CN103722182A - 一种锗透镜车削的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锗透镜车削的方法，该锗透镜车削的方法包括以下步骤：选择毛坯为Φ18.575×10.8；先装夹左端，车削右端面；调头，用车削出来的右端面为装夹基准车削R11.368的球面；该车削方法与传统研磨方法相比：实现了以车削替代传统光学零件加工三大工序中的粗磨和精磨，表面质量相当于302号砂精磨，生产时间缩短了60％以上，为锗透镜的普通数控车床加工提供了重要的参考依据，较好地解决了现有的光学加工存在的生产效率低、加工精度低的问题。

Description

一种锗透镜车削的方法
技术领域
本发明属于光学零件加工技术领域，尤其涉及一种锗透镜车削的方法。该方法的目的在于将车削用于光学零件的表面加工，以车削代替粗磨和精磨，改革传统光学零件的加工方法，大大缩短光学零件加工的周期和大大提高劳动生产率。
背景技术
在传统光学零件加工中，需要三大基本工序——粗磨、精磨和抛光。这三大工序中均未采用车削技术。究其原因是因为光学材料属于脆性材料，脆性材料的可加工性极差。所以人们一直沿用古老的研磨、抛光工艺对脆性材料进行光整加工，也就是上述三大基本工序。
粗磨是将块料或塑性毛坯加工成具有一定几何形状、尺寸精度和表面粗糙度的工序。目前国内大部分光学厂的粗磨工序普遍使用铣磨机加工。精磨的目的是保证工件达到抛光前所需要的面形精度、尺寸精度和表面粗糙度。精磨的方法分为散粒磨料精磨和金刚石精磨，前者称为古典法精磨，又称自由研磨，后者称为高速精磨。国内现普遍采用金刚石精磨，基本实现了光学加工的自动化和流水线生产。抛光是去除精磨的破坏层，达到规定的表面质量要求，同时精修面形，达到图纸要求的光圈和局部光圈，最后形成透明规则的表面。
虽然现行的光学零件加工工艺已趋于成熟和完善，但这些加工方法在生产效率、加工精度等方面还存有缺陷，而且加工过程不易实现计算机控制，对于曲面形状复杂的工件甚至无法加工，因此已经远远不能适应现代高科技发展和高效率的要求。特别是加工周期相对于经济发展的速度显得较慢，再与高速加工的车削工艺相比，这种加工周期的缓慢就尤其突出。
因而设想能将车削用于光学零件的表面加工，以车削代替粗磨和精磨，将会大大缩短光学零件加工的周期和大大提高劳动生产率。
在光学材料中，锗材料日益广泛地被用于红外、夜视技术中。锗属于第IV主族元素、金刚石结构，锗具有比较优越的物理和化学性质，其主要应用于半导体材料、红外光学材料、化工催化剂、医学应用及其他一些新用途领域，尤其是作为一种优异的红外光学材料使用。锗不溶于水，化学性能稳定，在可见光区域它是不透明的。锗对微波则有很好的透过性，锗是一种比较脆的材料，抗机械冲击性能也比较差。当锗作为红外材料使用时，加工重点是要保证材料表面具有较高的光洁度和良好的透过率。与光学玻璃相比，锗的机械性能具有一定的优越性，因而选择锗晶体作为车削技术运用的加工材料进行实验。
经多次实验，现以锗晶体作为光学加工材料，以普通数控车床作为加工设备，开发出了一套替代传统光学零件加工研磨工艺的车削工艺，在现行光学零件加工中进行了工艺改革，提高了劳动效率。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种锗透镜车削的方法，旨在将车削用于光学零件的表面加工，以车削代替传统光学零件加工三大工序中的粗磨和精磨，大大缩短光学零件加工的周期和大大提高劳动生产率，解决现有的光学加工存在的生产效率低、加工精度低的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种锗透镜车削的方法，该锗透镜车削的方法包括以下步骤：
选择毛坯为Φ18.575X10.8；
先装夹左端，车削右端面；
调头，用车削出来的右端面为装夹基准车削R11.368的球面。
进一步，该锗透镜车削的加工设备采用CK6430普通车床，车削刀具采用金刚石车刀。
进一步，该锗透镜车削的刀具采用金刚石车刀。
进一步，车刀的前角选取负15°，车刀的后角选取8°。
进一步，该锗透镜车削的方法的切削用量为：
粗车球面时，车床主轴转速设为1200r／min切削进给速度f＝20mm／min，预留精车余量0.05mm；
