實習報告
姓名：蔣xx
學號：2007312200xx
指導老師：
實習報告
實習時間：2011.6.27—7.8實習地點：武漢職業技術學院
指導老師：陳
謝師傅（下料粗磨和鍍膜）
何師傅（精磨拋光）
所在組成員：
武漢的七月就像被鋪了層火似的，火熱的天氣更彰顯得火爐城市的美譽。就在這個七月，我們進行了為期兩周的實習期，從6月27日開始，到7月8日實習結束。儘管只有10天的實習，但我們從中學到的專業知識，能讓我們受益非淺。
毫無實踐的我們，從實習中重新學習了大學所學的專業知識，並且將之前的理論運用到生產工藝當中，讓我們切身感受到了光學工業製造的過程。
在實習前，我們已經學習過了工程光學和光學設計這兩門專業課程，對光學零件的一些性質有所了解，陳書劍老師首先給我們介紹了光學製造技術，然後再從理論上給我講述了光學零件的加工工藝。光學製造技術從狹義上講，就是指光學零件的加工製造和光學系統的裝配和校正。光學零件加工工藝的發展由傳統的磨眼睛片，到傳統加工工藝，再到現代加工工藝。
傳統加工工藝使用的是散粒磨料及通用工具機，以以輪廓成形法對光學玻璃進行研磨加工。操作中以松香柏油粘結膠為主進行粘結上盤。用金剛砂進行粗磨與精磨，使用松香柏油拋光模與拋光粉（主要是氧化鈰）對零件進行拋光加工。
影響工藝的因素多且易變，加工精度可變性大，對操作人員的技術要求高，而對工具機精度、工夾磨具要求不是很苛刻。而光學零件的現代加工工藝，採用固著磨料，專用工具機，以范成法對光學玻璃進行銑磨成型用金剛石丸片粘結成成型模具對工件進行精磨；用拋光丸片粘結成拋光模，對工件進行拋光；工藝引數一經確定則比較穩定。精度變化小，易於定時定光圈定表面質量加工，形成流水線作業；機械化程度高，工序數少，對操作人員技術要求較低，而對工具機調整要求較高，工夾磨具專用且精度要求高。
適於大批量、單一品種加工工藝採用。
光學零件的加工過程主要有10個步驟：1.設計光學零件圖，2.
下料，3.粗磨，4.精磨，5.
拋光，6.透鏡的定心定邊，7.光學零件的膠合，8.
光學零件的鍍膜，9.光學光刻，10.晶體定向。
其中我們參與的有設計光學零件圖，下料，粗磨，精磨，拋光和鍍膜這6個步驟，其中設計光學零件圖在我們的光學設計與系統裝校的課程中已經學習過了，其餘5個步驟就在武漢職業技術學院的實習中進行的。我們需要作的就是這5個步驟。
在聽完了陳書劍老師的課後，我們在謝師傅的帶領下就進行實訓的第乙個環節：粗磨。
一．粗磨
1.切割由於下料這一步比較簡單，謝師傅替我們先下料了，我們只要求做粗磨這個環節。粗磨，也分為幾步：
毛坯加工，磨球面，磨平面，滾圓。在實訓中，我們需要使用兩種切割機，第一種是被稱作為外圓切割機（請看圖1）。這種切割機具有切口平整性好，勞動強度低的優點，但是裝夾特別費事，不太適合小塊材料的切割。
我們將一塊較大的毛坯切割成兩大塊，用得就是這個外圓切割機。而對於小塊材料的切割，我們使用的則是手工切割機（如圖2）。
圖1：外圓切割機實圖
手工切割機裝置簡單，不需要裝夾，但是勞動強度差，平整性差，操作起來有一定的危險性。我們將一塊較大毛坯切割成8塊，一共切了16塊小毛坯，這些小毛坯用來滾圓。
圖2：手工切割機
2.開平面在切割完光學玻璃後，需要將零件進行磨平處理，這一步是為了下一步的磨球面處理做下基礎。放置好平面磨具，啟動機器後然後按照一定的順序進行開平面磨處理。如圖3所示
