《光學(xué)制造技術(shù)》工藝設(shè)計(jì).doc

光學(xué)制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書閩南理工學(xué)院光電與機(jī)電工程系2010年5月一 課程設(shè)計(jì)目的為了使我校光電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的學(xué)生能夠更好地掌握光學(xué)冷加工這門課,本課程設(shè)計(jì)主要安排以下幾方面內(nèi)容：i. 通過實(shí)例，練習(xí)光學(xué)零件 零件邊余量的計(jì)算與確定ii. 練習(xí)在確定毛坯時(shí)，對(duì)于邊緣厚度、整平余量的處理。iii. 光學(xué)加工中常用工藝數(shù)據(jù)的計(jì)算與給定。iv. 鏡盤及各種模具的設(shè)計(jì)v. 零件圖、毛坯圖、銑磨夾具圖及各種模具圖紙的繪制二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟：1、計(jì)算與確定所給光學(xué)零件的零件邊余量2、對(duì)于邊緣厚度、整平余量的處理。3、計(jì)算與給定光學(xué)加工中常用工藝數(shù)據(jù)。4、設(shè)計(jì)鏡盤及各種模具5、繪制零件圖、毛坯圖、銑磨夾具圖及各種模具圖紙 6、用所給數(shù)據(jù)完成以上各步驟Page 22/2/2020光學(xué)制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)步驟一光學(xué)零件毛坯確定練習(xí)目的：1、通過練習(xí)，掌握光學(xué)零件毛坯確定基本原理。 2、掌握光學(xué)零件磨邊余量計(jì)算及毛坯外徑的確定確定3、掌握透鏡中心厚度加工余量的確定及毛坯總厚度的計(jì)算4、掌握透鏡下料尺寸的確定及毛埡重量計(jì)算。練習(xí)內(nèi)容： 、根據(jù)所給數(shù)據(jù)畫出零件圖并計(jì)算各參數(shù) 、根據(jù)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)并繪出基準(zhǔn)樣板和工作樣板。 、計(jì)算磨邊余量并確定毛坯外徑 4、確定透鏡銑磨后的中心厚度 5、計(jì)算出總厚度并給出銑磨前毛坯的完整尺寸 6、計(jì)算切割尺寸，。練習(xí)步驟：1、每人根據(jù)透鏡數(shù)據(jù)繪制零件圖紙：可用手繪在本子上。并計(jì)算出邊厚。中心厚度公差可取0.03 .若有整口徑，其矢高公差為0.022、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)樣板。并繪出樣板圖紙。3、根據(jù)計(jì)算結(jié)果，繪出粗磨完工圖。中心厚度公差可取0.1 .若有整口徑，其公差為0.2 樣板尺寸的確定：第 12 頁 共 28 頁球面標(biāo)準(zhǔn)樣板型式和尺寸測量表面曲率半徑名義值R凸樣板凹樣板DH型式DHhb型式0.5-52R1.2R圖115200.9R-圖35-101.9R+60.7R圖410-35R+23035-506030圖260-2.5圖550-8080358035380-1501001003150-750130301302750-400002525-曲率半徑5-101.7R0.5R+15圖21.7R+60.5R圖410-252525-3535磨邊余量的計(jì)算。 說明 1、 t 透鏡邊緣厚度差 2 、一透鏡直徑 3 、 一直徑磨邊余量 4 、式中 R 按絕對(duì)值計(jì)算利用上 述公式計(jì)算時(shí)，可先試給一個(gè)值。然后計(jì)算t ，若算出的t 值在加工中能達(dá)到，則磨邊余量就按所設(shè)的 值給出 v ( 1 ）磨邊余量不能過大，通常 不超過 3mm 如果超過3mm ，那只有設(shè)法控制邊厚差來保證 中心誤差。在粗磨時(shí)，最好能將t值控制在1/2以內(nèi)v ( 2 ）如果透鏡磨邊余量增大后，使其成為薄邊零件， 那么必須保證邊緣厚度不小于0.5mm.此時(shí)可在粗磨控制邊厚差，以保證磨邊余量。