一文读懂光学镜片精磨后光圈数的设定与影响因素
在光学镜片制造领域,精磨环节至关重要,而精磨后的光圈数更是决定镜片质量的关键因素。

在进行球面前的散粒磨料精磨时,准备工作不容小觑。一套配备不同粒度磨料、具有各异半径的球模是必备“武器”。精磨机上的镜盘与球模放置方式也有讲究,通常凹在上凸在下,但遇到凸镜盘光圈过高且半径不大的情况,将凸镜盘反转放置,此时镜盘后方需接把,确保从铁笔孔到球面的距离大于2R,以维持左右摇摆的稳定性。这一细节调整,充分体现了光学冷加工对精度的极致追求。
磨痕的扩展方向是判断精磨效果的重要依据。当球模修改达标后,无论是凹面还是凸面,磨痕都应从边缘向中心逐渐扩展。在实际操作中,这一过程不仅关乎工件厚度的控制,还影响着镜片表面的毛面质量。依据经验,当磨痕完成从边缘到中心的“封顶”过程,就意味着可以进行换砂和换精磨模的操作了。对于弹性上盘的零件,在精磨第二面前,中心厚度的把控尤为关键,最厚不能超公差上限0.08mm,最薄要大于公差下限0.03mm,这一严格的厚度公差标准,是保证镜片性能的基础。
精磨过程中,不同粒度的砂对镜片的“塑造”效果不同。用第一道砂(Wz)稍磨时,捺贴度从边缘算起为整个镜盘零件的1/2-2/3;用第二道砂(W14)精磨后,擦贴度达到2/3-3/4。而最终精磨后镜片所达到的光圈数,更是有着明确且细致的标准。

从表格数据来看,光圈数与抛光完工要求、镜盘上零件数量以及镜片曲率半径紧密相关。以抛光完工要求“N=0.3-1”为例,当镜盘上零件数量为1-15时,曲率半径小于20mm的镜片,精磨后光圈数为4-2;曲率半径在20-100mm之间,光圈数为3-2;曲率半径大于100mm,光圈数为2-1;平面镜片光圈数为0.5-1。随着镜盘上零件数量增加、曲率半径变化,光圈数标准也相应改变。这一整套复杂的标准体系,是无数次试验和经验积累的结晶,为光学镜片的批量生产提供了可靠的质量保障。
对于凸透镜,细磨完工后的低光圈状态对后续抛光极为有利。低光圈的具体数量并非随意确定,而是综合考虑最后一道砂的粒度、表面半径、镜盘直径以及玻璃牌号等多种因素。对于表面精度要求较高的球面,最后一道砂磨完后的光圈比抛光完工低1-4道光圈(镜盘表面半径和镜盘直径较大时,光圈差值较小);对于表面精度要求较低的球面,这一差值则在2-7道光圈。这种根据不同需求灵活调整光圈数的方式,既满足了不同应用场景下对镜片的精度要求,又在保证质量的前提下提高了生产效率。
光学镜片精磨后的光圈数,看似只是一组简单的数据,实则背后隐藏着光学冷加工制造的深厚技术积累和严谨工艺规范。从球模准备、磨痕控制到砂的选择、光圈数标准的设定,每一个环节都紧密相连,共同打造出高质量的光学镜片。随着科技的不断发展,光学镜片在各个领域的应用越来越广泛,对镜片质量的要求也日益提高。
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