅棱鏡的組合來(lái)成對(duì)使用，第二個(gè)棱鏡相對(duì)于第一個(gè)被旋轉(zhuǎn)90。讓光線穿越這樣安置的兩片三棱鏡，棱鏡系統(tǒng)的凈效應(yīng)是入射的光線被平行的改變行進(jìn)方向，影像被旋轉(zhuǎn)180，偏手性依然沒(méi)有變化。 雙保羅棱鏡系統(tǒng)適用于小型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡在影像方向的改變（影像重建系統(tǒng)的排列），特別是在許多的雙筒望遠(yuǎn)鏡中提供影像的重建和更長(zhǎng)的光路折疊，有效的縮短物鏡和目鏡間的距離。該零件的加工，所有面的交界處的棱角全部處理為倒角，基準(zhǔn)面和反射面的加工精度要求也想當(dāng)高，同時(shí)也在相應(yīng)的面上鍍有增透膜和增反膜，以便降低光線的損耗，從而達(dá)到提高像

55、質(zhì)的目的。棱鏡壓條，如圖6-25所示。圖6-25 棱鏡壓條該零件是將棱鏡固定在棱鏡座上的重要部件，工藝屬于普通的鈑金工藝，精度要求不高，材質(zhì)選用韌性好的合金材料，同時(shí)配合薄片和襯墊等保護(hù)并有效的夾持棱鏡，和棱鏡座共同作用，使得整個(gè)冷鏡組的安裝調(diào)試安全可靠。六角螺絲，如圖6-26所示。圖6-26 六角螺絲該零件是十分常見(jiàn)的機(jī)械結(jié)合緊固零件，在這里選用六角的目的是：精度高，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，不易勞損，質(zhì)量較輕，徑向拉伸形變小。棱鏡組結(jié)構(gòu)一覽棱鏡組全貌，如圖6-27所示。圖6-27 棱鏡組圖棱鏡組透視圖，如圖6-28所示。圖6-28 棱鏡組透視圖棱鏡組剖面圖，如圖6-29所示。圖6-29 棱鏡組剖面圖棱鏡

56、組爆炸視圖，如圖6-30所示。圖6-30 棱鏡組爆炸視圖棱鏡組安裝調(diào)試小結(jié)6普羅棱鏡組的裝配、調(diào)試和對(duì)其組成零件的加工是望遠(yuǎn)鏡的生產(chǎn)過(guò)程中最難的部分之一。尤其是對(duì)于普羅棱鏡的平行的加工和調(diào)整，要求的工藝精度很高，難度較大。下面就來(lái)談一下關(guān)于普羅棱鏡平行的問(wèn)題：任何有棱鏡的雙筒光學(xué)儀器。都會(huì)有棱鏡的中心，平行和象傾要求。 部分人可能會(huì)對(duì)棱鏡中心有所了解，由于光軸偏歪，知道是棱鏡中心走動(dòng)了。但可能會(huì)對(duì)棱鏡的平行了解甚少，下面，討論關(guān)于雙筒普羅望遠(yuǎn)鏡棱鏡的平行問(wèn)題。 雙筒普羅鏡棱鏡平行的概念是什么？ 普羅棱鏡也稱三角棱鏡，它有二個(gè)反射面和一個(gè)平面，兩筒四個(gè)棱鏡的平面，要同時(shí)平行于物鏡光軸面和目鏡光軸

57、面。 如何保證？首先要保證，棱鏡的自身角度，一般較高檔次普羅鏡的角度差，大都在一分左右，其余精度都得金工件來(lái)保證。所以，凡是有棱鏡的光學(xué)儀器，一定有個(gè)平行基準(zhǔn)面，整臺(tái)儀器的所有光學(xué)零件和金工零件的平面，都要平行于基準(zhǔn)面。 雙筒普羅鏡的平行基準(zhǔn)面在哪里？ 雙筒普羅鏡的形狀，有很多種。每種有各自的基準(zhǔn)面，但不是高檔鏡，不會(huì)有平行基準(zhǔn)面。因?yàn)樗O(shè)計(jì)本身就只有中心要求，而沒(méi)平行要求。正面的棱鏡室底面，就是整臺(tái)望遠(yuǎn)鏡的基準(zhǔn)面，這是棱鏡室于筒體，分離式的基準(zhǔn)面。也就是說(shuō) 棱鏡室在加工時(shí)，首先要加工單只棱鏡室底平面的平值度，作為基準(zhǔn)面。然后棱鏡室底平面以上的所有平面，都要以基準(zhǔn)面的平行精度來(lái)加工，使其棱鏡室

