光学制造技术第3章透的定心磨边.ppt

第3章 透镜的定心磨边 《光学加工》 Optical Fabrication 课程公共邮箱：hfutof@126.com 本节内容 2课时 第3章 透镜的定心磨边 概述 为了满足光学仪器成像的要求，必须保证光学系统光轴的一致性。在仪器的装校中，通常是靠透镜的外圆定位，但外圆定位只能保证各透镜几何轴的共轴性，却不能保证光轴的一致性。如果要达到靠外圆定位来实现光轴的共轴性，那么，透镜在装配前必须进行定心磨边，以消除或减小透镜的中心偏差。 3.1定义及术语 3.1定义及术语 一.传统惯用的定义 (一)定义及术语 中心偏差就是透镜外圆的几何轴与光轴在透镜曲率中心处的偏离程度，用C表示。透镜中心偏差的几何意义。 定心就是使透镜的光轴和几何轴重合或在一定的公差范围内。 一.传统惯用的定义 (二)中心偏差与边厚差的关系 在透镜研磨抛光过程中，通常采用控制透镜边厚差来校正镜盘中心偏差，达到减小透镜中心偏差的目的。特别是对大口径透镜不适合定性磨边，在抛光过程中必须通过控制边缘等厚差的方法，达到中心偏差的要求。 一.传统惯用的定义 (二)中心偏差与边厚差的关系 右图是测量透镜边厚差的简易装置示意图。 该装置由三只钢球支承着待测透镜，透镜的外圆柱面紧靠着两只定位触头。因此该装置称为五点定位等厚架，千分头紧固在支架上，其测量触头顶住透镜的边缘。透镜转动一周时，干分表针的跳动量就是透镜的边厚差值。 定心的实质就是通过一定的方法，将透镜的两球心置于磨边机回转轴线上，从而把以光轴为基准的磨边过程，变成以机床轴为对称轴的修磨透镜外圆的过程。 二.新的术语与定义 (一)术语与定义 传统规定的中心偏差C的定义，不能表示光轴与几何轴相互位置的一般情况。所以提出新的术语与定义 二.新的术语与定义 (一)术语与定义 二.新的术语与定义 (一)术语与定义 二.新的术语与定义 (二)传统的中心偏差与新定义面倾角的关系 1.用透射式定心仪检验 透射式定心仪检验出的偏心差e，要保证图纸规定的面倾角x的要求。 单透镜两光学表面中有一个选作基准面时，则偏心差c与另一个光学表面的倾角的允许值，按下式计算： 式中：c——偏心差，mm； x——面倾角，(’)； n——透镜材料的折射率； l’F——透镜的像方焦距，mm。 注：1’=0.000291Rad 二.新的术语与定义 2.用反射式定心仪检验 根据图7—4标注的基准轴和中心误差的允许值，应采用相应精度的反射式定心仪检验。 当被检光学表面球半径尺为有限值时，可根据x值(见图7—4)换算出球心到基准轴的距离a，也可按检验出的a值换算出面倾角z值，即 式中：x——面倾角，(’); a——被检光学表面球心到基准轴的距离，mm； R——被检光学表面球半径，mm。 3.2光学定心的原理及方法 概述 定心的方法很多，但基本的是光学定心法和机械定心法，此外，还有激光定心、光电定心等。 光学定心法主要包括透镜表面直接反射像定心法、球心自准反射像定心法、透射像定心法和电视定心法等，此外还有激光干涉技术定心法。 一.透镜表面直接反射像定心法 这种定心方法的原理如图所示。定心接头轴线与机床的回转轴重合，并且接头端面MN精确地垂直于轴线。将透镜胶接于接头端面时，如果胶层非常均匀，则透镜表面1的球心必然落在接头的轴线上。如果再使透镜表面“2’’的球心也置于接头轴上，则透镜实现了定心。 利用透镜表面直接反射灯像的方法进行定心，故称透镜表面直接反射像法。 3.2光学定心的原理及方法 一.透镜表面直接反射像定心法 在图7—5，将一个白炽灯泡A置于透镜的前方L。处，然后转动定心接头，观察A经过透镜表面“2”反射后所成的像A’的跳动情况，灯像A’的跳动大小，反映了回转轴QQ1轴相对光轴C1C2的偏离程度。移动透镜，直至转动接头时，灯像完全不动或在允许范围，则表明透镜定心完毕。这时再以QQ1轴为回转轴来修磨透镜外圆，即所谓磨边。 透镜表面直接反射像定心法， 由于是用肉眼直接观察灯像． 所以精度不高，这种方法 很少应用。 3.2光学定心的原理及方法 一.透镜表面直接反射像定心法 在图7—5，将一个白炽灯泡A置于透镜的前方L。处，然后转动定心接头，观察A经过透镜表面“2”反射后所成的像A’的跳动情况，灯像A’的跳动大小，反映了回转轴QQ1轴相对光轴C1C2的偏离程度。移动透镜，直至转动接头时，灯像完全不动或在允许范围，则表明透镜定心完毕。这时再以QQ1轴为回转轴来修磨透镜外圆，即所谓磨边。 透镜表面直接反射像定心法， 由于是用肉眼直接观察灯像． 所以精度不高，这种方法 很少应用。 3.2光学定心的原理