光学冷加工毕业设计.doc

河南工业职业技术学院毕业论文 1 河南工业职业技术学院毕业论文论文题目: 光学零件铣磨题目光学零件铣磨班级 0803 专业精密机械技术学生姓名邢艳磊指导教师贺老师日期____2011 年5月___19_ 日__ 河南工业职业技术学院毕业论文 2 前言粗磨:将块料或型料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。粗磨的方式,根据生产批量和加工条件的不同,可以选择散粒磨料手工操作,也可以采用固着的金刚石磨具,在铣磨机上进行自动或半自动的机械加工。后者具有加工周期短,机械化程度高,磨具磨损低,加工质量稳定等优点。因此,金刚石磨具的铣削加工已逐渐代替散粒磨料的粗磨。第一章研磨的本质 ,是指用磨料加水配成的悬浮液对玻璃进行研磨加工。散粒磨料研磨加工的示意图见下图所示。河南工业职业技术学院毕业论文 3 分布在磨盘 1和工件 2之间的磨料颗粒 3,借助磨盘的法向力和磨盘与工件的相对运动,首先使玻璃表面形成交错的裂纹,其裂纹角大约是 900^-1500 ,然后磨料继续滚动,再加上水渗入裂纹的水解作用,就加剧了玻璃的破碎,由于切向冲击力的作用, 磨料将玻璃进行微量破碎, 形成破坏层叮,它由凸凹层 k和裂纹层组成。凸凹层的高度大约是磨粒平均尺寸的 1/4^-1/3 ,裂纹层二的深度比凸凹层 k约大 1一3倍。下面分析研磨过程中受力情况。在图 4-1 (a)中, 磨料在某一瞬间,上端顶在磨具上,下端作用在玻璃上, R 力的作用线为 aa 。作用力 R 分解成水平力 F X 和垂直力 F Y 在图 4-1 (b )中,磨粒给予玻璃的力 F. 的作用方向与相对速度 Y,一,的方向垂直,因此不可能为磨掉玻璃而作功,但是 、磨粒和玻璃之间的接触, 并会引起玻璃表面出现裂纹和磨具的弹性变形。磨粒给玻璃的作用力的分力 F; 的方向与玻璃宏观表面相切,并与和对速度 VE的方向相反。分力 F T能引起玻河南工业职业技术学院毕业论文 4 璃表面凸凹层的顶部被磨掉及磨具表面的磨损。另外,每个磨粒所受的 F,力和 ,其合力偶使磨粒滚动,这时产生的冲击力,不仅使玻璃表层被去除,而且大颗粒磨粒可能被破碎,于是。又有另外的磨粒重复上述过程。如图 4-2所示。在图 4-2 中,磨料在滚动过程中,由于冲击作用, 玻璃表面的凸出部分被敲掉,这时则会引起磨粒的滑功或磨粒处于大的凹陷处而不起作用。在研磨过程中,仅有 15% 的磨粒在起研磨玻璃的作用,其余的磨粒不参与有效研磨,它们一可能被水冲走,或者互相磨碎,最后与玻璃碎屑混在一起被水冲走。河南工业职业技术学院毕业论文 5 在研磨过程中, 玻璃表面产生划痕的原因主要有两点:其一,有个别的磨粒长时间粘固在磨具上,相当一把刀在玻璃表面滑动,则会产生划痕,其二,若有以上的磨粒尺寸,大于基本尺寸的 3倍时,它们在玻璃表面滑动或滚动留下的痕迹很深,不易被正常尺寸的磨粒去掉。通常磨粒的最大尺寸与最小尺寸的比为一般研磨表面的凸凹层厚度与磨粒尺寸有关,所以磨粒俞小,表面粗糙度愈小。研磨过程的化学作用,主要是水参与了玻璃表层的水解反应,在裂纹缝隙中形成硅酸凝胶膜,硅酸凝胶膜的体积膨胀,使玻璃裂缝加深变宽,促进了玻璃碎屑的脱落。由此可见,研磨的过程主要是尖硬的磨料颗粒对玻璃表面破坏的过程。水解作用虽然起一定的作用,但这是次要的。 、固着磨料的研磨铣削加工,是采用固着磨料的金刚石磨具研磨玻璃, 它与金属的加工很相似。在磨具表面上固着的金刚石颗河南工业职业技术学院毕业论文 6 粒,具有锋利的棱角,就象用扁铲 C子)要削铸钞、那样, 又象车刀进行切肖 d加工。如图 4一3所示。在铣削加工中,磨具和工件的相对运动产生的切削力 R 可分解成水平分力 F ,和垂直分力 F- 。在垂直分力 F, 的作用下,磨粒进入玻璃的探处破坏玻璃,形成互相交错的锥形裂纹,裂纹角度大约为 1550 ,它的大小不随玻璃牌号和磨料种类而改变。裂纹角的宽度比磨粒宽度大,当金刚石棱尖深入玻瑞时,将玻瑰劈出碎片而脱落。玻璃破碎情况如下图所示。河南工业职业技术学院毕业论文 7 磨具的主要运动是旋转运动,但还存在工件与磨具的振动位移,致使划痕边缘不整齐,并且方向紊乱。由于玻璃是典型的脆性材料,因此,磨具磨削的结果使玻璃表面出现起伏的凸凹层 h0加工产生的破坏层 n,是由凸凹层 k 和裂纹层。构成。磨具给予玻璃的水平分力‘与加工表面平行,它与玻璃相对磨具的速度 YF、方向成 180 。角。 F 。实际上是切削力,因此,切削玻璃和产生热量所消耗的功与 F。大小成正比。在铣削过程中,玻璃表面和结合剂基体之间有一定间隙,以保证充分供应冷却液,并避免结合剂与玻璃产生有害的摩擦。磨粒与玻璃相互作用的部分,不超过磨粒最大河南工业