【正文】 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院Henan Polytechnic Institute 畢 業(yè) 設(shè) 計題目 球面樣板的加工工藝 系別 光電工程系 專業(yè)　　　　 精密機械技術(shù)　　　　 　班級 姓名 學(xué)號 0104090225 指導(dǎo)教師 日期 2011年9月7日 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：球面樣板的加工工藝設(shè)計要求：1. 設(shè)計球面樣板加工的尺寸和精度要求，并附圖例2. 設(shè)計出球面樣板的制造工藝（包括球體，弧形樣板），并設(shè)計出球體制造的工藝的工序要求，其中要求圖文并用。，并附圖解釋。設(shè)計任務(wù)：1．設(shè)計球面標(biāo)準(zhǔn)樣板；2. 設(shè)計球面樣板的制造工藝及設(shè)計圖示；3．設(shè)計球面樣板的曲率半徑；4. 樣板的精度分析與檢驗；4．寫出詳細(xì)畢業(yè)設(shè)計說明書（10000字以上），要求字跡工整，原理敘述正確，會計算主要元器件的一些參數(shù)，并選擇元器件。設(shè)計進度要求：第一周： 收集資料，在圖書館查看書籍，在實踐中聽取師傅的教導(dǎo)，在網(wǎng)上查找各類相關(guān)資料盡量使資料完整、精確、數(shù)量多，有利于論文的撰寫。第二周：將收集到的資料仔細(xì)整理分類，及時與導(dǎo)師進行溝通。將設(shè)計的雛形確立起來，論文的文字?jǐn)⑹鋈孔龊谩５谌埽哼M行相關(guān)圖形的繪制工作和夾具的設(shè)計工作，把文字、繪圖、排版、校對等項工作完成。指導(dǎo)教師（簽名）： 摘 要光學(xué)樣板是光學(xué)零件制造過程中使用最廣泛、最簡便的一種精密測量工具。因此，在光學(xué)零件生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備階段，必須先設(shè)計和制造一套標(biāo)準(zhǔn)樣板和一定數(shù)量的工作樣板。光學(xué)樣板按形狀分為球面樣板、平面樣板和柱面樣板。近年來，球面光學(xué)零件的需求量越來越大，因此，對球面樣板的設(shè)計，制造技術(shù)提出了更迫切的要求。本文詳細(xì)系統(tǒng)地闡述了球面標(biāo)準(zhǔn)樣板的設(shè)計方法以及球面樣板加工磨具的設(shè)計，通過自己親身實踐，對球面標(biāo)準(zhǔn)樣板的制造工藝過程（下料，粗磨，精磨，拋光）和檢測方法有了更深刻的了解和認(rèn)識，并且對球面標(biāo)準(zhǔn)樣板的精度分析和檢測方法做了初步介紹。關(guān)鍵詞： 粗磨 精磨 拋光 工藝 檢測。Abstract optical model is optical parts manufacturing process is most widely used, the most simple one of precision measuring tools. Therefore, in the optical parts production technical preparation stage, must design and build a set of standard templates and a certain quantity of working model. Optical model according to the shape is divided into spherical model, model plane and cylindrical model. In recent years, spherical optical parts demand is increasing, so, on the spherical model design, manufacturing technology raised more pressing requirement. This paper systematically expounded the spherical surface of the standard model design method and the spherical model processing tools for design, through their own personal practice, the spherical standard manufacturing process ( cutting, rough grinding, fine grinding, polishing ) and detection method has a more profound understanding and the understanding, and the spherical surface of the standard model precision analysis and detection method to do the initial presentation.Key words: Cumojingmo polished process detection. 目 錄畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 I摘 要 IIAbstract III1. 