圖3：開平面磨具
3.開球面開平面工序完成後，然後就是開球面的工序了。取下平面磨具，放置球面磨具，啟動機器。
磨球面時，必先進行倒角處理，一來防止操作人員受傷，二來可以避免光學零件在粗磨過程**現的邊緣缺口現象。磨球面時，需要注意得是，如果受力不均勻，那麼就會出現兩邊不對稱的現象，因此開球面是粗磨的最關鍵部分。為了避免出現受力不均勻，磨球面時謹記要定時的旋轉零件，這樣使它受力均勻。
注意，在開球面時，先使用280的粗砂，磨到快成一球面時，必須使用240的細砂。粗砂由於顆粒比較大，對零件的磨損程度也較大，適合於零件的變形，而細砂顆粒比較少，使用它是為了使其表面光滑。請看圖4
圖4 ： 開球面磨具
圖5：外圓銑磨機
4.滾圓圓形零件的毛坯膠成長條後進行磨外圓，稱作滾圓。外圓銑磨機加工外圓，外圓銑磨機採用光學筒形砂輪，在磨削時砂輪與工件旋轉形成某一角度（平常為30°左右）使一次磨削量增大。
這一步比較簡單，對粗磨的要求不是很高，因此大家都作得不錯。請看圖5
粗磨的檢驗
粗磨將塊料經切割後具有一定形狀和大小的光學零件毛坯，利用磨料或磨具加工成具有一定幾何形狀、尺寸精度和表面粗糙度的半成品光學零件。在實訓過程中，謝師傅要求我們做到中心厚度在10.6mm左右，直徑應該達到53mm，光潔度應該達到球面沒有瑕疵。
在粗磨完成後，需要進行包括面形檢驗、中心厚度檢驗和光潔度檢驗。
（1）面形檢驗
①樣板法：用金屬樣板卡工件被加工表面，觀察兩者曲率的吻合程度，這種方法精度不高；
②用簡易球徑儀測量矢高，檢查被加工表面的曲率半徑，這種方法不能檢查零件表面形狀的區域性誤差；
③擦貼法：即貼置模表面塗上一層極薄的黃油，然後將工件表面與其對擦，觀察工件表面與模具的接觸情況，一般要求工件外圓要均勻擦貼。並且環帶要圓，其擦貼度約為1/2~1/3，這種檢查方法精度較高。
（2）中心厚度檢驗：用游標卡尺測量中心厚度。
（3）光潔度檢驗：用肉眼觀察表面粗糙度，無砂眼和擦痕即可。
（4）光圈判斷 ： 利用標準的光圈可以檢驗出是高光圈還是低光圈來。高光圈: 樣板與工件中心接觸形成的光圈。低光圈: 樣板與工件邊緣接觸形成的光圈。
經過上述四個檢驗，發現本人所做的毛坯中心厚度符合要求。由於本人在開始磨球面時沒有倒角處理，致使毛坯邊緣處有些許缺口，另外還有少許砂眼和擦痕。屬於低光圈，經過謝師傅的解釋，球面磨具由於年代久遠，與標準的半徑有稍微的差距，因而形成低光圈。
二精磨及拋光
在粗磨完成後，接下來就是精磨和拋光的工序。這道工序同樣分成以下幾步：圖六：上盤及下盤
1. 上盤、下盤 ： 把光學零件粘結在粘結模上的過程稱為上盤或膠盤，它是裝夾光學零件的一種方式。把零件從粘結模上取下的過程稱為下盤。
2. 精磨 ： 進行上盤處理後，就可以精磨了。
精磨的目的就是保證工件達到拋光前所需要的面形精度、尺寸精度、表面粗糙度。這是整個光學零件加工最重要的一道工序。精磨磨得好，那麼光學零件的質量就比較高；如果精磨出現了一些差錯，那麼這個零件將會達不到要求，很有可能成為次品處理。
圖7：精磨工具機
圖七為精磨用得工具機，從圖中可以看出來，精磨與粗磨的機器，有少許不同。粗磨需要人工來操作，對技術人員的要求比較高；而精磨完全需要機器來操作，對技術人員的要求不是那麼高；精磨的效率在於粗磨的效率，得取決於使用了機器操作。
