晶亮光电小编-带你了解为什么要对透镜进行定心和磨边?

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光学冷加工的基本工艺为,铣磨毛坯-精磨-抛光-定心磨边-(胶合)-清洗-镀膜-涂墨。经过精磨抛光后的透镜,一般为未定心,存在中心的偏差,分为以下两种情况:(1)光轴倾斜。(2)中心偏离。

透镜的定心与磨边

 

透镜的定心与磨边

因此为了保证装配后的成像质量不受影响,需要将光轴与机械轴重合,并且打磨掉形状奇怪的边缘,保证装配固定时的准确性。这个工艺流程称之为定心磨边

定心的实质是利用透镜所确定的几何轴线,来寻找并确定看不见的理想光轴,将透镜两个工作面的球心置于机床的旋转主轴上,这样就将以理想光轴为中心的磨边过程,变为以机床主轴为回转中心的修磨过程。磨边的实质是通过磨削透镜的外圆,使透镜定心之后确定的光轴和透镜的几何轴相重合,以得到光轴与基准轴重合的透镜,并且使透镜的口径达到光学系统所要求的大小。

2.光学定心

光学定心法是一种利用光成像原理来实现透镜定心的方法,主要包括透镜表面直接反射像定心法、透射像定心法、球心自准反射像定心法和激光定心法等。

1)透镜表面反射像定心法工件粘贴在机床的夹头上,旁边放置光源,机床夹头带动工件旋转,如果工件未定心,其对与光源表面反射像点将会随着旋转而不断跳动,此时通过移动调整透镜使得其像点不跳动,即可完成定心。但是其精度较低,定心精度为e=0.0363mm。

2)透射像定心法其使用显微镜观察被定心透镜的焦点像,当透镜旋转时焦点像不动则定心完成,但是其精度也较低。

3)球心自准反射像定心法也是利用了光的反射原理,透镜工作面曲率中心的偏移程度根据工件旋转时发光物体在该透镜上的反射像的偏离程度来判断。使用时,透镜的球心与显微镜的工作点O重合,通过观察3处分划板像的跳动来调整,用网格来衡量定心偏差。

3.机械定心

机械定心使用同轴夹头压紧透镜实现自动定心。当透镜固定在机床上,夹头对透镜两端施加压力,如果透镜未定心,透镜表面与夹头只有一个点接触,透镜受到的压力F指向球心,此时F可以分解为指向机械轴的定心力B和夹紧力N,定心力克服摩擦力R将透镜挤向中心,直到接触点扩大到一个圆,定心力平衡,透镜光轴与机械轴重合完成定心。

 

3) 影响机械法定心精度的因素
1)机床主轴径向跳动
机床主轴径向跳动直接会造成透镜基准轴的位置变化,因此,机床使用前一定要校正主轴跳动,使其径向跳动小于定心精度。
2)接头
机械法定心的关键是定心接头的精度和质量,要防止接头表面划伤抛光表面,并能保证定心后的中心误差精度,因此,对接头提出如下要求:
(a)接头轴与机床回转轴的重合精度应高于定心精度。
(b)接头端面应与几何轴线精确垂直。
(c)接头端面应光滑,不能擦伤透镜抛光表面,表面粗糙度应达到Ra0.16。
(d)接头外径比透镜完工外径小0.15~0.30mm。
(e)接头材料通常选用黄铜或钢。

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