緒 論 1 光學(xué)樣板的重要性 1 1 22. 球面標(biāo)準(zhǔn)樣板設(shè)計 3 球面加工各工序曲率半徑的工藝設(shè)計原則 3 3 5 5 5 5 6 6 6 6 6 7 7 8 83. 球面樣板的制造 8 球體的磨制 8 10 12 12 12 14 14 15 16 22結(jié) 論 28致 謝 29 31 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 球面樣板的加工工藝專業(yè) 精密機械技術(shù) 班級 0902 姓名 指導(dǎo)老師：1. 緒 論 光學(xué)樣板的重要性光學(xué)樣板簡稱樣板，是光學(xué)零件制造過程中使用最廣泛、最簡便的一種精密測量工具。樣板按用途分為標(biāo)準(zhǔn)樣板和工作樣板，前者用于復(fù)制工作樣板，后者用于在生產(chǎn)中檢驗光學(xué)零件；按形狀又分為球面樣板、平面樣板和柱面樣板等。樣板在光學(xué)零件制造中占有重要地位，標(biāo)準(zhǔn)樣板的精度好壞直接影響到工作樣板的優(yōu)劣，而工作樣板的優(yōu)劣又直接影響到光學(xué)零件的面形精度，乃至影響光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量。因此在光學(xué)零件生產(chǎn)的技術(shù)準(zhǔn)備階段就必須先設(shè)計和制造一套標(biāo)準(zhǔn)樣板和一定數(shù)量的工作樣板。圖（）光學(xué)樣板是人造熔融石英材質(zhì)的光學(xué)平板之一，被用作平面元件的平面度測量時的標(biāo)準(zhǔn)平面。也被稱為牛頓樣板，日系企業(yè)也稱為原器。 把被測件放在光學(xué)平板上就會出現(xiàn)牛頓環(huán)，根據(jù)牛頓環(huán)的數(shù)量和形狀，檢驗和測量被測件的面精度。牛頓環(huán)是兩個表面間的間隙引起的干涉條紋。一個間隔相當(dāng)于測量波長的一半。(牛頓環(huán)法)每個光學(xué)樣板都被放置在一個保護木合內(nèi)，并附有實測的干涉條紋照片和表面形狀數(shù)在球面零件加工時，曲率半徑的準(zhǔn)確度通常是靠與光學(xué)樣板比對來保證的。光學(xué)樣板是精密的光學(xué)計量器具，它可以分為工作樣板和標(biāo)準(zhǔn)樣板。圖（）在球面零件加工時，曲率半徑的準(zhǔn)確度通常是靠與光學(xué)樣板比對來保證的。光學(xué)樣板是精密的光學(xué)計量器具，它可以分為工作樣板和標(biāo)準(zhǔn)樣板。在制造曲率半徑小于35毫米的球面標(biāo)準(zhǔn)樣板時，通常直接加工成玻璃球或者超半球形狀。圖（） 其它標(biāo)準(zhǔn)樣板的曲率半徑則由環(huán)形球徑儀來測量。根據(jù)您的要求創(chuàng)思可以設(shè)計和加工A或B級的標(biāo)準(zhǔn)樣板。選擇精度等級，確定曲率半徑公差范圍 樣板精度允差值：（GB124076）精度等級球面標(biāo)準(zhǔn)樣板曲率半徑R（mm） 5101035353503501000100040000允差（177。）微米樣板曲率半徑R的百分?jǐn)?shù)A B 表（）確定球面的矢高理論值h 式中：R 球面半徑 : D 通過鋼球中心的圓周直徑； : h 鋼球頂點所決定的平面到球面頂點的距離； : ρ 鋼球半徑（測凸面取+， 測凹面?。?確定球面的矢高公差Δh，見圖（）所示： 式中： ΔR 半徑允差值圖（）2. 球面標(biāo)準(zhǔn)樣板設(shè)計 球面加工各工序曲率半徑的工藝設(shè)計原則在加工平面零件時，在各工序完工的表面都是平面，這樣可以使表面的各部位都是均勻的去除。而加工球面零件時，其表面在各工序應(yīng)如何加工呢？下面我們進行討論。以加工平面的經(jīng)驗，我們將一個球面在不改變其曲率半徑的情況下磨削這個球面，最終它仍是由原來相同的球面。球面上的各點向下加工的尺寸都是一致的，新球面是被均勻加工出來的。采用這種方法加工，它的表面加工量真的是均勻的嗎？當(dāng)加工一個曲率半徑為R的凸球面時，如果加工前的曲率半徑也為R，加工量為△時。加工前后如上圖，一個球面初始曲率半徑為R，繞Y軸進行旋轉(zhuǎn)進行研磨加工，其中心在Y軸方向研磨量為△后，形成一個曲率半徑為R的新球面，球心從原位置O1沿Y軸移至O2。原球面參加研磨的各點沿Y軸移動量都是△。由于球面上都向下方去除了尺寸△，因此有人主觀的認(rèn)為球面是均去除的，球面就應(yīng)該是這樣加工的。實際上球面零件表面加工后的缺陷深度，是在球面的徑向方向上均勻的，而不是在縱軸方向，球面的去除量也應(yīng)當(dāng)按徑向來計算的。當(dāng)球面的張角很小時徑向和軸向的區(qū)別不大，但是當(dāng)球面的張角較大時差別就非常明顯了。球面的去除量是以一球面上的各點到另一球面最小距離對應(yīng)點間的距離，當(dāng)加工量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于球面的曲率半徑時可以用兩球面徑向的間距來計算。現(xiàn)在我們來討論張角γ方向的去除量：球面的去除情況如圖所示，O1A為原球面的半徑R，與新球面交于B，O2B為新面的半徑R，C為B點在Y