透鏡中心厚度的確定：通常，透鏡銑 銑后每面應(yīng)留有加工余量0.15mm兩面總共應(yīng)有0.25-0.3mm的加工余量。 如下圖中，毛坯成為右圖 若鏡片需整口徑，則應(yīng)留有整平余量0.4mm左右（在厚度方向）透鏡總厚度的計(jì)算。 切割尺寸的計(jì)算。根據(jù)切割方式，若砂輪寬度為3mm，則上例為：17X17X8.5要求寫出完整的計(jì)算過程。光學(xué)制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)步驟二銑磨夾具設(shè)計(jì)彈性夾具的設(shè)計(jì)練習(xí)目的：1、通過練習(xí)，掌握光學(xué)零件銑磨的基本原理。 2、熟悉光學(xué)零件銑磨的基本原理3、掌握彈性夾具的設(shè)計(jì)方法。練習(xí)內(nèi)容： 、毛坯直徑從6-30mm用Q813銑磨。 、毛坯直徑從31-60mm用尼龍夾具。 、Q813夾具彈簧壁厚0.75mm;夾持深度為邊厚的2/3 (1mm),邊厚0.5-1.5mm 4、尼龍夾具夾持深度為邊厚的2/3 (1mm);邊厚2.5mm練習(xí)任務(wù)：1、每人設(shè)計(jì)一種銑磨夾具。2、毛坯直徑：每個(gè)同學(xué)按所給透鏡數(shù)據(jù)的粗磨尺寸進(jìn)行3、圖解繪制規(guī)范，符合機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)。4、夾具工藝合理，符合光學(xué)工藝要求。附：夾具圖紙示例：Q813夾具 尼龍夾具毛坯：第 28 頁 共 28 頁光學(xué)制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)步驟三透鏡細(xì)磨拋光鏡盤設(shè)計(jì)練習(xí)目的：1、通過練習(xí)，掌握光學(xué)零件成盤設(shè)計(jì)的基本原理。 2、掌握光學(xué)零件細(xì)磨拋光工序多層排列的基本形式3、掌握細(xì)磨拋光工序鏡盤的計(jì)算方法。練習(xí)內(nèi)容： 、根據(jù)所給數(shù)據(jù)計(jì)算出的銑磨尺寸 、根據(jù)銑磨尺寸計(jì)算鏡盤的排列。 、選取一種適當(dāng)?shù)呐帕?，確定鏡盤參數(shù) 4、計(jì)算并驗(yàn)證鏡盤尺寸練習(xí)方法：1、計(jì)算鏡片半張角 其中，b為鏡片的間隔。B=(0.05-0.1)D,但不小于0.5mm.Rj為假想半徑。即鏡片上盤時(shí)，影響成盤因素的實(shí)際半徑值。對(duì)于凸面： 對(duì)于凹面： 式中：r1- 加工面的曲率半徑,取正號(hào)h1,h2 分別為加工面、非加工面的矢高 2、計(jì)算中間不同排列對(duì)鏡盤張角起始度數(shù)：中間放一片時(shí)：0=0中間放三片時(shí)：sin0=1.154*sin中間放四片時(shí)：sin0=1.414*sin3、鏡片每每增加一層，鏡盤張角增加a;于是 =m+一直加到=80選定一種排列方式注：當(dāng) m=1時(shí)，m=0 4、各層鏡片數(shù)的驗(yàn)證。sinm=sin/sinm N=180/m為層數(shù)N以6舍7入取整。如：N=5.6取N=5；若N=5.7取N=6若N是向上取整，則m就要增大。按以下下方法計(jì)算：=180/Nsinm =sin/sinm后面的層就在此基礎(chǔ)上增加角度5、鏡盤張角的最后確定=m +0注意：、m 、0、之間的區(qū)別要求1、寫出完整的計(jì)算過程。 2、反復(fù)驗(yàn)證鏡盤數(shù)據(jù)，以后將以此計(jì)算各種模具。光學(xué)制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)步驟四透鏡粘結(jié)模設(shè)計(jì)練習(xí)目的：1、通過練習(xí)，掌握光學(xué)零件細(xì)磨拋光模具設(shè)計(jì)的基本原理。 2、掌握粘結(jié)模的基本形式3、掌握古典法細(xì)磨拋光工序模具曲率半徑的確定方法。