第九章透镜的精磨 西安工业大学徐均琪 概述 精磨的目的 使零件表面的破坏层深度进一步减小 获得所需的尺寸精度 精磨的机理精磨的分类散粒磨料固着磨料 常用术语镜盘 粘结模与零件所组成的整体 粘结模 零件加工过程中 用来粘贴零件的模具 贴置模 制作镜盘时 用来临时放置零件的模具 精磨模 精磨玻璃所用的模具 高速精磨的主要方式及特点 古典法准球心法范成法 古典法 平摆式 磨盘轴做主动回转运动 镜盘摆动的同时做随动运动 压力方向始终竖直向下 工件表面的压力为变化值 准球心法 是用成型的磨具加工 零件的表面形状和精度依靠磨具的形状和精度来保证 准球心高速精磨的原理是摆动轴线通过对应镜盘或磨具的曲率半径中心 压力的方向始终指向曲率中心 且在加工中为恒定值 范成法 同球面铣磨原理相同 是磨具和零件各自做回转运动 其磨具刃口轨迹的包络面形成零件的表面形状 第一节球面零件的上盘 1 弹性上盘 制作火漆团 加热工件 放火漆团 放工件于贴置模 放粘结模 冷却 特点 以被加工面为基准 粘结模简单 通用性大 缺点是不能承受高速高压工艺条件 工房间温度梯度不能太大 注意事项 粘结模温度不宜过高 粘结模要放正 可用专用装置的粘结模以确保精度 2 刚性上盘 加热粘结模 贴粘结纸 粘贴工件 冷却 特点 过程简单 粗磨可以成盘加工 能承受较高速度和压力 以粘结面为基准面 粘结模专用性强 加工模具成本高 注意事项 工件在承座上要放正 工件间胶层厚度要均匀一致 3 弹性上盘镜盘设计 主要设计粘结模上零件可以放多少圈 每圈可以放多少个 镜盘的半张角 口径及矢高 第二节球面金刚石精磨模 1 金刚石精磨片 1 形状及尺寸 精磨片参数 精磨片尺寸 2 粒度 W28 W20 W7 W5 3 精磨片浓度 30 50 以45 最佳 4 结合剂 硬青铜结合剂 用于高精度零件 寿命长 软青铜结合剂 用于加工大而薄零件 钢结合剂 耐磨 质量稳定 树脂结合剂 硬度要与金刚石磨钝速度与玻璃的抗磨硬度相匹配 2 球面金刚石精磨模的结构形式 球面金刚石磨具结构 球面金刚石精磨模的曲率半径一般原则 第一道精磨后光圈比抛光后低3 4道 第二道精磨后光圈比抛光后低1 2道 精磨模与镜盘的相对位置与尺寸 jm K jK 精磨模口径与镜盘的口径之比 3 精磨片在夹具上的分布 Z 精磨片的总数目AP 精磨片的表面积Hjm 精磨模的矢高hjm 精磨片的矢高 精磨片的覆盖比 余弦磨损 球面精磨模在使用过程中其加工面的曲率半径始终不变 才能保证被加工面的光圈稳定 这就要求精磨模具的球面在不同位置的磨损量不同 而是服从余弦规律 即所谓的余弦磨损 精磨片在夹具上的分布 球面磨具上排列原则 精磨片在球面夹具上的分布必须使得精磨模在使用过程中的磨损规律符合 余弦磨损 排列方式 中间疏 边缘密 同心圆 螺旋线 平面磨具上排列原则 均匀磨损排列方式 中间密 边缘疏 4 精磨片的粘结 粘结剂与固化时间 注意事项 1 粘结面一定要用乙醇或丙酮等有机溶剂很好地脱脂清洗 2 粘结面不宜太光滑 粘结剂不宜用量太多 3 粘结精密片时需要施加一定的压力 一般用标准曲率半径的模具压模控制面型 4 粘接剂固化后 可在精磨片之间涂一层石蜡或其它保护漆 以防水或冷却液侵蚀粘结剂使精磨片脱胶 5 金刚石精磨模的修整 修改球模时 凹凸模对磨 凹模在上 曲率半径变小 凸模在上 曲率半径变大 修改平模时 两模误差同号时 顶针放正 振幅中等 两模误差异号时 中心凸起在上 凹下在下 顶针偏离大 二 表面粗糙度及加工余量 三 常见疵病及产生原因 第三节工艺参数对球面高速精磨的影响 一 机床的影响 曲率半径与最大线速度的关系 曲率半径与压强的关系 二 精磨模的影响三 冷却液的影响四 初始表面的参数对精磨的影响 五 加工时间的影响 第四节古典法精磨工艺 一 磨料金刚砂 玻璃及软质晶体 人造碳化硼 硬质晶体 精磨最粗粒度302 最后一道为W14 玻璃 W10或更细 晶体 二 精磨模材料 铸铁HT20 40 黄铜H62 较细 但易磨损 硅黄铜HSi 80 3硬质玻璃常用45 钢 软质晶体用玻璃板做模具 大平板可铣出沟槽 三 每道磨料的加工余量 能迅速除去上一道磨料的粗糙表面 从而得到均匀的精磨表面 Mn 第N号磨料磨削后的破坏层深度Mn 1 比N号更细一号磨料磨削后的破坏层深度 四 影响精磨模表面曲率半径精度的工艺因素 精磨模与镜盘的相对尺寸上模小于下模摆幅的大小平模 上模摆动距离为下模直径的0 45 0 65 球模 上模摆动角度为下模张角的0 4 0 55 顶针前后伸缩平面 偏离量为振幅大小的0 0 1 球面 0 0 4 主轴转速与上模摆速比平面 主轴转速为摆幅的0 4 0 8 球面 1 1 25 五 精磨注意事项 1 磨料粒度要均匀 它是精磨质量好坏的关键之一 2 每次加磨料时要均匀散开 不宜成团填加 3 磨料悬浊液不应太稀或太稠 否则易出划痕 4 每次更换磨料时 工具及镜盘应涮洗干净 机器台面也应擦拭干净 5 精磨完毕 应用放大镜检验表面有无砂眼和划痕 6 应经常检验精磨面的曲率半径或平面度 发现变化较大时 应及时修整磨具 六 常见疵病及产生原因 作业 镜盘设计 镜盘设计时 实际测得零件口径d 30mm 即包含了加工余量 零件之间的间隙b 1 5mm 待加工曲率为R200 如已知第n圈零件的行角 n 27 1 求第n 1圈零件的个数 行角 n指第n行透镜的中心所在半径与镜盘对称轴之间的夹角 知识回顾KnowledgeReview