光学零件加工入门教育教材
（试用）
承认：胡君剑 作成：邢德华 一、光学加工的意义
① 什么是光学零件
由光学材料制成的，用于光学仪器光学系统的元器件叫光学零件。
光学材料一般有：光学玻璃、光学塑料、光学晶体等。我公司目前主要是生产光学玻璃制成的光学零件。（光学玻璃是不同于普通玻璃、有特殊要求的玻璃材料，目前有近200种）
最常用的光学零件主要有二种：透镜和棱镜。
（作图）
我公司目前主要生产的是透镜。
透镜形状有：正透镜和负透镜（作图）
中心厚度大于边缘厚度的透镜是正透镜，光会聚
中心厚度小于边缘厚度的透镜是负透镜，光发散
② 光学零件的作用
透镜主要用于光学系统成像，棱镜主要用于光路转折。
常用的光学仪器有：照相机、显微镜、望远镜、眼镜、放大镜、潜望镜、摄影机摄像机等等。他们的成像都是通过光学零件实现的
③ 光学零件加工的目的
通过光学冷加工、光学特种加工，把光学零件胚料（硝材）加工成满足客户要求的合格光学零件。
（这里的硝材可以是压型料、棒料、大块料。我公司目前用的是压型料。有专门工厂热压成型加工的基本成型的光学零件原材料。）
二、光学零件加工一般流程
在我公司的一般流程
主工序
荒折-----砂挂-----研磨-----芯取-----镀膜-----粘合-----涂墨-----组立
辅助工序
上盘、下盘、清洗、洗净
㈠主工序
① 荒折（铣磨）
CG:就是把镜片加工成一定形状, 寸法（尺寸）和外观要求的工序
本公司光学加工的第一道工序，加工模式类似于金加工中铣切加工，完成镜片成型（球面曲率、面型、镜片中心厚度、外观）
如图所示
●透镜胚料夹持在主轴上，夹持的方法可以是真空吸附也可以是弹片夹持，我公司大部分采用弹片夹持。主轴是转动的（低速）
●图标是立式的，实际加工中有立式的，也有卧式的，在我公司是卧式的。 ●铣磨是用砂轮来加工的，砂轮是金刚石环形砂轮，用规定大小的人造金刚石颗粒与铜、镍等金属或陶瓷混合压型、烧结而成的。
●砂轮高速旋转，斜向推进镜片，对镜片进行磨削，铣出一个球面
●调整砂轮的角度，确定球面的曲率
●调整砂轮的方向，确定凸面或凹面
●调整砂轮推进量，确定磨削量（镜片中心厚度）
●用油冷却液。
●翻面加工第二面
② 砂挂（精磨）
砂挂:就是去除CG 后表面的破坏层, 达到一定寸法及表面精度, 且达到研磨前条件要求的工序
本公司光学冷加工的第二道主工序。对镜片球面精细加工，确保后到加工（研磨）有一个良好的基础。比荒折有更高的技术要求（球面曲率、面型、镜片中心厚度、外观）
●用金刚石精磨片对基片加工，精磨片用规定大小的人造金刚石颗粒与铜、镍等金属或陶瓷混合压型、烧结而成的。相当于小砂轮，金刚石颗粒很细。我公司
用的是金属结合剂的精磨片。
●一般分二道加工，一道粗一些，一道细一些
●砂挂皿的磨削面是球面的，粘贴了精磨片后（单片或多片），精密修正曲率（R ） ●与铣磨不一样的是：镜片或砂挂皿的旋转，有一个是从动的，并且有一个是摆动的（准球心摆动）。为的是均匀磨削。（磨削轨迹越乱越好）
●用水性冷却液。
●由金刚石粉的颗粒度、压力、转速、时间等因素控制磨削量。
●由砂挂皿的曲率形状、摆幅等因素控制给被加工镜片的曲率。
如图示
;
③ 研磨（抛光）
研磨就是去除砂挂表面的破坏层, 达到一定表面精度, 寸法及透明度的工序 光学冷加工中最重要的工序，最后一道透镜表面磨削加工。由此道工序保证镜片多项技术要求。外观、中心厚度、球面曲率（用光圈数、亚斯来表征）等。 ● 加工方式类似于砂挂（如上图）
● 所用的皿称为研磨皿，粘贴的是研磨片、研磨纸
● 所用的冷却液是研磨液（研磨粉溶液）
● 由研磨皿的曲率形状、摆幅等因素控制给被加工镜片的曲率。
● 由研磨粉的颗粒度、型号，加工的压力、转速、时间等因素控制磨削量及外