練習(xí)內(nèi)容： 、根據(jù)鏡盤數(shù)據(jù)確定粘結(jié)模的曲率半徑 、計(jì)算模的口徑和矢高。 、選取一種適當(dāng)?shù)慕宇^，確定模具參數(shù) 4、完成模具設(shè)計(jì)，繪出工裝圖紙。練習(xí)方法：粘結(jié)模v （一）彈性法上盤的粘結(jié)模v 1 、粘結(jié)模曲率半徑的確定v 為使鏡盤火漆層厚度盡量均勻一致，要求粘結(jié)模表面與鏡盤表面為同心球面。透鏡形狀不同，粘結(jié)模曲率半徑的計(jì)算方法也不相同。以下 列舉了幾種典型透鏡粘結(jié)模半徑的計(jì)算公式。在計(jì)算粘結(jié)模半徑時(shí)，火漆層厚度占一般取零件直徑的 0.05-0.1 倍(通常取=0.5mm)。下式中，R為加工面曲率半徑 D為粗磨中心厚度h1為加工面矢高h(yuǎn)2為非加工面矢高雙凸、平凸、正彎月形(凸面）：R L, =R一 d 一 當(dāng)雙凸透鏡非加工面的曲率半徑太小時(shí)可用 Rj= R 一 d負(fù)彎月形：凹面：v R L, = R+ ( d + h1一 h2+ ) cosa.正彎月形:凹面：v R L,= R + d +雙凹、平凹：凹面：v R L, R+ ( d + h1 h2+) cosa 負(fù)彎月形:凸面v R L, R一單件加工粘結(jié)模：v 單件加工時(shí)，粘結(jié)?？趶饺?0.7- 0.8)D。當(dāng)零件直徑小于 50mm ，并且粘結(jié)面曲率很小時(shí)，粘結(jié)模可做成平的。v 在加工零件厚度較大的凸面時(shí)，如果只膠一排零件,且粘結(jié)模曲率半徑較小時(shí)，粘結(jié)模可采用塔形模。如圖所示。塔形模工作表面可以帶半徑或不帶半徑，此時(shí)應(yīng)按零件粘結(jié)表面的曲率半徑而定，曲率半徑小時(shí)，模子工作表面應(yīng)有半徑，反之可不帶半徑。設(shè)計(jì)時(shí)模子上的 R ，為零件粘結(jié)表面之半徑加上膠層厚度。 h和D.由零件直徑大小而定。 a 角由鏡盤大小而定。粘結(jié)?？趶降拇_定根據(jù)鏡盤最后一排的張角 計(jì)算粘結(jié)模的半張角L,口徑D L,矢高 HL光學(xué)制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)步驟五細(xì)磨拋光模具繪制練習(xí)目的：1、通過練習(xí)，掌握光學(xué)零件上盤的基本原理。 2、熟悉光學(xué)零件細(xì)磨拋光工序夾具的基本形式3、掌握古典法細(xì)磨拋光工序夾具的設(shè)計(jì)方法。練習(xí)內(nèi)容： 、每個(gè)同學(xué)按所給透鏡數(shù)據(jù)的粗磨尺寸進(jìn)行 2、模具包括：精磨模、貼置模和拋光模 3、每種模按所提供的標(biāo)準(zhǔn)接頭繪制。練習(xí)任務(wù)：1、每人繪制六張圖紙： 2、圖解繪制規(guī)范，符合機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)。3、夾具工藝合理，符合光學(xué)工藝要求。練習(xí)方法：1、精磨模和貼置模（一）曲率豐徑的確定精磨模、貼置模的曲率半徑，在繪制此類模具的加工圖紙時(shí)，其絕對(duì)值按零件的曲率半徑公稱值給定，使用時(shí)通過試擦貼度或測量精磨后零件的光圈誤差進(jìn)行修正。（二）口徑或矢高的確定精磨?？趶剑ɑ蚴父撸┛筛鶕?jù)鏡盤尺寸確定，以鏡盤邊緣張角為基數(shù)：在上的模具其張角為鏡盤張角的0.9-1倍在下的模具其張角為鏡盤張角的1.15-1.25倍（三）精磨模和貼置模的材料磨具材料應(yīng)耐磨，且容易修改。常用黃銅、鑄鐵、 20 號(hào)鋼等，其中黃銅用的較廣，因黃銅做的模具容易修改，磨出的零件砂眼細(xì)而均勻。低精度零件可用鑄鐵模。2、拋光模（一）拋光模基體曲率半徑的確定Rp=Rj式中:為拋光膠的厚度對(duì)凸面取-號(hào);對(duì)凹面取+號(hào)曲率半徑mm膠層厚mm1253.5-5拋光球模直徑（或矢高）的確定拋光模模具半張角與鏡盤半張角的關(guān)系:當(dāng)拋光模在上時(shí),與鏡盤半張角相同當(dāng)拋光模在下時(shí),取鏡盤半張角的1.15-1.25倍半張角確定后,Dp=2 Rp sinpHp=Rp (1-cosp)4、總共應(yīng)計(jì)算八個(gè)模具的數(shù)據(jù)：每個(gè)面的鏡盤、粘結(jié)模、精磨模、和拋光模5、寫出計(jì)算步驟，并妥善保存。