长春理工 大学 光学 冷加工 课件 第六章.ppt

光学零件工艺学;第六章 抛 光;光学零件的抛光工艺;玻璃抛光机理;机械磨削;表面流动理论;化学作用;§6-2 样板检验原理;光圈的识别;图6-3 光圈检验原理 a-干涉现象；b-干涉原理； 1-样板；2-工件;（一）光圈数N与空气隙厚度△h的关系;则相邻亮条纹空气隙厚度差近似为： 相邻两道光圈之间的空气隙厚度，近似等于二分之一波长，即一道光圈相当空气隙厚度为。则总的光圈数N与空气总厚度 之间的关系为： 光圈，即干涉条纹的形状是由空气隙等厚层的轨迹决定的，即同一级干涉条纹对应的空气隙厚度是相等的。利用干涉条纹的数量和不规则程度，可以判定球面的面形误差。 ;（二）光圈数N与曲率半径偏差△R的关系;-透镜曲率半径;（三）光圈半径 与波长 的关系;（四）相邻光圈的间隔 与干涉级的关系;由此得出。用白光检验时，干涉条纹超过50条，就无法分辨了。将k＝50代入暗环光程差公式： 由此可知，用白光检验时，与k =50对应的最大空气隙厚度不能超过12.5 ，否则就看不到光圈。;二、光圈的识别与度量;识别光圈高低常用方法有三种 ： 1. 周边加压法 ：此方法适用于光圈N1的判断。 采用周边加压法，识别光圈高低的原理是，将样板置于零件上，两者间存在空气隙，在样板周边加压时，则使空气隙由厚变薄，即空气隙由大变小。这样与对应的干涉条纹也随之移动。对于低光圈，空气隙,等厚层的移动方向是由边缘移向中心，因此，与等厚层对应的干涉条纹也随之从边缘向中心移动。高光圈识别，正好与此相反。 ;;2. 边缘点力法：在样板边缘某一点轻轻加压，使其另一端浮起，则形成楔形空气隙，从而产生干涉条纹。它是根据干涉条纹的弯曲方向和弯曲程度来识别和度量光圈的。如果工件为理想平面，用平面样板（平晶）检验零件时，则呈现平直条纹，由于浮起程度不同，条纹数目也随之增减 ;如果工件为高光圈 ，见图：设样板面为A、B、C、D，加工面为E、F、G、H。边缘一点加压后C和G点接触，则两面之间形成楔形空气层，从而产生干涉条纹。如将干涉图形向平面上投影，那么各带条纹势必弯向受力点，这是由与其对应的空气隙等厚层的轨???方向决定的，此弯曲程度与条纹间隔之比为光圈数。低光圈干涉条纹弯曲方向与上相反，它是背向受力点。这种方法适用于N＜1判断，其精度可达到 左右。 ;;色序法 ;;目视移动法; 局部偏差的判断(像散偏差);像散偏差的判断;像散偏差的判断; 局部偏差的判断 当一侧加压时： 中心低 条纹中心部位的弯曲凹向背着加压点A 中心高 条纹巾心部位的弯曲凹向朝着加压点A 图 一侧加压法判断中心低 图 一侧加压法判断中心高 （a）低光圈中心低；(b)高光圈中心低 （a）低光圈中心高； (b)高光圈中心高。;塌边 条纹边缘部位塌向加压点A。 翘边 条纹边缘部位翘离加压点A， 图 一侧加压法判断塌边 图一侧加压法判断翘边 （a）低光圈塌边 (b)高光圈塌边 （a）低光圈翘边； (b)高光圈翘边。;光圈的度量;光圈的度量;光圈的度量;光圈的度量 1、光圈数量的计算 ① N≥1的计算 在被检光学表面和参考光学表面仅有曲率半径偏差情况下，光圈数度量与表示偏差大小和方向的误差曲线，其中，虚线代表参考光学表面，曲线代表球面(或平面)相对于参考光学表面的偏差大小和方向，平行线间距离代表λ/2。 光圈数Ｎ的度量 （a）N＝3； (b)Ｎ＝2； (c)N＝2； (d)Ｎ＝1．; a)单色光照明时，产生明暗相间的干涉条纹，其条纹数目就是光圈数N。由于1道光圈所对应的空气层厚度为，故采用不同波长的单色光光源，每道圈所表示的具体误差数值也不同。 b、白光照射时，产生彩色条纹。彩色条纹数目就是光圈N。因红色鲜明，波段宽，为便于观察，通常以红色为计算光圈的标准颜色， c、按暗条纹计算光圈数时，由于半波损失多算了半道圈 ;② N＜1的计算 a)对平面或大曲率半径球面零件 当零件表面是理想平面或球面时，干涉条纹往往是弯曲成一定程度的不完整圆的光圈，称为弧形光带，此时根据弯曲的程度来判断光圈数。通常以通过直径方向上干涉条纹的弯曲量h相对于条纹间距H的比值来N度量。;b)较小曲率半径球面零件 对于较小曲率半径球面零件，当N＜1时，一般是根据（光斑大小）颜色来估算的。当用白光照明时，首先根据颜色与空气层厚度的对应关系，计算出中心与边缘处空气层厚度差并判断光圈的正负；然后再用平均波长换算成光圈数。 ③ 用小样板检验大零件时，光圈的计算;局部误差