概 述
一、细磨工艺及其要求
粗磨完工的零件表面是比较粗糙的,其几何形状也与图纸要求差距较大,还不能用来进 行抛光加工,为此,零件的粗磨工序完工之后还必须设置细磨工序。其目的有两个,一是通过细磨工序将零件的表面粗糙度提高到0.8(R1=0.8μm)左右,相当于旧标准光洁度等级V 7;二是使零件几何形状更加精确,面形更为完善。所以细磨是粗磨与抛光之间的一道中间工序,也是不可少的基本工序。
鉴于以上原因,细磨工艺过程并无严格的界限,通常是指从280#或320#到W1、W10等,粒度的散粒磨料的加工。有的地方,特别是采用金刚石丸片加工的机械化工艺场合,通常把 粗磨与抛光中间的工序叫精磨工序。其作用与要求与上述细磨相同。为便于区分,以下把这 一工序中用散粒磨料加工的叫细磨;用金刚石工具加工的叫精磨。
二、细磨工序的特点
1、细磨完工后工件表面粗糙度低,凹凸层深度接近抛光剂颗粒尺寸面形基本接近图纸
要求,角度用测角仪检测应基本无误差;
2、细磨工序只要零件结构允许,多是成盘加工.必须指出,如果采用机械化工艺,用金刚石磨轮铣磨,金刚石丸片精磨的方式则往往在粗磨前即应完成成盘工作;
3、细磨所用机床、工具应较粗磨时精密,特别是平面研磨模,球面研磨模等,必须经过反复修改,试磨、检验符合要求后才能使用;
4、对清洁工作的要求更高,粗砂绝对不可带入细砂。为此,每道砂后都必须对工件、磨具、机床台面进行清洗。细磨完毕后用皂液作更精细地清洗。
2.2.2上盘与下盘技术
上盘是细磨<精磨)加工前的一道关键工序。无论用哪一种方法加工,无论是单件或多件加工,一般都要先上盘,即把零件按一定要求固定在粘结模上。固定的方式有用胶粘结的,也有不用胶粘结而依靠分子吸引力固定着的(光胶).对于单件上盘只是要求把零件无偏心地固定在粘结模上;对于多件上盘,则要求(1)所有零件在镜盘上加工面一致,即要求球面镜盘上所有零件的加工面位于同一球面上。如果是平面镜盘,则要求所有加工面处于同一平面内。(2)零件在镜盘上的排列必须符合可排片数多和磨损均匀的原则。由于机床功率限制和球面半径的约束,每一镜盘上所能排列的镜片数量有一极限值。另外,由于镜盘增大,均匀磨损困难程度也随之增大,所以每一镜盘上也不是排列的片数越多越好。因此,上盘以前必须进行镜盘设计,确定采用镜盘的排列方式和尺寸,所用粘结模的尺寸等。然后方能进行上盘操作。镜盘设计一般由工艺人员完成。感兴趣者可查阅曹天宁等编《光学零件制造工艺学》第五章有关内容,此处从略。
2.2.3 透镜的细磨工艺
透镜的细磨方法有两种,即用散粒磨粒细磨与金刚石工具高速精磨。
一、用散粒磨料细磨球面
用散粒磨料细磨时,磨料在研磨磨具和零件之间处于松散的自由状态,借助细磨所加压
力,通过模具、磨料和零件之间的相对运动,实现零件表面成型目的。细磨前应根据零件粗磨后的表面质量,选择细磨用磨料粒度号。通常粗磨完工,表面粗糙度为3.2,相当于用w28
(302#)磨料加工的表面,则细磨第一道磨料粒度号应选用W28(302#)。
散粒磨料细磨的技术关键在于细磨磨具的面形精度、研磨速度及压力调整。如细磨研磨
模具面形精度达不到要求,则应先修改研磨模具。
1、细磨模具的修改
细磨模具的修改方法根据修改量的大小,可有对磨法(凹凸一对磨具对磨),砂石或刮刀修改法。若表面误差太大时,可在球面车床上进行修改。细磨模修改后,工作表面曲率半径应符合要求,表面且不允许有不规则的凹凸不平,不允许有砂眼、气孔、大擦痕,模具工作面相对镜盘旋转中心的跳动量应小于0.1毫米。
