光学的基礎:微粉砕(砂吊り)

Nov 04, 2020

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①部品表面の凹凸層の深さを浅くし、均一性を向上させます。


②部品の表面構造や形状の研磨要件を満たすために、部品表面の表面形状精度と関連する寸法精度をさらに向上させます。


方法:


緩い研磨剤と固定された研磨剤の微粉砕。


1.緩い研磨剤の微粉砕


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光学部品の微粉砕では、通常、2つの砂、つまり粒子サイズの異なる2つの研磨剤を使用します。


最初の砂の砥粒サイズがW28の場合、2番目の砂の砥粒サイズはW14です。


一部の特殊部品には3つまたは4つの砂が必要であり、砥粒サイズはW28、W14、W10、W7などです。微粉砕プロセスの要因には主に次の点が含まれます。


①ファイングラインドモールドとミラープレートの相対サイズ。


②指ぬきのスイング範囲。


③指ぬきの前後の延長。


④スピンドルの回転とシンブルのスイング速度。


2.ダイヤモンド高速微粉砕


1.ダイヤモンド高速精密研削工具


ダイヤモンド高速微粉砕研磨剤は、ダイヤモンド微粉砕ディスクでできており、研磨剤のベースに特定の配置で接着され、研削によって作られます。


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(1)球状ダイヤモンド微粉砕型の形状は、凸型微粉砕型または凹型微粉砕型のいずれかです。すべては、細かい研磨シート、バインダー、研磨ベースで構成されています。


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(2)球面ダイヤモンド微研削金型の曲率半径は、研磨後の加工球面の曲率半径の公称サイズです。そして、細かく研磨した後の開口部に応じて、曲率半径をトリミングするために研磨した後の開口部よりも低いいくつかの開口部。


一般的に、3〜5Nは高速微粉砕用に、5-10Nは緩い砥粒の微粉砕用に確保されています。


凸球面:Rcm> Rtm> Rjm1> Rjm2> Rpm


凹球面:Rcm<><><><>


(3)微粉砕金型とミラープレートの相対位置とサイズ


1.微研削金型とミラープレートの相対位置を緩い研磨剤で細かく研磨し、工作機械の主軸に凸面を取り付けます。ダイヤモンド高速微粉砕、ダイヤモンド研削工具は工作機械のスピンドルに取り付けられています。


2.微粉砕型とミラープレートの相対的なサイズ


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3.微粉砕金型の基本曲率半径




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式では、パンチはGGquot; -GGquot;を取ります。符号を付けると、凹型ダイはGG quot; + GGquot;を取ります。符号。


第二に、微粉砕ディスクの特性パラメータの選択


(1)粒度の選択高速精密研削では、より高い研削効率とより良い表面粗さの両方を備えたダイヤモンド砥粒が必要です。


最初の微粉砕の場合、適切なダイヤモンド研削ディスクのサイズはW28またはW20です。


2回目の微粉砕にはW10またはW7が適しています。


微粉砕を1回だけ使用する場合は、W14が適切です。


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(2)濃度の選択。濃度が低すぎたり高すぎたりすると、微粉砕の効率と品質に悪影響を及ぼします。最適な濃度は国内外で均一ではありません。国内では30〜50%です。国際的には45%です。


(3)ディスク研削用接着剤高速精密研削では、青銅接着剤や鋼接着剤など、国内外で広く使用されています。ブロンズ接着剤は主に中国で使用されています。


(4)微粉砕シートの形状とサイズ


磨かれた円盤の形状:一般的に円形ですが、海外でも長方形です(ソビエト連邦)。円には、フラット、コンベックス、コンケーブの3つの形式があります。


グラインディングディスクのサイズ:主にグラインディングディスクの直径と厚さを指します。さらに、ダイヤモンド層の厚さと曲率半径があります。


微粉砕プレートの直径:曲率半径、微粉砕金型の直径、ミラーディスクの直径によって異なります。


微粉砕ディスクの厚さ:主に微粉砕ディスクの直径に依存します。




(5)カバー率の選択


被覆率:研磨工具のボール全体の表面積に対する、研磨工具に配置された微細研削板の表面積の合計の比率を指します。




Z-微粉砕片の数。 Ap-各微粉砕片の面積。 AW-研削工具ボールの表面積。


被覆率の選択は、主に研磨工具の曲率半径に依存します。




(6)ファイングラインディングディスクの配置は、以下の要件を満たす必要があります。グラインディングツールの形状安定性を確保するため。デッドスポットが発生しないようにし、熱放散と切りくず除去を容易にするためにクーラントを妨げないようにする必要があります。


