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目录前言一、实习目的二、实习时间三、实习地点四、实习单位部门五、实习内容六、实习总结前言现在，我们大部分都是在课堂上进行教学工作，学到的多是原理性的东西。但是，实践是检验真理的唯一标准。我们在课堂上学到了很多理论知识，如果我们在实际当中不能灵活运用，那就等于没有学。实习就是将我们在课堂上学到的理论知识运用到实践中去，真正做到理论联系实际，同时还可愿意进一步提高自己的动手能力。在学校的安排下，我们进行生产实习。本次实习中，针对我们大学以来所学的关于光学的原理、工艺等，实践性的了解实际生产中的光学零件制造加工过程，更好的巩固所学的光学原理知识，熟悉加工过程，切实提高我们的动手能力。通过这次实习，我渐渐明白了实际有时候比理论直接得多，而且在光学零件的加工过程中，经验是很重要的一种财富，在一些环节中，看着老师很认真的调试机器，体会到理论基础很重要，但理论知识必须要和实际生产联系起来，只有通过不断的实践，才能将所学的知识运用于实际生活工作中。一、实习目的这次实习主要是让我们学会理论联系实际，学会把所学的基本理论知识运用到实际当中去。实习过程中，针对我们大学以来所学的关于光学的原理、工艺等，实践性的了解实际生产中的光学零件制造加工过程，更好的巩固所学的光学原理知识，熟悉加工过程，切实提高我们的动手能力。同时，也培养我们脚踏实地的工作精神和良好的社会责任感。二、实习时间2011年6月21日—2011年7月1日三、实习地点西安工业大学金花校区四、实习单位部门非球面加工与检测1#（214）铣磨工艺1#（217）精磨工艺1#(210)抛光工艺1#（210）镀膜工艺1#（211）铣磨工艺2#（217）精磨与抛光工艺2#（210）检测技术与方法（210）平面精磨抛光工艺（210）五、实习内容1、非球面加工与检测这道工序中，主要指导老师是陈智利老师。这个过程中，我们主要是对非球面的基本知识及原理和其用途优势做了了解，同时参观了关于非球面的加工制造的几台机器。（1）非球面的用途随着科学技术的发展，对光学系统提出了新的课题，例如在近代大型望远镜光学系统中，在地球大气范围外使用的天文仪器中，要求他们的重量和尺寸大大缩减，就有必要采用非球面；又如在X射线波段工作的仪器，在其反射面上入射的光线近于掠入射，也必须采用非球面。在很多情况下，光学仪器采用非球面，能够解决这样一些重要课题，如改善象质、提高光学特性、简化仪器结构，从而导致缩小外形尺寸、减轻重量。因此，非球面常应用于大视场、大孔径、象差要求高、结构要求小、或有特殊要求的光学系统中。除空间光学系统和天文光学系统外，还常用于摄影系统、彩色电视、摄影电视、红外光学系统、医疗光学系统等方面。非球面的有一个很大的优势是可以缩小外形尺寸、减轻重量，同时在一定程度上改善像质。（2）非球面的分类在现代光学技术中，光学系统所应用的光学面多种多样，将这些光学面；简单做一个分类，可分为回转对称非球面、非回转对称非球面、无对称中心非球面、阵列表面四类。（3）非球面加工机械a、LOH数控SPM-50-SL铣磨机该设备用于高精度光学球面、非球面等产品的自动铣磨加工，适用于玻璃、晶体、玻片、陶瓷抛光模片等光学元件。该设备核心是CNC控制结构，其特点有：灵活性、优化的铣磨过程、节省时间。b、FRP-1型非球面柔性抛光机（我校自主研发，该设备研制得到陕西省教育厅资助）该设备由西安工业大学自主研制开发，用于光学零件加工及超精密加工的装置，特别适合研磨后的非球面光学零件抛光。其原理是：柔性抛光模沿着被加工表面移动，使其和被加工表面保持吻合状态，从而实现均匀抛光。c、MP400磁流变抛光机其加工原理是：利用磁流变在磁场作用下形成一个环带Bingham体，添加抛光剂后可以实现工件的抛光。改设备可用于平面、球面光学零件的超光滑加工。2、光学零件球面的铣磨工艺这道工序中，我们用的是已经加工成型的毛坯，一种透镜是一面凸一面凹，另一种透镜是两面都凸。