芯取加工控制原理.ppt

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1、講師：區柱峰日期：2007-08-透鏡定芯及芯取加工控制原理一﹑透鏡定心的定義及其作用為滿足光學儀器成象的要求﹐必須保証光學系統光軸的一致性。在儀器的裝校中﹐通常是靠透鏡的外圓定位﹐但外圓定位只能保証各透鏡几何軸的共軸性﹐卻不能保証光軸的一致性。如果要達到靠外圓定位來實現光軸的共軸性﹐那么﹐透鏡在裝配前必須進行定心磨邊﹐以消除或減小透鏡的中心偏差。所謂中心偏差就是透鏡外圓的几何軸与光軸在透鏡曲率中心處的偏离程度﹐用C示。透鏡中心偏差的几何意義如圖1所示﹕定心就是使透鏡的光軸和几何軸重合或在一定的公

2、差范圍內。磨邊就是將定心后的透鏡進行對稱地磨外圓。在透鏡研磨拋光過程中﹐通常采用控制透鏡邊厚差或校正鏡片中心偏差﹐來達到減少透鏡中心偏差的目的。一塊存在邊厚差的透鏡﹐可以看成是由一塊無邊厚差的透鏡﹐再附加上一塊楔形鏡組成。如圖2所示。由圖2可得出邊厚差与中心偏差的關系式﹕⊿t=式中﹐⊿t-----透鏡的邊厚差﹔R-----球面曲率半徑﹔D-----透鏡外圓直徑。C-----透鏡的中心偏差。二﹑机械定心原理1﹑定心原理在現實加工中﹐鏡片的定心方法多采用机械定心。机械定心原理如圖3所示。P>FP=F圖

3、3机械定心原理論1﹑3-----夾頭﹔2-----鏡片它是利用一對同軸度精度很高﹑且端面精确垂直軸線的定心夾頭1和3﹐借助施加在夾頭3上的彈簧力將鏡片2夾緊。夾頭1只能轉動﹐而夾頭3既能轉動又能在裝夾鏡片時沿軸向移動。在下圖中﹐當透鏡處于非定心狀態時﹐由于其邊厚不等﹐則透鏡受力不平衡。這時彈簧產生的支反力﹐可分解垂直于夾頭端面的夾緊力和垂直軸線的定心力。夾緊力P1和P2与反作用力相平衡。定心力的合力P將克服摩擦阻力F(F是透鏡兩表面法線的切線方向上的摩擦分力F1和F2的合力)﹐使透鏡沿垂直軸線方向

4、上移動﹐直到P=F時﹐透鏡不再移動﹐此時﹐透鏡光軸与夾頭軸線(車床回轉軸線)達到一定的重合精度﹐實現了透鏡的定心。2﹑机械定心的條件采用机械定心法﹐則定心前必須計算定心角﹐以判斷能否使用該种方法定心。按照定心原理﹐透鏡的定心條件是定心力P必須大于磨擦力F﹐即P>F。如果透鏡的曲率半徑R1=R2,則總定心角用下式計算﹕式中﹐-----總的定心角﹔-----玻璃与夾頭之間的摩擦系數。,將其代入式,得因為或式中﹐R-----透鏡的曲率半徑﹔-----夾頭直徑。上式表示定心透鏡兩表面曲率半徑相同時﹐采用机

5、械定心的條件。如果定心透鏡的那么﹐透鏡定心條件應滿足下式﹕3﹑對定心夾頭的要求保証机械定心的關鍵﹐是夾頭的精度。因此﹐對定心夾頭(接頭)的要求如下﹕夾頭軸与机床回轉軸的同軸度要求在0.003~0.005mm﹔(2)夾頭端面精确垂直几何軸﹐并且端面粗糙度應達到以上(3)夾頭外徑比透鏡完品直徑小0.2~0.3mm﹔(4)夾頭壁厚一般為1mm﹐并且壁端為錐面﹔(5)一般夾頭為黃銅或鋼材料(NAK80)。4﹑定心精度分析在夾頭直徑和定心透鏡曲率半徑一定時﹐雙凸﹑雙凹透鏡的定心值比彎月透鏡的定心值大﹐即在相

6、同條件下﹐前者的定心精度高﹔(2)在夾頭直徑一定時﹐透鏡曲率半徑愈小﹐定心精度越高。(3)通常机械定心适用于R<180mm的透鏡。對于直徑在6~70mm的透鏡﹐定心精度可達0.01mm﹔(4)在透鏡曲率半徑R一定時﹐D愈大﹐定心精度愈高﹐所以夾頭直徑要盡量大﹐這樣不僅精度高﹐而且還可以防止夾頭划傷透鏡通光表面﹔三﹑湘南手動与自動定芯机台湘南手動定芯机台湘南自動定芯机台三﹑湘南定芯机台原理1﹑定芯機台運動簡圖2﹑以下列鏡片為例說明調機過程(1)﹑一般來說﹐百分表1#控制左面取(深度尺寸)或者左面倒角

7、﹐百分表2#控制總高度或者右面倒角﹐百分表3#控制右面取(深度尺寸)﹐千分錶控制芯取外經。(如果可以用百分表2#就盡量不用百分表3#)(2)﹑該鏡片需要控制兩面深度尺寸﹐而R2面取量較大﹐故將R2面朝固定軸(砥石設計時應該注意這問題)。(3)﹑千分尺調節外經尺寸開機﹐當step2指示燈亮時﹐按下暫停按鈕﹐旋轉千分表粗調外徑﹐再啟動機台直到自動結束。量鏡片外經﹐根據測量值與圖紙要求值之差再次調節千分尺﹐直到測量值與圖紙要求相吻合。(值得注意的是第一次加工外徑時由於不清楚确切的切削量﹐為防止將外徑加工

8、過小﹐無法返修﹐所以不能把切削量調大。)(4)﹑外徑調好後﹐當step3指示燈亮時﹐按下暫停按鈕﹐旋轉百分表3#﹐調節右面取﹐將砥石左移到剛切到鏡片為宜。再開機﹐當step5指示燈亮時﹐按下暫停按鈕﹐旋轉百分表1#﹐調節左面取﹐將砥石右移到剛切到鏡片為宜。再開機﹐直到芯取結束。測量鏡片兩個深度尺寸﹐根據測量值與要求值之差按上述方法再分別調節百分表3#﹑1#﹐直到深度尺寸符合要求為止。說明﹕由於3#百分尺的擋塊2安裝在移動軸上﹐所以當鏡片肉厚在規格範圍內變動時﹐擋塊2也會隨移動軸靠近