1.同心円状に配置


2つの状況があります。1つは、隣接する2つの微粉砕ディスクが各同心円上に互い違いに配置されている場合です。つまり、半径方向に重なりがあります。もう1つは、異なる円に配置された微粉砕ディスクのクリアランスが等しくないことです。


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2.スパイラルアレンジメント


3.球状ダイヤモンドモールドの理想的な摩耗則。摩耗率:ガラスに対するカビの摩耗の比率、およびガラスの除去に対するカビの摩耗の比率。鋳鉄とガラスの場合、摩耗率は1:100です。ダイヤモンド研削ディスクの場合、1:3000です。


1.ダイヤモンド砥粒の摩耗量と摩擦仕事の関係ダイヤモンド砥粒の摩耗は、主に機械的作用、すなわち、ダイヤモンド粒子の摩耗、破損、脱落、および結合剤の摩耗の結果です。


実験はそれを示しています:


特定の圧力範囲では、研削ディスクの摩耗は圧力に比例します。


特定の速度範囲では、摩耗は相対的な研削速度に比例します。


ガラスの元の表面粗さが同じである場合、研削ディスクの摩耗量は有効研削時間に比例します。


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理想的な摩耗状況では、研磨工具の表面の各点の摩耗間の余弦関係があるため、理想的な摩耗の法則を余弦摩耗の法則と呼びます。


理想的な摩耗を実現する方法は?主に2つの方法があります。


(1)研磨ディスクの配置と分布が余弦定理の法則を満たすように、所定の速度と圧力分布の下で研磨ツールを設計します。


(2)研磨工具をセットしたら、コサイン摩耗の目的を達成するために、研磨工具に一致する適切な速度と圧力分布を選択します。


4.ダイヤモンド高速微粉砕のクーラント


ダイヤモンドの高速精密研削クーラントには、冷却、潤滑、洗浄、化学作用の4つの主要な機能があります。


1つは、冷却効果


冷却効果:クーラントが研磨工具とワークピースの表面を流れるときに熱を吸収して奪う能力を指します。


すべての液体の中で、水の比熱が最も大きく、油の2〜3倍です。標準大気圧で沸騰すると、水の蒸発熱は油の7〜15倍になります。水の熱伝導率は油の熱伝導率の3〜5倍です。


2.潤滑


潤滑:ダイヤモンド砥粒工具とワークピースの接触面との間の摩擦を低減する能力、つまり、研削抵抗と砥粒摩耗を低減する能力を指します。


三、洗浄効果


洗浄機能:主に、処理中に生成されたガラスチップや研磨チップを時間内に除去する能力を指します。


4、化学作用


現在、国内外の高速微粉砕に広く使用されているクーラントは水を中心に、少量のトリエタノールアミン、グリセリン、硫酸ニッケルなどを添加して、トリエタノールアミン-水、グリセリン-水、トリエタノールアミン-を生成します。グリセリン-水など。水溶性クーラント。


1.ダイヤモンド研磨工具に対するクーラントの化学的自己研ぎ効果


ダイヤモンド微粉砕ディスク内の結合剤銅は、二酸化炭素、空気中の酸素、および冷却液中の水と2つの塩基性炭酸銅を形成できます。1つは緑青[CuCO3・Cu(OH)2・H2O]と呼ばれ、もう1つは種はブルーアズライト[2CuCO3・Cu(OH)2]と呼ばれます。 、


2.クーラントによる二酸化炭素の吸収


ガラスが加水分解された後、ケイ酸ゲルフィルムに加えて、水酸化ナトリウムも生成されます。空気中の二酸化炭素と反応して炭酸ナトリウムを生成します。この種の塩はガラス表面を腐食します。


5.光学部品の上部プレート1.平行平面上部プレート


(1)ロジン蜜蝋接着剤の充填方法


方法1:


最初にボンディングモールドをきれいに拭き、加熱後にボンディング接着剤の層を適用し、次に予熱されたワークピースを置き、特定の圧力を加えて余分な接着剤を絞り出します。


特徴:この方法は、高口径平行度を必要としない部品のアッパープレートの粗研削およびアッパープレートの微研削でよく使用されます。


方法2:


