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    光學冷加工工藝簡介

    • 分類:行業新聞
    • 作者:西安工業大學碩士論文
    • 來源:搜狐網
    • 發布時間:1634807732000

    光學冷加工工藝簡介

    【概要描述】摘要:光學冷加工行業主要生產光學元器件,為光學儀器、光電子圖像信息處理產品等的下游行業提供鏡片、鏡頭等光學元件,在整個產業鏈構成中處于生產半成品的中間環節。光學冷加工工藝的合理性,對產品的質量,生產效率有顯著影響。

    1.光學冷加工發展現狀

    我國光學冷加工加工技術,雖然有較長歷史但具有完整的生產工藝是在1950年以后。光學冷加工工藝在1950年之前雖然已有所采用,但完整性不足。新中國成立以后,經過光學行業各方面人士的努力,逐步形成了較為完善的加工工藝。經過半個多世紀的發展,本世紀初,我國光學制造業進入了發展的高峰,已形成了很強的生產能力,并取得了較為輝煌的成果。

    據不完全統計,我國光學制造能力已達到每年可達五億件以上。我國光學冷加工的能力在國際上應當是名列前茅的,但我們的生產工藝卻是比較落后的。主要表現在以下幾個方面:

    (1)不能大批量生產高精度元件。

    (2)不能制造高精度的特種光學零件。

    究其原因有很多,主要原因如下:

    (1)生產設備比較落后,精度及速度無法適應現代化生產的需要。

    (2)執行工藝規程不夠。

    (3)沒有專門工藝研究和工藝設備的研究開發單位。

    (4)暫未形成相關的行業法規。

    在國際光電產業結構調整、產業轉移的趨勢下,世界范圍內的光學冷加工產能均大規模向中國轉移。目前中國的元件制造商主要給亞洲的光電產品制造商配套生產為主。

    國內的傳統光學加工企業抓住機遇,向現代光學加工企業轉型。通過與國際先進企業的積極合作,國內企業憑借制造成本優勢使企業的生產規模迅速擴大,拉動光學冷加工行業進入一輪高速成長的景氣循環,中國大陸成為繼中國臺灣之后全世界最大規模的光學冷加工產能承接地和聚集地。

    國內光學元件產業的發展現狀如下:

    (1)國內企業憑借制造成本優勢使企業的生產規模迅速擴大。

    (2)國家大幅增加了對光學元器件及光電應用的技術研發與投入。

    (3)通過與國際先進企業的積極合作,國內的傳統光學加工企業抓住機遇,向現代光學加工企業轉型。

    (4)不少產品的國內市場主要份額已被中國廠家所占據并保持較大數量的出口。

    以上這些都為中國光學元件產業進一步參與國際競爭奠定了可靠的基礎。

    國內光學元件產業發展勢頭強硬,但同時有著阻礙產業發展的因素:

    (1)企業群體龐大,但規模小而分散。

    (2)高端技術難以達到,而傳統光學元件產業競爭激烈,利潤低而微薄。

    (3)工藝技術、核心材料、關鍵器件與生產設備4個關鍵因素落后。

    (4)在產業布局上,目前國內光學產業大部分仍集中在產業鏈的中低端,缺乏規?;南到y配套與產業,部分重要的器件與材料依舊需要進口。

    (5)光電企業與研究院所相互獨立,難以取得相互支持的有利效應。

    2.光學零件加工的工藝流程

    光學零件加工的工藝流程隨加工方式不同而異。光學零件的加工方式主要有兩類:傳統(古典)加工工藝和機械化加工工藝,中小批量主要以傳統加工工藝為主。傳統工藝的特點主要有:

    (1)使用散粒磨料及通用機床,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。先用金剛砂對零件進行粗磨與精磨,然后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。影響工藝的因素多而易變,加工精度可變性也大,通常是幾個波長數量級。高精度者可達幾百分之一波長數量級。

    (2)手工操作量大,工序多,操作人員技術要求高。對機床精度,工夾磨具要求不那么苛刻,適于多品種,小批量、精度變化大的加工工藝采用。

    傳統加工工藝過程,以一個透鏡為例,先后依次經過以下一些工序:

    (1)毛坯加工。包括按光學零件圖選擇合適的塊料,切割整平、劃分、膠條、滾圓開球面。

    (2)粗磨加工。使表面粗糙度及球面半徑符合細磨要求。傳統工藝中粗磨是單件進行的。一般采用傳統工藝加工的工廠中,粗磨車間往往包括毛坯加工。

    (3)上盤:粗磨之后,經清洗,將一個個透鏡毛坯按同半徑組合成盤。即依靠粘結膠把分散的透鏡固定在球形粘結膜上,應注意的是成盤時要使每一個透鏡毛坯的被加工面都處于同一半徑的球面上。

    (4)細磨拋光工序。在加工第一表面時,細磨到拋光過程中一般是不需拆盤的,即一次一盤完成。操作中,先使用粒度依次變細的三至四道金鋼砂將被加工面研磨到拋光要求的表面粗糙度,然后清洗,進行拋光。拋光是用一定半徑的拋光模加拋光粉進行。一面加工完畢后,涂上保護膜,翻面再進行上盤。細磨拋光加工第二表面。

    (5)定心磨邊工序。透鏡加工過程中會出現光軸和定位軸偏離(稱為偏心)。定心磨邊的任務是消除偏心,并使側圓柱面徑向尺寸達到裝配要求。傳統工藝的磨邊常在光學定心磨邊機上進行。

    (6)鍍膜工序,對表面有透光要求的透鏡,要加鍍增透膜。球面反射鏡要鍍反射膜。有的還要鍍其它性質的薄膜,依使用要求由設計決定。

    (7)膠合工序。對成象質量要求較高的鏡頭,往往采用幾塊透鏡膠合而成。膠合應在鍍膜以后進行。

    以上這些工藝過程可簡略表示如下:

    選料——切割——整平——膠條——滾圓——開球面——粗磨球面——上盤——細磨——拋光——下盤;

    第二面上盤——細磨——拋光——下盤——定心磨邊——鍍膜——鏡片膠合。

    3.結束語

    本文對我國光學零件的加工工藝過程進行簡要的總結,并提出一套適合中小批量光學產品生產的工藝要求。對中小批量光學鏡片的生產具有一定的指導意義。

    • 分類:行業新聞
    • 作者:西安工業大學碩士論文
    • 來源:搜狐網
    • 發布時間:2021-10-21 17:15

    摘要:光學冷加工行業主要生產光學元器件,為光學儀器、光電子圖像信息處理產品等的下游行業提供鏡片、鏡頭等光學元件,在整個產業鏈構成中處于生產半成品的中間環節。光學冷加工工藝的合理性,對產品的質量,生產效率有顯著影響。

    1.光學冷加工發展現狀

    我國光學冷加工加工技術,雖然有較長歷史但具有完整的生產工藝是在1950年以后。光學冷加工工藝在1950年之前雖然已有所采用,但完整性不足。新中國成立以后,經過光學行業各方面人士的努力,逐步形成了較為完善的加工工藝。經過半個多世紀的發展,本世紀初,我國光學制造業進入了發展的高峰,已形成了很強的生產能力,并取得了較為輝煌的成果。

    據不完全統計,我國光學制造能力已達到每年可達五億件以上。我國光學冷加工的能力在國際上應當是名列前茅的,但我們的生產工藝卻是比較落后的。主要表現在以下幾個方面:

    (1)不能大批量生產高精度元件。

    (2)不能制造高精度的特種光學零件。

    究其原因有很多,主要原因如下:

    (1)生產設備比較落后,精度及速度無法適應現代化生產的需要。

    (2)執行工藝規程不夠。

    (3)沒有專門工藝研究和工藝設備的研究開發單位。

    (4)暫未形成相關的行業法規。

    在國際光電產業結構調整、產業轉移的趨勢下,世界范圍內的光學冷加工產能均大規模向中國轉移。目前中國的元件制造商主要給亞洲的光電產品制造商配套生產為主。

    國內的傳統光學加工企業抓住機遇,向現代光學加工企業轉型。通過與國際先進企業的積極合作,國內企業憑借制造成本優勢使企業的生產規模迅速擴大,拉動光學冷加工行業進入一輪高速成長的景氣循環,中國大陸成為繼中國臺灣之后全世界最大規模的光學冷加工產能承接地和聚集地。