精车球面时，车床主轴转速设为2000r／min，进给速度f=10mm／min。
进一步，该锗透镜车削的方法采用选用柴油为切削液。
进一步，产品车削后，表面质量相当于302号砂精磨。
本发明提供的锗透镜车削的方法，通过选择毛坯为Φ18.575X10.8；先装夹左端，车削右端面；调头，用车削出来的右端面为装夹基准车削R11.368的球面，该车削方法与传统研磨方法相比：实现了以车削替代传统光学零件加工三大工序中的粗磨和精磨，车削加工后的产品表面质量相当302号砂精磨，生产时间缩短了60％以上，为锗透镜的普通数控车床加工提供了重要的参考依据，较好地解决了现有的光学加工存在的生产效率低、加工精度低的问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的锗透镜车削的方法流程图。
图2是本发明的加工零件图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
一、如图2所示为加工零件图。
1、零件图纸技术要求参数：
外径18.575正负0.025
凸面R半径：11.368正0.021
中心厚：3.175正负0.025
弧高：3.40正负0.025
边缘不倒角
2、凸面数控车床编程：
T0101 M03 S2000；
M08；
G01 X10.5 F900；
Z2；
G01 Z5.118 F100；
X9.9 F5；
G02 X0 Z0 R12.113 F20；
G00 Z80；
X-60；
M09；
M05；
M30；
％
二、如图1所示，本发明实施例的锗透镜车削的方法包括以下步骤：
1、加工设备选择：
CK6430普通车床
2、车刀选择：
①车刀材料
金刚石车刀
②车刀几何角度
车刀的前角选取负15°，车刀的后角选取8°
3、夹具选择：
铝制弹性夹具，结构类似普通铣床用的收管
4、毛坯选择：
单晶锗
5、加工工艺
1)加工步骤
S101：选择毛坯为Φ18.575X10.8；
S102：先装夹左端，车削右端面；
S103：调头，用车削出来的右端面为装夹基准车削R11.368的球面。
2)切削用量：该锗透镜车削的方法的切削用量为：
①粗车球面时，车床主轴转速设为1200r／min切削进给速度f=20mm／min，预留精车余量0.05mm；
②精车球面时，车床主轴转速设为2000r／min，进给速度f=10mm／min；
6、切削液选用
切削液用柴油
本发明提供的锗透镜车削的方法，通过选择毛坯为Φ18.575X10.8；先装夹左端，车削右端面；调头，用车削出来的右端面为装夹基准车削R11.368的球面，该车削方法与传统研磨方法相比：实现了以车削替代传统光学零件加工三大工序中的粗磨和精磨，车削加工后的产品表面质量相当302号砂精磨，生产时间缩短了60％以上，为锗透镜的普通数控车床加工提供了重要的参考依据，较好地解决了现有的光学加工存在的生产效率低、加工精度低的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种锗透镜车削的方法，其特征在于：该锗透镜车削的方法包括以下步骤：
步骤一、选择毛坯为Φ18.575X10.8；
步骤二、先装夹左端，车削右端面；
步骤三、调头，用车削出来的右端面为装夹基准车削R11.368的球面。
2.如权利要求1所述的锗透镜车削的方法，其特征在于，该锗透镜车削设备采用CK6430普通车床，车削刀具采用金刚石车刀。
3.如权利要求2所述的锗透镜车削的方法，车刀的前角选取负15°，车刀的后角选取8°。
4.如权利要求1所述的锗透镜车削的方法，其特征在于，该锗透镜车削的方法的切削用量为：
粗车球面时，车床主轴转速设为1200r／min，切削进给速度f=20mm／min，预留精车余量0.05mm；
精车球面时，车床主轴转速设为2000r／min，进给速度f=10mm／min。
5.如权利要求1所述的锗透镜车削的方法，其特征在于，该锗透镜车削的方法采用选用柴油为切削液。
6.如权利要求1所述的锗透镜车削的方法，其特征在于，该产品车削后，表面质量相当于302号砂精磨。
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