附：模具圖紙示例： 透鏡數(shù)據(jù)0810111R1R2D12折射率玻璃李晨50.49-76.810.55858581.5688BaK7符麗娜32.17-56.49185252421.78833LaK9曹姣姣56.49-17.025.54242261.755ZF6李曉婷24.831-148.1967.82626261.71987LaK8莊雅貞52.66-1193.1159.354242421.67779LaK5蔡琪芳21.55-61.99810.73434341.6111ZK5何蘭蘭61.998-12.183.05343418.61.6031F1吳鎮(zhèn)梁52.66-444.31919191.58132QF12伍學(xué)兢-14.291-100.7714.1515.326261.728ZF4曹新生100.77123.5017.632626261.6111ZK5蔡裕斌-21526.556.543030301.6111ZK5唐泰強(qiáng)65.737-209.49.63030301.62573F13肖德蔣57.073-299.24.12828281.67779LaK5王善越83.688-114.4710.88686861.6594LaK1阮少敏68.484-215.06511.77878781.6594LaK1鐘惠勇-32.704215.0657.53460601.5826BaF4潘偉芳-215.065155.07816.16060601.62031ZK9劉輝934.9174.68.46262621.6594LaK1王鉑160.76215.0658.87171711.6594LaK1洪俊堅(jiān)64.1-98512.95656561.5688ZK1余浩45.4-84.81914.15050401.5891ZK3倪連興253.946-30.814.1444433.21.755ZF6高飛龍90.81-9854.33030301.7172ZF3廖玉景31.5-934.77442626261.62031ZK9林永銘17.197-866.85212114.11.6594LaK1-144.629-9.357.051415.59.351.755ZF6劉泊龍16.36821.7825.61111111.692LaK2費(fèi)少華29.89-10.51.968.58.58.51.6725ZF2高逸輝10.530.4812.638.58.58.51.5467BaK3邱楷云10.864-9.443.98.58.56.51.6709ZBaF5楊健50.49-23.151.889.59.59.51.6725ZF2林奮華23.151223.59.59.59.51.5606BaK5李文仙15.315.37.299991.5163K9吳長15.315.36.489991.5724BaK8詹海波-434.120.212.81515151.5163K9陳躍漢30.868.4812.81515151.5163K9宮曉楠21.53-47.642.81717171.692LaK2沈宏耀12.89-68.53.6314.514.514.51.692LaK2黃忠輝68.5-8.433114.514.58.71.6031F1-8.6363.517.710.510.51.69875ZF11-55.64910.7122.919.5513131.71687LaF10810112R1R2D12折射率玻璃王丁亞-25-27.81.14171918.051.728ZF4熊茜19.517-3963.313.513.513.51.74385LaF2肖楠11.25157.0734.113.513.513.51.69355ZBaF6周虹-57.073-71.213.513.58.81.68874ZF10劉平平248.54-775.917.14646461.692LaK2王娟75.1481499.26.74444441.692LaK2朱惠玲32.17-37.7425.443838381