    國內光學元件產業的發展現狀如下:

    (1)國內企業憑借制造成本優勢使企業的生產規模迅速擴大。

    (2)國家大幅增加了對光學元器件及光電應用的技術研發與投入。

    (3)通過與國際先進企業的積極合作,國內的傳統光學加工企業抓住機遇,向現代光學加工企業轉型。

    (4)不少產品的國內市場主要份額已被中國廠家所占據并保持較大數量的出口。

    以上這些都為中國光學元件產業進一步參與國際競爭奠定了可靠的基礎。

    國內光學元件產業發展勢頭強硬,但同時有著阻礙產業發展的因素:

    (1)企業群體龐大,但規模小而分散。

    (2)高端技術難以達到,而傳統光學元件產業競爭激烈,利潤低而微薄。

    (3)工藝技術、核心材料、關鍵器件與生產設備4個關鍵因素落后。

    (4)在產業布局上,目前國內光學產業大部分仍集中在產業鏈的中低端,缺乏規?;南到y配套與產業,部分重要的器件與材料依舊需要進口。

    (5)光電企業與研究院所相互獨立,難以取得相互支持的有利效應。

    2.光學零件加工的工藝流程

    光學零件加工的工藝流程隨加工方式不同而異。光學零件的加工方式主要有兩類:傳統(古典)加工工藝和機械化加工工藝,中小批量主要以傳統加工工藝為主。傳統工藝的特點主要有:

    (1)使用散粒磨料及通用機床,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。先用金剛砂對零件進行粗磨與精磨,然后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。影響工藝的因素多而易變,加工精度可變性也大,通常是幾個波長數量級。高精度者可達幾百分之一波長數量級。

    (2)手工操作量大,工序多,操作人員技術要求高。對機床精度,工夾磨具要求不那么苛刻,適于多品種,小批量、精度變化大的加工工藝采用。

    傳統加工工藝過程,以一個透鏡為例,先后依次經過以下一些工序:

    (1)毛坯加工。包括按光學零件圖選擇合適的塊料,切割整平、劃分、膠條、滾圓開球面。

    (2)粗磨加工。使表面粗糙度及球面半徑符合細磨要求。傳統工藝中粗磨是單件進行的。一般采用傳統工藝加工的工廠中,粗磨車間往往包括毛坯加工。

    (3)上盤:粗磨之后,經清洗,將一個個透鏡毛坯按同半徑組合成盤。即依靠粘結膠把分散的透鏡固定在球形粘結膜上,應注意的是成盤時要使每一個透鏡毛坯的被加工面都處于同一半徑的球面上。

    (4)細磨拋光工序。在加工第一表面時,細磨到拋光過程中一般是不需拆盤的,即一次一盤完成。操作中,先使用粒度依次變細的三至四道金鋼砂將被加工面研磨到拋光要求的表面粗糙度,然后清洗,進行拋光。拋光是用一定半徑的拋光模加拋光粉進行。一面加工完畢后,涂上保護膜,翻面再進行上盤。細磨拋光加工第二表面。

    (5)定心磨邊工序。透鏡加工過程中會出現光軸和定位軸偏離(稱為偏心)。定心磨邊的任務是消除偏心,并使側圓柱面徑向尺寸達到裝配要求。傳統工藝的磨邊常在光學定心磨邊機上進行。

    (6)鍍膜工序,對表面有透光要求的透鏡,要加鍍增透膜。球面反射鏡要鍍反射膜。有的還要鍍其它性質的薄膜,依使用要求由設計決定。

    (7)膠合工序。對成象質量要求較高的鏡頭,往往采用幾塊透鏡膠合而成。膠合應在鍍膜以后進行。

    以上這些工藝過程可簡略表示如下:

    選料——切割——整平——膠條——滾圓——開球面——粗磨球面——上盤——細磨——拋光——下盤;

    第二面上盤——細磨——拋光——下盤——定心磨邊——鍍膜——鏡片膠合。

    3.結束語

    本文對我國光學零件的加工工藝過程進行簡要的總結,并提出一套適合中小批量光學產品生產的工藝要求。對中小批量光學鏡片的生產具有一定的指導意義。

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