对磨修改球面研磨模操作方法:
(1)凹模修改
①用凹模在细磨机上细磨一盘零件;
②洗净、擦干,用样板检查加工面光圈,若出现低光圈,凹模中心应多磨,将凸模安装在主轴上,凹模在上,摆幅要大,摆幅量是凹模直径的1/2左右;
③若零件表面出现高光圈,则凹模边缘应多磨。修改方法:凹模在下,凸模在上,摆幅要大,摆幅量是凸模直径的1/3左右;
各道细磨用的研磨模具的修改顺序以最后一道磨料所用模具为基准,逐步修改上一道磨料用的研磨模具。用擦贴度检验,擦贴度为1/3~1/2,即接触面积占1/3~1/2,且接触区不应集中在零件中心。如细磨用302#、302、303#三道磨料,相应有三对研磨模具。先修改303#磨料用模具,用废零件试磨看光圈检验,303磨料用模具修改好后,修改302磨,用模具亦用零件检验,试磨后的零件在303#磨料模具上看擦贴度,若合格最后修改302#
磨料用研模具。
(2)凸模修改
①试磨一盘零件。用件板检查被加工面,是高光圈时,应多磨模具边缘、修改方法是凸模在下,凹模在上,加大摆幅,摆幅量是凹模直径的1/2左右;
②用样板检查被加工面时,若是低圈则应多磨模子中心,凹模在下、凸模在上。摆幅要大,摆幅量是凸模直径的1/3;
③擦贴度观察方法 为了方便而有效地观察擦贴度,可在零件(镜盘)上哈气,哈出的带有水汽的气体在玻璃表面冷凝成水膜,贴合在模子上,接触处形成水印。取下镜盘后,看水印大小及分布状态即可判别擦贴度大小。
2、细磨操作过程
散粒磨料在普通细磨机上细磨过程如下:
(1)根据被加工零件的技术要求和镜盘大小选择机床。一般机床可加工的最大镜盘尺寸按平面镜盘尺寸千计算,球面镜盘应进行换算。决定机床转速、三角架摆幅、铁笔的前后位置和高低。
(2)分清磨料粒度号,依次确定磨去余量分配。细磨余量根据磨料号。零件大小、零件材料软硬程度确定。单面余量<0.01mm时可用Wu和Wzo号磨料;单面余量0.1mm左右时,可用Wo\Wi4\Wlo号磨料。为了保证零件厚度,对于厚度公差0.1mm的零件,在第二面加工时应按厚度大小配盘,若厚度差别过大,应单只修磨,整盘零件厚度公差在0.05mm以内;
(3)将镜盘或模具装上机床主轴。正常情况下,一般凸镜盘及直径大于350mm的凹镜盘应装在主轴上,而凹研磨模应扣在其上,由铁笔拨动;
(4)在下盘上均匀涂布浓些磨料浆,放上镜盘,手推动几下,使磨料分布均匀。然后手扶铁笔,架至上盘支承孔内,开动机器。先开主轴开关,再开摆动开关。5分钟左右取下镜盘检查零件是否全部磨到.如果均匀磨到,可继续加磨料研磨。如果镜盘边缘或中间均匀地未磨到,应再修改模具。如镜盘上局部区域未磨到,应预热一下镜盘再磨。如仍磨不到,则表示上盘时各零件的加工面不在一个球面上,应重新上盘。
(5)镜盘和模具研合后,可在铁笔上部加荷重,以加快研磨速度,采用两道磨料制时,球面第一道磨料应研磨10—20分钟。
(6)清洗镜盘。检验无砂眼和擦痕时,换用第二道磨料。第二道磨料开始前,磨具、台面、铁笔等均应清洗干净.当最后一道磨料在整个镜盘表面研磨均匀之后应停止加磨料,再加5—10分钟的水,磨到模具表面呈灰青色或灰黑色时取下。
(7)用温水洗净镜盘,检查表面细磨质量。合格后送抛光。细磨中零件最后面形和样板相比,一般应为低光圈,光圈数为2—3为宜。