（1）球面铣磨的基本原理用筒形金刚石磨轮在球面铣磨机上加工球面零件是利用斜截圆原理。磨轮与工件轴交于O点，两轴的夹角为，1为筒形金刚石磨轮，绕自身轴线高速回转，2为工件，绕自身轴线极缓慢的回转。这样，磨轮的切削刃口在工件表面上的磨削轨迹的包络面为一球面。由于磨轮轴和工件轴成角倾斜，所以，将磨轮刃口的圆称为斜截圆。若磨轮的中径为DM，磨轮端面切削刃口的圆弧半径为r，磨轮轴与工件轴的夹角为，则工件球面的曲率半径R为)(2sinrRDM（其中，凸面取“+”号，凹面取“—”号）rDRMsin2当磨轮选定后，DM和r均为定值，只要调节，即可以得到不同曲率半径的球面。（2）球面铣磨工艺铣磨机可以分为球面铣磨机和棱镜铣磨机，本次实习过程中我们用的是球面铣磨机，利用斜截圆原理，用筒形金刚砂、石磨轮，当磨轮轴与工件轴夹角为时，工件与磨轮各绕自己的轴线转动，就能加工出球面的一部分。若磨轮切削刃上的某点通过球面的顶点，则为一球缺表面，也就是加工球面透镜。本次铣磨过程中，冷却液是水，白色物为铣磨过程中的磨屑。本次实习中最终光学零件要求如下图：由于以后还有精磨和抛光，所以在这次的铣磨过程中，要在厚度上留一定的余量，负透镜的厚度控制在2.5左右，而正透镜的厚度则控制在4.6左右。铣磨出来要检测工件是否合格，符合上述要求，可以用简易球径仪测量矢高。（3）铣磨过程中注意事项a、磨轮边缘线速度的提高，有利于磨削效率的提高，也有利于工件表面粗糙度的改善。但是，磨轮轴速度不能无限的增大，磨头轴转速越高，机床的震动、噪音、磨损均增大。本次实习中我们所用铣磨机主轴转速20r/min，磨轮转速在8500-10000r/min，转速非常快，所以在夹持取出工件过程中要特别注意安全问题。b、在铣磨调试工程中，要注意使磨具的边沿和毛坯中心重合，否则铣磨出来的工件可能存在外凸包或者内凸包。如磨轮未磨到工件中心，则出现外凸包；如磨轮超过工件中心，则出现内凸包。c、操作过程中要注意拉杆应该逐渐向前推进，在磨轮与毛坯接触时，应缓慢给一个回力，然后慢慢放下。d、老师在开始时会调试机器，调试好了最好不要随意改变参数，否则会出现误差。（4）铣磨中常见的问题常见的问题产生的原因克服办法表面粗糙度不好1、砂轮粒度粗；2、机床震动大；3、冷却液不佳或流量不足；4、吃刀进给量过大；5、砂轮轴松动；6、砂轮轴轴承磨损或无润滑油；7、光刀圈数不够1、选择适当的磨轮粒度及转速；2、减小机床震动；3、调整冷却液的喷射位置，流量适当；4、进刀量适当，保证光刀时毛坯外直径23.4外镜正透镜R119.12R33.813.52.2+-0.121.819毛坯外直径23.4外镜负透镜21.861.37R33.81R49.094.4+-0.1间。零件偏心1、夹具定位面与工件轴不垂直；2、夹具与工件配合过松；3、橡皮垫圈不规则或不等厚1、夹正零件；2、修正夹具；3、装夹时要擦净零件和家具；4、胶层要均匀。面形不规则1、两个轴不在同一平面上；2、砂轮轴松动1、两轴线要调整到一个平面内；2、调整主轴间隙正常；3、控制主轴及磨轮轴径向跳动量在机床设计指标之内。表面有菊花形纹路1、机床震动较大；2、切削量较大；3、光刀时间短；4、滚动轴承的磨损会使磨头松动。1、调整机床，减小震动及磨轮轴间隙；2、切削压力要适当；3、保证光刀时间3、磨边工艺透镜在粗磨、精磨、抛光过程中，由于定位误差、加工误差等因素的影响，使得透镜的光轴与其基准轴不重合，产生中心误差。透镜中心误差定义为；光学表面定心顶点处的法线对基准轴的偏离量。定心顶点是光学表面与基准轴的交点。基准轴是用来标注、检验和校正中心误差的，根据透镜安装表面形状和装夹条件而选定的能体现系统光轴的一条直线。这道工序是为了确定铣磨出来工件的中心（即机械中心和光轴重合），也是为了配合后面的精磨和抛光工艺。（1）机械定心原理在磨边工序中，需要定心，定心过程中，有机械定心和光学定心两种方法，本次实习中，我们采用的是机械定心法。