观。
④ 芯取（磨边）
透镜外圆加工，保证外圆尺寸，同时达到使透镜光轴与机械轴同心的目标。 有专门的芯取机加工
如图示
芯取机的主轴是同心圆筒，镜片夹持在中间，利用透镜的二个球面，通过主轴筒的压移，使得镜片光轴与机械轴同心。而后由金刚石砂轮对镜片边缘磨削。完成工作。
● 夹持镜片的主轴转动（低速）
● 金刚石砂轮高速转动（加横向平移）
● 由主轴的精度、镜片的夹持角、夹持精度控制镜片的同心度
● 有砂轮的进刀量控制镜片外圆尺寸
● 有砂轮的颗粒度、转速、进刀速率等因素控制外圆的外观。
⑤ 镀膜
在真空状态下，将一些金属、介质材料蒸发，沉积在镜片表面，形成薄膜，达到改变光在镜片表面光谱透反射特性。满足客户规定的技术要求。
● 用真空镀膜机实施镀膜，镀膜机是高档、精密、高价值的机器。
● 用仪器控制膜层厚度，膜厚控制精确到纳米级
● 用电子束蒸发膜料，蒸发温度达1000度以上。
● 我公司大部分镀膜机是进口的智能自动镀膜机。
● 镀一层膜的叫单层膜，镀二层以上的叫多层膜，有时多达100多层。 ● 我公司目前大部分零件镀得是多层减反膜（减少镜片表面的光反射）
⑥ 粘合
粘合是将正负二片透镜或三片透镜，用透明的胶粘合起来，组成一个组合透镜。组合透镜的功能是为整组镜头消除像差、色差。
粘合同时要保证二片镜片同时达到光轴和机械轴同心。
● 粘合用胶是一种光敏胶，在紫外光照射下固化。
● 镜片在固化前，在专门的对中心仪器（偏心显微镜）的监视下调整二镜片的
相对位置，使之同心。
⑦ 涂墨
涂墨是在镜片边缘涂上一层无光黑墨，防止镜片边缘的杂散光。涂墨的主要要求是：墨的尺寸位置、墨的厚度、墨的浓度等。
㈡辅助工序
① 上盘、下盘
砂挂、研磨工序，镜片多片加工时，需要将镜片胶合在一个皿（胶接头）上。上盘、下盘就是为此服务的。
● 上盘用胶是一种柏油松香的混合物
● 采用加热的方法上盘
● 采用加热或冷冻的方法下盘。
② 清洗、洗净
清洗、洗净，是将镜片加工过程产生的脏、附着物去除，使得镜片干净。 ● 清洗使用手工方法，用汽油、酒精的有机溶剂 ● 洗净是使用超声波清洗机（有祛油、洗涤、漂洗、脱水、干燥等步骤）
三、光学加工注意要点
1. 应遵守的事：移动镜片时，自面前拿，搁在远处（近拿深放）。
不应做的事：*在镜片上方作业。
减少镜片掉落时可能造成的危害。
2. 应遵守的事：接触镜片时，注意力高度集中。
不应做的事：*放置镜片时，从指定位置上方跌落镜片；*不小心掉落镜片；*作业中镜片之间相互碰撞，镜片与盒摩擦。
要点：作业动作正确，注意力高度集中。
3. 应遵守的事：镜片之间摆放保持间隔。
不应做的事：*镜片摆放无间隔，相互碰撞。
要点：防止镜片碰撞造成报废。
4. 应遵守的事：搬运镜片箱盒，应托住搬运镜片箱盒，应不挡住视线。 不应做的事：*不托箱盒底部搬运；*箱盒超过肩部，挡住视线搬运。
要点：搬运过程中防止镜片箱盒跌落造成损失；防止人体腰部损伤。
5. 应遵守的事：不面对镜片讲话；必须讲话时，用手掩住嘴部。
不应做的事：*面对镜片讲闲话；讲话时不掩住嘴部。
要点：防止口水点造成镜片不良。
6. 应遵守的事：除正在作业时外，必须将镜片盒、箱盖上盖子或盖上洁净拷贝纸。
不应做的事：*放在棚架上的镜片盒、箱不盖盖子或拷贝纸；*镜片涂有保护膜
时不盖盖子或拷贝纸；*搬运时无盖子或拷贝纸*空箱盒无盖子或拷贝纸；*空箱盒摆放镜片时，不换洁净拷贝纸。
要点：保护镜片表面不受污染。
7. 应遵守的事：先进先出，按入库/进入现场日先后顺序安排加工。
不应做的事：*不管入库/进入现场日先后顺序安排加工。
要点：便于镜片早期发现问题，防止积压时间过长造成镜片霉变。
