光學透鏡加工

光學零件的加工,分為熱加工、冷加工和特種加工,熱加工目前多采用于光學零件的坯料備制;

冷加工是以散粒磨料或固著磨料進行鋸切、粗磨、精磨、拋光和定心磨邊。

特種加工僅改變拋光表面的性能,而不改變光學零件的形狀和尺寸,它包括鍍膜、刻度、照相和膠合等。

冷加工各工序的主要任務是:

銑磨工序:去除鏡片表面凹凸不平的氣泡和雜質(zhì),起到成型作用;

精磨工序:是使零件加工到規(guī)定的尺寸和要求,將其銑磨出來的鏡片的破壞層消除掉,大只固定R值,作好拋光準備;

拋光工序:是使零件表面光亮并達到要求的光學精度;

定心工序:是相對于光軸加工透鏡的外圓,把透鏡的外徑磨到指定的直徑;

鍍膜工序:是在透鏡的表面鍍增透、反射等膜層;

膠合工序:是將不同的光學零件膠合在一起,使其達到光軸重合或按一定方向轉(zhuǎn)折;

涂黑工序:在鏡片的毛面涂一層黑墨,達到消光的目的;

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光學冷加工流程:

先以毛坯削材開始加工到以下工序

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光學透鏡冷加工流程

精磨:

精磨處于研磨的中間工序,相當于機械加工中的半精加工,此虹序的主要目的是消除前道切削時留下的表面坑洞,達到表面粗糙度要求和面形誤差,中心厚度控制等;此工序需要選擇金剛石顆粒的粒度與玻璃材料磨耗度的搭配關(guān)系主軸轉(zhuǎn)速與擺臂的運動幅度等。

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如何保持粗磨皿表面曲率半徑的精度?

粗磨是用磨皿與鏡片面接觸的方式進行。雖然,磨皿表面的曲率半徑在開始使用時是修改得很好的,但是隨著鏡片的磨削,磨皿也在不斷磨損,逐漸地就不一定能保證鏡片的加工精度。

保持粗磨皿曲率半徑不變或少變,就應采?。?/p>

1.合理選擇工治具

凡是位于上面的治具總要比下面治具的尺寸小,這是因為上面治具要擺動的關(guān)系。

假如上面治具尺寸與下面治具的尺寸相同,上面治具的邊緣磨削機會太少,上面治具有翹邊的趨勢。

假如上面治具尺寸比下面治具的尺寸小得太多,超過了規(guī)定的數(shù)據(jù),上面治具在擺動過程中,其邊緣不露出來,上面治具的邊緣會磨損過甚,上面治具有塌邊的趨勢。

假如上面治具尺寸比下面治具的尺寸大,則在擺動時,下面治具的邊緣露出的機會又會太少,下面治具的邊緣磨損過甚,下面治具有塌邊的趨勢。

光學透鏡冷加工流程

拋光:

研磨拋光是獲得鏡片表面品質(zhì)的主要工序,目的是去除上工序粗磨殘留的瑕疵并達到表面形狀精度、中心厚度尺寸均符合規(guī)格要求;

此工序需要注意研磨粉潔凈度、研磨液調(diào)配比例濃度、液體溫度、拋光皮選擇、轉(zhuǎn)速與擺臂幅度等

影響拋光的因素

拋光的結(jié)果好壞受許多因素影響:

工件的粗糙度

空氣的溫度及相對濕度

空氣含塵量

玻璃種類

零件大小

1.零件與治具大小比列

2.拋光劑的性質(zhì)

3.工作軸轉(zhuǎn)速

4.擺動的頻率、擺幅及擺幅中心位置

5.拋光面的溫度、壓力

6.拋光劑的輸入量及溫度

光學透鏡冷加工流程

芯取

利用金剛石砂輪磨外圓,主要目的是,將組成球面鏡片的2個球面對應的圓心連線(光軸)與機械夾具軸(幾何軸)重合,同時并確保鏡片外觀無刮傷,外徑尺寸、倒角、深度要求(凹透鏡時)均符合規(guī)格要求;此工序和切削一樣,需要考慮金剛石砂輪粒度與玻璃磨耗度之間搭配關(guān)系選擇

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光學透鏡冷加工流程鏡片洗凈工程:

目的:1、在研磨拋光后去除玻璃鏡片表面研磨液等雜質(zhì)(1次洗凈):

2、在芯取后去除玻璃鏡片表面殘留的切削冷卻液(2次洗凈):此工序需要考慮純水品質(zhì)、洗劑濃度、超聲波強度、切水烘干條件、玻璃材料的耐水性、耐酸性、耐堿性、耐侯性等因素,確保洗凈后品質(zhì);

光學透鏡冷加工流程鍍膜工程:

光學鍍膜《蒸鍍):

為了使鏡片具有所需要的光學性能,需要在鏡片的2個表面鍍上厚度不同的薄膜層,使其具有達到一定的光譜特性和影像效果:在真空腔體內(nèi),將鍍膜藥材加熱使其向上燕鍍到面對藥材的鏡片表面;鏡片薄膜主要分AR膜(增透膜)和IR膜(紅外截止膜),根據(jù)不同的產(chǎn)品設(shè)計要求,鍍不同的膜:此工序的品質(zhì)要求膜層附著強度、中心波長、穿透率、反射率等:所用的藥材有氟化鎂、氧化鋯、OS50、TiO2、二氧化硅等等;

紅外鍍膜機

光學透鏡冷加工流程鍍膜工程

AR膜(增透膜)---首先,所有的鏡頭都會反光,在可見光中有“紅、綠、藍”三色,波長也不一樣,當膜層厚度一定的時候,只能讓其中的某一種通過,通常是綠光先進入,則此時我們會看到反光顏色是藍紫色,因為綠光已經(jīng)全部通過了,我們?yōu)榱藴p少其他光線的反射流失,盡可能讓我們希望的光線都通過,這時我們需要鍍上一層增透薄膜在鏡片的表面;

IR膜(紅外截止膜)---我們?nèi)说难坨R只能看到波長在380-700nm區(qū)間的可見光,為了使光學元器件(CCD、CMOS)的成像效果接近于人的眼鏡視覺效果,需要在可見光區(qū)間實現(xiàn)高透過率,但高透過的同時,由于CCD和CMOS對紅外光和紫外光相當敏感(波長700-1100nm),他們會造成成像的干擾使得影像失真,為了避開紅外干擾,必須對這區(qū)間波長的光進行攔截,保留380-700nm區(qū)間的可見光完全透過,所以就是需要在鏡片上交替鍍上高低折射率不同的膜層,以實現(xiàn)這個效果:

光學透鏡冷加工流程

膠合工程

粘合

簡化復雜鏡片的加工,需要將2片或以上的鏡片用為了減少反射光能損失,特殊膠水按照技術(shù)要求,將其粘合在一起,實現(xiàn)光學性能光學透鏡冷加工流程

06膠合 (3)

涂墨工程

涂墨:

將鏡片的外徑部位、凹透鏡的外徑連同垂直倒角處,用黑色涂料進行均勻涂黑,以便達到消除或減少雜光在鏡頭中漫反射而影響成像的效果

07涂墨 (2)