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まずボンディングモールドをきれいに拭き、次にクリーニングしたワークピースを置き、部品の隙間に粉末状の接着剤を振りかけ、ボンディングモールドを加熱して、ボンディング接着剤が溶けて部品の端から浸透するようにします。


利点:操作が簡単です。


短所:並列処理は高くなく、表面精度の高い薄いスライスには適していません。


(2)調剤・配置方法


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粘着ストリップを貼り付けることができる温度にワークピースを加熱し、ワークピースのサイズに応じて粘着ストリップを均等に配置します。冷却後、配置型に貼り付け、加熱したボンディング型を配置し、配置型周辺の位置決めストリップに自然落下させ、自然冷却後、ミラープレートを水平方向に引き下げます。


利点:より良い表面形状(N=0.5)と平行度(θ= 30GG#39;)が得られます


短所:高圧および高速の処理条件に耐えることができず、振動の恐れがあり、より高い室内温度勾配が必要です。


(3)フローティンググルーローディング方式


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最初にボンディングパッドを清掃してから、清掃した部品を装着します。研磨面の場合は、開口部がはっきりしているので、部品間の隙間に接着剤を落とします。冷却後、処理する部品の表面の接着剤をこすり落とします。


利点:ワークピースとボンディングプレートを加熱する必要がなく、ワークピースはより高い平行度と表面精度を実現できます(N≤0.5、θ≤10GG#39;)。


短所:高速および高圧の処理条件に耐えることができず、移動が容易です。


(4)フォトプラスチックローディング法


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パーツの光沢のあるゴムの表面を拭いた後、光沢のあるゴムのバッキングプレートに置いて開口部を明確にし、パーツの片側から少し圧力をかけます。接着剤の表面に気泡や白い斑点がある場合は、アルコールランプを使用してワークピースを局所的に加熱し、接着剤を取り外して再度清掃してから、接着剤を再度仕上げます。


利点:平行度と平坦度は非常に高い精度に達することができます(N<>、θGGlt;>)。


短所:フォトレジスト表面の欠陥レベルに一定の影響があります。激しい振動、突然の寒さと暑さを恐れています。


第二に、プレート上のレンズ


(1)柔軟なリスト


まずレンズの形に合わせてファイヤーラッカーボールを作り、予熱したレンズの上にファイヤーラッカーボールを置き、冷やしてから取り出し、決められた配置で加工面を拭き、レンズを貼り付けます。オイルの薄層でコーティングされています金型に入れ、加熱されたボンディング金型を入れて、周囲の端の位置決め部品に沈むのを待ち、冷却後に取り出します。


特徴:加工面をベースに、ボンディングモールドはシンプルで用途が広い。


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(2)リジッドハンギングプレート


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まず、接着剤が溶ける温度まで接着剤を加熱し、接着紙を貼り付けるか、接着剤スティックを使用して固定溝をコーティングしてから、予熱したワークを接着剤型に貼り付けて冷却します。研磨面が接着されている場合は、保護する必要があります。


特徴:接合面を基準面として、ディスクの装填工程が簡単で、粗研削がディスクに加工でき、より高速・高圧に耐えることができます。接合金型は非常に特殊であり、加工金型のコストは高い。


三、プリズム吊り板


(1)モールドハンギングプレートをクランプする弾性方法:


部品を加熱した後、接着面にファイヤーペイントストリップを貼り付けます。冷えたら、型締溝の位置に合わせて平型に配置し、型締金型の周囲に厚さ約2mmのリミットストリップを配置します。ラッカーの温度を溶かした後、限界バーまで配置された部品に正確に置きます。その後、自然に冷まします。


剛性法:


部品を型締金型の溝に入れ、ネジで押します。型締金型を加熱した後、接着溝に接着剤を塗布し、予熱したブランクプリズムを冷まします。


利点:プレート上での簡単な操作。


短所:中精度および低精度のパーツにのみ適しており、複雑な形状のパーツには一定の制限があります。


(2)石膏ハンギングプレート


油の薄層でコーティングされた配置型で処理される表面を拭き、プリズム間のギャップに約2mmのパラフィンワックスを振りかけます。配置型の周りに輪ゴムを置き、支持型を装着し、調整した石膏スラリーを注ぎ、プリズムを約30mm沈めます。石膏スラリーが固まったら、ゴムリングを外して配置型から水平方向に引き下げ、表面のパラフィンを溶かし、露出した石膏型の表面にパラフィン層を塗布して侵食を防ぎます。