8. 应遵守的事：接触镜片光面时必须戴擦拭干净的指套作业。
不应做的事：*裸手接触镜片光面。
要点：防止指纹印对镜片造成不良。
9. 应遵守的事：镜片箱盒不直接放在地面上。
不应做的事：*镜片箱盒直接放在地面上。
要点：防止水、潮湿、脏物对镜片伤害。
10. 应遵守的事：镜片箱盒摆放不超出通行线、限高线、作业台、棚架位置。 不应做的事：*不在指定位置放置镜片箱盒；*镜片箱盒摆放超规定线。 要点：避免镜片箱盒跌落；防止事故发生。
11. 应遵守的事：认真观察了上道给你的零件，确认符合加工要求时，才开始你
的加工。
不应做的事：*拿到零件就加工。
要点：防止已经不合格的零件再加工，造成不必要的损失。防止品质责任不清。
12. 应遵守的事：认真理解了你加工的技术要求后，才开始你的加工
不应做的事：*凭习惯、凭印象、想当然加工。
要点：避免不必要的加工错误。
13. 应遵守的事：仔细检查了你加工的零件，符合要求后才送检或转下一道工序。 不应做的事：*一加工完毕就送检。
要点：不好的零件不能流往下一道；明白自己加工中的问题点。
14. 应遵守的事：本工序、本人能做好的事，尽量做好。
不应做的事：*下一道工序能做的，就让下道去做，尽量减少自己的事。 要点：下一道就是用户，为用户提供更多的方便是企业的天职。
15. 应遵守的事：机床、工作台面、工作环境符合工作要求后，才开始生产。 不应做的事：*为上产量，先生产，后打扫。
要点：在符合工作要求的条件下，生产符合质量标准的产品。
四、职业道德
不管你原来是学生、家里的公主、少爷还是其他，进了工厂的门，你就是员
工，就必须以员工的所有行为准则要求自己，别人也是以工厂的员工行为准则要求你。尽管开始你不习惯、不适应。你必须要适应工厂的规则，逐步养成习惯。 ① 团队协作
② 尊重他人劳动成果
③ 尊重他人
④ 认真仔细
⑤ 高度责任性
光学零件加工入门教育教材
（试用）
承认：胡君剑 作成：邢德华 一、光学加工的意义
① 什么是光学零件
由光学材料制成的，用于光学仪器光学系统的元器件叫光学零件。
光学材料一般有：光学玻璃、光学塑料、光学晶体等。我公司目前主要是生产光学玻璃制成的光学零件。（光学玻璃是不同于普通玻璃、有特殊要求的玻璃材料，目前有近200种）
最常用的光学零件主要有二种：透镜和棱镜。
（作图）
我公司目前主要生产的是透镜。
透镜形状有：正透镜和负透镜（作图）
中心厚度大于边缘厚度的透镜是正透镜，光会聚
中心厚度小于边缘厚度的透镜是负透镜，光发散
② 光学零件的作用
透镜主要用于光学系统成像，棱镜主要用于光路转折。
常用的光学仪器有：照相机、显微镜、望远镜、眼镜、放大镜、潜望镜、摄影机摄像机等等。他们的成像都是通过光学零件实现的
③ 光学零件加工的目的
通过光学冷加工、光学特种加工，把光学零件胚料（硝材）加工成满足客户要求的合格光学零件。
（这里的硝材可以是压型料、棒料、大块料。我公司目前用的是压型料。有专门工厂热压成型加工的基本成型的光学零件原材料。）
二、光学零件加工一般流程
在我公司的一般流程
主工序
荒折-----砂挂-----研磨-----芯取-----镀膜-----粘合-----涂墨-----组立
辅助工序
上盘、下盘、清洗、洗净
㈠主工序
① 荒折（铣磨）
CG:就是把镜片加工成一定形状, 寸法（尺寸）和外观要求的工序
本公司光学加工的第一道工序，加工模式类似于金加工中铣切加工，完成镜片成型（球面曲率、面型、镜片中心厚度、外观）
如图所示
●透镜胚料夹持在主轴上，夹持的方法可以是真空吸附也可以是弹片夹持，我公司大部分采用弹片夹持。主轴是转动的（低速）
●图标是立式的，实际加工中有立式的，也有卧式的，在我公司是卧式的。 ●铣磨是用砂轮来加工的，砂轮是金刚石环形砂轮，用规定大小的人造金刚石颗粒与铜、镍等金属或陶瓷混合压型、烧结而成的。