机械法定心是将被定心透镜放在一对同轴精度高、端面精确垂直于轴线的夹头之间，利用弹簧压力来实现定心的，当透镜光轴与机床主轴尚未重合时，每个夹头端面与透镜仅在一处接，若不考虑透镜重量的影响，以一夹头为例，夹头的压力N可分解为垂直于夹头端面的夹紧力F和垂直于轴线的定心力P。定心力P将克服透镜与夹头见的磨察力Q，使透镜沿垂直轴线方向移动。当夹头整个环形端面都接触到透镜表面时（起接触点轨迹是圆），定心力的作用就相互平衡，透镜光轴与机床主轴（即透镜的准基轴）相重合，达到了定心目的。机械法定心操作简便，加工效率高，适用于中等尺寸，中等精度透镜的大批量生产。（2）影响定心精度的因素a、机床主轴的径向跳动主轴径向跳动将造成透镜基准轴的位置变化，因此，应使机床主轴的径向跳动量小于定心精度。b、定心夹头夹头端面是透镜定心时定位基准，决定了透镜粘结面的曲率中心与夹头几何轴重合的程度，为此夹头应满足一定要求。c、观察方法。整个定心过程中我们都是靠人眼观察和感觉，存在一定误差。为使应高效率、高精度定心磨边的需要，可采用光学----电视定心装置（3）磨边过程中的注意事项a、完成磨边工序的工件的口径应该在23mm到23.5mm之间，这样才满足后续工序的要求。b、磨边工序中，使用的冷却液是冷却油，操作过程中，必须使冷却液和磨轮同时处于工作状态。c、由于本次磨边中用的是机械定心的方法，，也就是靠机械的挤压力来实现工件的定心过程，所以在整个操作过程中，手一定要注意一直推动拉杆，不可松开。否则工件将由于磨轮的高速旋转飞出或者破裂，发生危险。4、精磨工艺金刚石磨轮的铣磨会咋透镜表面产生凹凸层和向内延伸的裂纹，光学零件的精磨时为了减小工件表面的凹凸层深度和裂纹层深度，并进一步提高工件的几何尺寸精度、表面面形精度以及粗糙度。精磨的质量对抛光的质量影响是非常重要的。精磨机理与铣磨机理相同，主要是机械切切削作用。目前存在的两种形式的精磨工艺，即散粒磨料精磨和固着磨料精磨。固着磨料精磨就是金刚石丸片精磨，又称高速精磨，其加工效率高，可以实现自动化生产。（1）精磨原理采用金刚石磨具的球面高速精磨设备有平摆式、准球心和范成法等几类。本次实习过程中用的是下摆式精磨，利用的依然是准球心的原理，它是利用摆动轴线通过对应镜盘或磨具的曲率半径中心，压力方向始终指向曲率中心，且在加工过程中为恒定值，这样可以使得所加压力平稳，压力方向指向磨具球心，可以较好的达到均匀精磨。由于零件中心速度慢而边沿粗度大，同样，对于磨具来说，边沿的切削率高，而中心的切削率低，所以在调试过程中，让零件的中心对准磨具的边沿，则正好可以实现光学工件和磨具工作相吻合，打到相对均匀的精磨效果。金刚石丸片精磨时，第一道精磨去除粗磨较深的破坏层，大约每面去除1mm；第二道精磨又称超精磨，主要是去除第一道精磨较深的破坏层，大约每面去除0.005mm到0.01mm以上，从而达到抛光前的各项要求。（2）精磨的基本设备a、精磨中利用的磨具是金刚石丸片，其各性能（金刚石粒度、浓度、精磨片得结合剂以及精磨片的尺寸）对高速精磨的加工精度、表面质量、生产效率和工艺稳定性都有重要影响。b、精磨过程中，主轴的转速比较快；c、精磨时用的冷却液是有机液体；（3）精磨过程中的注意事项a、精磨过程中，设定时间为40s，每一面要经过两道精磨工序，第一道精磨去除粗磨较深的破坏层，大约每面去除1mm；第二道精磨又称超精磨，主要是去除第一道精磨较深的破坏层，大约每面去除0.005mm到0.01mm以上，从而达到抛光前的各项要求。b、精磨时，要特别注意工件夹持的稳定性，因为磨具的转速相当快，一旦工件夹持不稳定，很可能造成工件破裂甚至飞出，造成危险呢。c、操作过程中，要注意把机器盖盖上，然后先开水泵（冷却液），后开磨具，这样更安全，加工结束后，将水泵关闭后再取出工件。5、抛光工艺透镜抛光是透镜加工过程中最关键的一道工序。光学加工中，抛光是精磨以后的一个主要工序。工件在精磨之后，虽然具有一定的光滑和规则的表面形状，但它还不完全透明而且表面的形状也不是所要求的，需要经