3.拋光： 精磨與拋光使用的是同一臺機器，粗磨完成後，缷下精磨磨具，裝上拋光用得磨具。然後塗上拋光粉，啟動機器，不定時地加拋光粉，以免機器磨壞光學零件。
4.清洗： 拋光完成後，需要對玻璃元件進行清洗。
零件的清洗是光學零件生產過程中，在各工序之間必須採取的工藝。清洗目的是清除前道工序在零件表面的殘餘物，為下道工序創造清潔的零件表面。由於使用了有機物品，因此清洗時必須使用含有高濃度的酒精，或者汽油才能清洗掉光學零件表面的雜物。
精磨的檢驗：清洗完後，需要對光學零件進行檢驗，檢驗包括光學零件的氣泡度、應力雙折射、光學均勻性、條紋度、表面疵病、光圈數等，精磨的檢驗非常嚴格，使用得儀器也是比較多，由於條件有限，何老師只檢驗光圈數、表面疵病。光圈檢驗的基本原理：
球面零件經拋光後，其面形精度主要使用光學樣板檢驗，若兩者的面形不一致，就形成一定的空氣隙，當波長為 λ的光射到空氣隙上，便形成等厚干涉條紋。所得到的干涉圖樣就是牛頓環，又叫光圈。所以樣板檢驗又叫「光圈檢驗」。
相鄰兩條紋之間空氣隙厚度差近似為λ/2，光圈數為n部位所對應的空氣隙厚度變化。表面疵病是指拋光後的光學表面存在的擦痕、麻點、開口氣泡、破點及破邊等，光學零件表面疵病在圖紙上用字母「b」表示。開口氣泡和破點可以視為麻點，所以表面疵病主要是標註擦痕、麻點及破邊。
表面疵病的檢驗方：以黑色螢幕為背景，光源為電壓36v，功率60w-100w的普通白熾燈，在透射光和反射光下用6×放大鏡觀察。
檢驗結果：在檢查光圈時，大多數同學沒有達到0光圈的要求，只有極少數人能夠達到0光圈的要求，在進行表面疵病檢驗時，由於在粗磨過程**現的問題，以致全組都出現了較多的疵病，因此被列為次品處理。
三鍍膜在鍍膜這道工序中，陳書劍老師先給我們講述了鍍膜的基本原理及一些重要的理論，實踐操作過程由謝師傅進行操作的，我們一組的人在一旁觀賞。由於鍍膜機已經壞了，這道工序沒有做成，因此稍帶遺憾。
光學薄膜不僅用於純光學器件，在光電器件、光通訊器件上也得到廣泛的應用。幾乎所有的光學系統和廣電系統或光電儀器都包含有各種光學薄膜。鍍膜是將光學薄膜沉積在光學零件表面的製造過程。
光學薄膜按照用途分為增透膜（減反射膜）、內反射膜、外反射膜、分束膜、濾光膜、保護膜、導電膜、偏振模、新型功能薄膜；按照薄膜的材料分為金屬膜，電解質膜，有機薄膜，鍍膜採用的工藝主要有沉積的方法和真空蒸發鍍膜。
沉積的方法：
（1）物理氣相沉積 pvd技術的沉積物直接來自鍍料。需要使用真空鍍膜機，製造成本，但膜層厚度可以精確控制，膜層強度好，目前已廣泛使用。根據膜料氣化方式的不同，又分為熱蒸發、濺射、離子鍍及離子輔助鍍技術。
其中熱蒸發技術使用廣泛。
（2）化學氣相沉積 cvd技術是反應器內化學物質經化學反應形成固態沉積物的技術。其工藝簡單，製造成本低，但膜層厚度不能精確控制，膜層強度差，較難獲得多層膜，還存在廢水廢氣造成汙染的問題，已很少使用。
圖8：鍍膜機的真空室
本次實訓中使用得是真空蒸發鍍膜，其基本原理是真空蒸發鍍膜法就是在
的真空中加熱鍍膜材料，使它在極短時間內蒸發，蒸發了的鍍膜材料分子沉積在基片表面上，由於基片表面溫度較低，便凝結其上形成薄膜。鍍膜機如圖8和圖9所示。
圖9：鍍膜機的正面圖
真空鍍膜機的最主要的部分就是真空系統，如圖8所示。其原理圖如圖10所示。
00光學玻璃加工實習報告
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