●砂轮高速旋转，斜向推进镜片，对镜片进行磨削，铣出一个球面
●调整砂轮的角度，确定球面的曲率
●调整砂轮的方向，确定凸面或凹面
●调整砂轮推进量，确定磨削量（镜片中心厚度）
●用油冷却液。
●翻面加工第二面
② 砂挂（精磨）
砂挂:就是去除CG 后表面的破坏层, 达到一定寸法及表面精度, 且达到研磨前条件要求的工序
本公司光学冷加工的第二道主工序。对镜片球面精细加工，确保后到加工（研磨）有一个良好的基础。比荒折有更高的技术要求（球面曲率、面型、镜片中心厚度、外观）
●用金刚石精磨片对基片加工，精磨片用规定大小的人造金刚石颗粒与铜、镍等金属或陶瓷混合压型、烧结而成的。相当于小砂轮，金刚石颗粒很细。我公司
用的是金属结合剂的精磨片。
●一般分二道加工，一道粗一些，一道细一些
●砂挂皿的磨削面是球面的，粘贴了精磨片后（单片或多片），精密修正曲率（R ） ●与铣磨不一样的是：镜片或砂挂皿的旋转，有一个是从动的，并且有一个是摆动的（准球心摆动）。为的是均匀磨削。（磨削轨迹越乱越好）
●用水性冷却液。
●由金刚石粉的颗粒度、压力、转速、时间等因素控制磨削量。
●由砂挂皿的曲率形状、摆幅等因素控制给被加工镜片的曲率。
如图示
;
③ 研磨（抛光）
研磨就是去除砂挂表面的破坏层, 达到一定表面精度, 寸法及透明度的工序 光学冷加工中最重要的工序，最后一道透镜表面磨削加工。由此道工序保证镜片多项技术要求。外观、中心厚度、球面曲率（用光圈数、亚斯来表征）等。 ● 加工方式类似于砂挂（如上图）
● 所用的皿称为研磨皿，粘贴的是研磨片、研磨纸
● 所用的冷却液是研磨液（研磨粉溶液）
● 由研磨皿的曲率形状、摆幅等因素控制给被加工镜片的曲率。
● 由研磨粉的颗粒度、型号，加工的压力、转速、时间等因素控制磨削量及外
观。
④ 芯取（磨边）
透镜外圆加工，保证外圆尺寸，同时达到使透镜光轴与机械轴同心的目标。 有专门的芯取机加工
如图示
芯取机的主轴是同心圆筒，镜片夹持在中间，利用透镜的二个球面，通过主轴筒的压移，使得镜片光轴与机械轴同心。而后由金刚石砂轮对镜片边缘磨削。完成工作。
● 夹持镜片的主轴转动（低速）
● 金刚石砂轮高速转动（加横向平移）
● 由主轴的精度、镜片的夹持角、夹持精度控制镜片的同心度
● 有砂轮的进刀量控制镜片外圆尺寸
● 有砂轮的颗粒度、转速、进刀速率等因素控制外圆的外观。
⑤ 镀膜
在真空状态下，将一些金属、介质材料蒸发，沉积在镜片表面，形成薄膜，达到改变光在镜片表面光谱透反射特性。满足客户规定的技术要求。
● 用真空镀膜机实施镀膜，镀膜机是高档、精密、高价值的机器。
● 用仪器控制膜层厚度，膜厚控制精确到纳米级
● 用电子束蒸发膜料，蒸发温度达1000度以上。
● 我公司大部分镀膜机是进口的智能自动镀膜机。
● 镀一层膜的叫单层膜，镀二层以上的叫多层膜，有时多达100多层。 ● 我公司目前大部分零件镀得是多层减反膜（减少镜片表面的光反射）
⑥ 粘合
粘合是将正负二片透镜或三片透镜，用透明的胶粘合起来，组成一个组合透镜。组合透镜的功能是为整组镜头消除像差、色差。
粘合同时要保证二片镜片同时达到光轴和机械轴同心。
● 粘合用胶是一种光敏胶，在紫外光照射下固化。
● 镜片在固化前，在专门的对中心仪器（偏心显微镜）的监视下调整二镜片的
相对位置，使之同心。
⑦ 涂墨
涂墨是在镜片边缘涂上一层无光黑墨，防止镜片边缘的杂散光。涂墨的主要要求是：墨的尺寸位置、墨的厚度、墨的浓度等。
㈡辅助工序
① 上盘、下盘
砂挂、研磨工序，镜片多片加工时，需要将镜片胶合在一个皿（胶接头）上。上盘、下盘就是为此服务的。
