《光学零件铣磨》-毕业论文.docVIP

w 河南工业职业技术学院 Henan Polytechnic Institute 毕 业 设 计 题目 光学零件铣磨 系别 光电工程系 专业 精密机械技术　　　　 　　　　　　　　 班级 精 密 1004 姓名 学号 1501100409 指导教师 日期 2012年10月10 摘要 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 1.1散粒磨料的研磨 散粒磨料研磨，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。 　　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FX和垂直力FY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F.力能保证磨具、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FT能引起玻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F.力构成两个力偶，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。 　　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。 1.2、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。 　　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