.6222ZBaF1李雄37.742-15.514.3383819.21.62573F13林進(jìn)龍72.518-52.66144.8191915.61.6568ZBaF3林躍坤-17.87-120.055.918.533331.755ZF6林周祥120.0536.59.833333331.692LaK2劉建財(cái)-19633.35935.139391.6126ZK6孫權(quán)110.507-934.7735154040401.6475ZF1林勇84.2-662.92889.354040401.692LaK2葉騰沖45-25.2983.53636361.6725ZF2賀麗陽25.298-105.06711.4363627.91.692LaK2李志96.256-52.6772.416868631.80608ZF7黃志強(qiáng)52.998512.56464641.6594LaK1林坤鋒54.74-176.047.895858581.4874QK3陳星180-16.341262720.851.6594LaK1何瀚彬-24.23-20120.82320.81.5891ZK3董世謙20-378.742222221.728ZF4黃玲劍-24.955349.908118.6223231.60302ZK14鄒晨輝-200.0330.253.82626261.7468LaK3張巍耀63.524.836.82626261.5891ZK3袁正超-24.8381.81.12626261.7847ZF13盧煒40.784-167.232.62626261.71288LaK7王偉威48.248-10.765116.616.6141.74932LaF3葉恒瑜10.765115.1351616161.5688BaK7邱楓59.53442.116.616.616.61.78606LaF6張鎮(zhèn)國55.00519.6345.22222221.548BaF1鐘發(fā)貴-19.63450.4771.22223231.728ZF4洪少偉17.76-5105.92323231.548BaF1洪仕凱396-63.1731.9505045.51.728ZF4林國華67.921807.654747471.62031ZK9陳鑫濤48.9-242.455.34141411.62031ZK9徐理君133.53-211.12262621.41.692LaK2董榮杰-32.782-16.341.0219.621211.692LaK2翁鑫16.34-249.2344.82121211.728ZF4蘇潁116.757.2142.5222.522.522.51.62031ZK9葉騰沛-100.771-22.6921.0221.42422.11.728ZF4韋煒22.69235.6145.622.422.422.41.6594LaK1王祥威27.051-102.1012.82323231.62031ZK9蔡金鈣130.9212211.56060601.5163K90810113R1R2D12折射率玻璃王曉玲-25.298-11.981.1213.715151.692LaK2趙洪平11.98-29.8918.51717141.728ZF4施秀芳265.9320.724.41717171.62031ZK9徐晗曦55.23-13.641.121717141.728ZF4周雅麗13.78976.84.71717171.692LaK2邱果輝396-63.1731.9505045.41.728ZF4陳霖67.921807.654747471.62031ZK9洪藝濱48.9-242.455.34141411.62031ZK9魏龍哲133.53-211.12262621.41.692LaK2崔君求-32.782-16.341.0219.621211.692LaK2阮振杰16.34-249.2344.82121211.728ZF4張劍116.757.2142.5222.522.522.51.62031ZK9沈龍輝-100.771-22.6921.0221.42422.11.728ZF4范永歡22.69235.6145.622.422.422.41.6594LaK1陳曉鵬27.051-102.1012.82323231.62031ZK9黎昌熾-25.298-11.981.121