● 上盘用胶是一种柏油松香的混合物
● 采用加热的方法上盘
● 采用加热或冷冻的方法下盘。
② 清洗、洗净
清洗、洗净，是将镜片加工过程产生的脏、附着物去除，使得镜片干净。 ● 清洗使用手工方法，用汽油、酒精的有机溶剂 ● 洗净是使用超声波清洗机（有祛油、洗涤、漂洗、脱水、干燥等步骤）
三、光学加工注意要点
1. 应遵守的事：移动镜片时，自面前拿，搁在远处（近拿深放）。
不应做的事：*在镜片上方作业。
减少镜片掉落时可能造成的危害。
2. 应遵守的事：接触镜片时，注意力高度集中。
不应做的事：*放置镜片时，从指定位置上方跌落镜片；*不小心掉落镜片；*作业中镜片之间相互碰撞，镜片与盒摩擦。
要点：作业动作正确，注意力高度集中。
3. 应遵守的事：镜片之间摆放保持间隔。
不应做的事：*镜片摆放无间隔，相互碰撞。
要点：防止镜片碰撞造成报废。
4. 应遵守的事：搬运镜片箱盒，应托住搬运镜片箱盒，应不挡住视线。 不应做的事：*不托箱盒底部搬运；*箱盒超过肩部，挡住视线搬运。
要点：搬运过程中防止镜片箱盒跌落造成损失；防止人体腰部损伤。
5. 应遵守的事：不面对镜片讲话；必须讲话时，用手掩住嘴部。
不应做的事：*面对镜片讲闲话；讲话时不掩住嘴部。
要点：防止口水点造成镜片不良。
6. 应遵守的事：除正在作业时外，必须将镜片盒、箱盖上盖子或盖上洁净拷贝纸。
不应做的事：*放在棚架上的镜片盒、箱不盖盖子或拷贝纸；*镜片涂有保护膜
时不盖盖子或拷贝纸；*搬运时无盖子或拷贝纸*空箱盒无盖子或拷贝纸；*空箱盒摆放镜片时，不换洁净拷贝纸。
要点：保护镜片表面不受污染。
7. 应遵守的事：先进先出，按入库/进入现场日先后顺序安排加工。
不应做的事：*不管入库/进入现场日先后顺序安排加工。
要点：便于镜片早期发现问题，防止积压时间过长造成镜片霉变。
8. 应遵守的事：接触镜片光面时必须戴擦拭干净的指套作业。
不应做的事：*裸手接触镜片光面。
要点：防止指纹印对镜片造成不良。
9. 应遵守的事：镜片箱盒不直接放在地面上。
不应做的事：*镜片箱盒直接放在地面上。
要点：防止水、潮湿、脏物对镜片伤害。
10. 应遵守的事：镜片箱盒摆放不超出通行线、限高线、作业台、棚架位置。 不应做的事：*不在指定位置放置镜片箱盒；*镜片箱盒摆放超规定线。 要点：避免镜片箱盒跌落；防止事故发生。
11. 应遵守的事：认真观察了上道给你的零件，确认符合加工要求时，才开始你
的加工。
不应做的事：*拿到零件就加工。
要点：防止已经不合格的零件再加工，造成不必要的损失。防止品质责任不清。
12. 应遵守的事：认真理解了你加工的技术要求后，才开始你的加工
不应做的事：*凭习惯、凭印象、想当然加工。
要点：避免不必要的加工错误。
13. 应遵守的事：仔细检查了你加工的零件，符合要求后才送检或转下一道工序。 不应做的事：*一加工完毕就送检。
要点：不好的零件不能流往下一道；明白自己加工中的问题点。
14. 应遵守的事：本工序、本人能做好的事，尽量做好。
不应做的事：*下一道工序能做的，就让下道去做，尽量减少自己的事。 要点：下一道就是用户，为用户提供更多的方便是企业的天职。
15. 应遵守的事：机床、工作台面、工作环境符合工作要求后，才开始生产。 不应做的事：*为上产量，先生产，后打扫。
要点：在符合工作要求的条件下，生产符合质量标准的产品。
四、职业道德
不管你原来是学生、家里的公主、少爷还是其他，进了工厂的门，你就是员
工，就必须以员工的所有行为准则要求自己，别人也是以工厂的员工行为准则要求你。尽管开始你不习惯、不适应。你必须要适应工厂的规则，逐步养成习惯。 ① 团队协作
② 尊重他人劳动成果
③ 尊重他人
④ 认真仔细
⑤ 高度责任性