58、的所有平面都平行于基準(zhǔn)面，當(dāng)把左右棱鏡室裝配起來(lái)，中間裝連接軸后，左右棱鏡室的基準(zhǔn)面，要全部吃面，也就是兩筒基準(zhǔn)面要保持同時(shí)平行，不能只吃面于兩棱鏡室的外部或部。棱鏡室的瞳孔中心垂直于基準(zhǔn)面，中心軸與基準(zhǔn)面要呈九十度直角，裝，上棱鏡與下棱鏡的棱鏡槽，不但要平行于基準(zhǔn)面，兩者之間還要保證正九十度.以上就是棱鏡室的基本精度。 棱鏡平行與不平行光軸走向和現(xiàn)象。 先來(lái)說(shuō)棱鏡平行的光軸走向，當(dāng)棱鏡平面平行于基準(zhǔn)面，也就是平行于物鏡軸面和目鏡軸面，棱鏡中心，同心于入射孔和出射孔。 這時(shí)的整條光路，通過(guò)棱鏡的四次反射，光軸中心以九十度直角，垂直通過(guò)瞳孔的正中心，由于這時(shí)的棱鏡平面是平行于基準(zhǔn)面，它的反射面于

59、物鏡軸面呈正45度，由于兩筒棱鏡都平行，同一個(gè)象在反射面的落點(diǎn)是相等的。現(xiàn)在光軸在通過(guò)瞳孔時(shí)是在正中心，兩筒象在反射面的落點(diǎn)又在一樣位置，通過(guò)調(diào)試兩光軸，兩筒象在合攏后是沒(méi)差異的，光在視場(chǎng)是均衡的。 再來(lái)看棱鏡不平的光軸走向 現(xiàn)在把以上棱鏡和中心都好的，把它來(lái)個(gè)不平行，看是什么現(xiàn)象。 把望遠(yuǎn)鏡以手握使用位置。動(dòng)右筒棱鏡。 右筒靠目鏡的稱為上棱鏡。下面一個(gè)稱為下棱鏡，現(xiàn)在把上棱鏡的尖塔，向外偏側(cè)0.2毫米，現(xiàn)在的情況就可稱謂是棱鏡不平行。因?yàn)楝F(xiàn)在的棱鏡平面已偏側(cè)于基準(zhǔn)面，由于棱鏡的偏側(cè)，把原來(lái)好的棱鏡中心，給破壞了。這時(shí)的棱鏡中心。會(huì)向里偏歪，假如這時(shí)的棱鏡中心向里偏10，那么裝上目鏡和物鏡的整

60、條光軸會(huì)偏70。如果兩筒都偏，那么兩光軸肯定是調(diào)不攏的。所以一定得把光軸拉直，這時(shí)可把下棱鏡向偏歪的方向推進(jìn)去，就可把偏歪的10中心拉回來(lái)，這樣棱鏡中心又重合了，光軸隨之也又垂直了。棱鏡雖然不平行于基準(zhǔn)面，是偏側(cè)的，但也能把光軸調(diào)為垂直，這時(shí)的光軸垂直和棱鏡平行時(shí)的光軸垂直，位置移動(dòng)了，這時(shí)棱鏡的重合中心，已偏歪于瞳孔中心，隨之的整條光軸，也就偏歪于瞳孔中心。以上是棱鏡不平行的第一個(gè)問(wèn)題。 第二個(gè)問(wèn)題是角度差，原來(lái)的棱鏡平面，平行于基準(zhǔn)面。它的反射面與基準(zhǔn)面呈45，由于現(xiàn)在的不平行，偏側(cè)的棱鏡產(chǎn)生了角度差。由于棱鏡的不平行，產(chǎn)生的兩個(gè)問(wèn)題。一光軸中心偏歪于瞳孔中心二棱鏡反射面有了角度差，那么在