特徴:強力な汎用性、低角度精度(θGGgt; 3 GG#39;)、研磨面には防食保護が必要です。


(3)プレートに置く


フォトレジストツールをクリーニングしてバッキングプレートに置き、クリーニングしたプリズムフォトレジスト表面をツールのフォトレジスト表面に貼り付けます。このとき、明確な干渉縞が現れます。フォトレジスト表面の空気をそっと絞り、縞模様を取り除きます。それが消えてフォトレジストを形成します。次に、軽いプラスチックのツールを軽いプラスチックのバッキングボードに置き、最後に軽いプラスチックの表面のすべての隙間を保護塗料でコーティングします。


利点:より高い角度精度が得られます。


短所:高精度のフォトグルーツールが必要です。表面欠陥の要件が高いプリズムの場合、フォトレジスト表面には特定の制限があります。フォトレジストディスクは、激しい振動や急激な温度変化にさらされるべきではありません。


(4)体にぶら下がっている


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ワークピースの精度を確保するために、ボディの角度精度と平行度に依存します。実際、フォトレジストハンギングプレートは一種のボディハンギングプレートでもあります。ワークをバッキングボディに接着し、バッキングボディを平型に固定します。


利点:高い処理精度。研磨面を腐食するのは簡単ではありません。単一のピースの角度を手動でトリミングする必要はありません。一部のワークを本体に接着した後、本体を回転させることで複数面を連続加工できます。


短所:それは高いボディ精度と難しい製造を必要とします。


6.微粉砕に影響を与えるプロセス要因


1.バルク研磨処理


(1)スイング振幅は、上型のスイング振幅です。スイングが大きいほど、上型の中央と下型のエッジがより研磨されます。したがって、スイング振幅は適切である必要があります。


平型の場合、上型のスイング距離は下型の直径の0.45〜0.65の範囲内です。


球形の金型の場合、上型のスイング角度は下型の開き角2γの0.4〜0.55の範囲内です。


(2)シンブル前後の上部モールドの中心と下部モールドの中心との間の偏差。偏差が大きいほど、上型の中心と下型の端が削られます。


平面の場合、偏差はスイング振幅の0〜0.1になります。


球面の場合は0〜0.4です。


(3)スピンドル速度と上型スイング速度の比率は、スピンドル速度と偏心ホイール速度の比率です。スピンドル速度が速いほど、下型のエッジの研削が大きくなります。偏心輪の回転が速いほど、上型と下型の中央部の研削が速くなります。


飛行機の場合、スピンドル速度はスイング振幅の0.4〜0.8倍です。


球面の場合、スピンドル速度はスイング振幅の1〜2.5倍です。


(4)注意が必要な事項


①研磨剤の粒度は均一でなければなりません。これは精度と品質の鍵の1つです。


②研磨剤を添加するたびに、均一に分散させる必要があり、グループで添加することは適していません。


③研磨剤懸濁液は薄すぎたり厚すぎたりしないでください。さもないと傷が付きやすくなります。


④研磨剤を交換するときは、ワークピースとミラーディスクをきれいにこすり洗いし、マシンテーブルもきれいに拭いてください。


⑤微粉砕が終わったら、虫眼鏡を使って表面に粗い砂穴や傷がないか確認してください。


⑥研磨面の曲率半径や平坦度を頻繁にチェックし、変化が大きい場合は金型をトリミングしてください。


(5)一般的な欠陥とその原因


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2.高速ダイヤモンド砥粒加工


(1)工作機械の主軸速度ガラスの研削量は工作機械の主軸速度に比例します。


(2)ミラーディスクの圧力ガラスの研削量は、ミラーディスクの圧力に比例します。


(3)処理時間の影響ガラスの粉砕量は処理時間に正比例します。


(4)ワークの初期表面粗さワークの初期表面粗さは、高速微粉砕の精度に影響を与えます。粗さが大きいほどガラス研削量が多く、微粉砕後の粗さが大きくなります。


(5)アパーチャマッチングアパーチャマッチングとは、処理されたレンズディスクの曲率半径と最終的に完成した曲率半径の差を指します。一般に、レンズディスクは完成した絞りよりも3〜4絞り低くなります。


(6)ダイヤモンドファイングラインディングプレートの被覆率は、グラインディングボリュームに反比例します。大きな球面の場合、被覆率は小さくなり、小さな球面の場合、被覆率は大きくなります。


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