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光行天下 -> 光學加工與制造 -> 討論模仁拋光的主要工藝因素 [點此返回論壇查看本帖完整版本]

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2013-06-10 22:56

討論模仁拋光的主要工藝因素

          近階段研制精密研磨機，擬用于塑膠鏡片模仁的拋光。研制的過程中，琢磨過拋光的主要工藝因素，記敘如下：
㈠拋光速度
        光學冷加工行業(yè)內(nèi)有一觀念：高速拋光高效，表面品質一般；低速拋光低效，但可獲得高品質表面。于是，從機床到工藝便有了“高拋”“低拋”的區(qū)分。
      “睽而知其類，異而知其通。”能溝通高拋低拋二種工藝的是什么因素？當然是速度。當其他工藝因素適當配合時，高拋高效低拋低效無疑是對的，問題是：高拋則表面品質一般，低拋則能加工出高品質的表面，這一條能成為鐵律嗎？
       誠然，一直以來，要加工精準面形且表面疵病等級高的光學元件總是采用低拋工藝，當拋光高精度平面用分離器時，擺速極慢，主軸轉速往往也只有一二十轉甚至更低。
       實際上，在光學冷加工以外的研磨領域總能看到這樣的情形：高轉速能加工出光滑表面。如金相拋光，轉速約1000轉；又如磨頭拋光，轉速幾千轉甚至上萬轉，按光學冷加工的區(qū)分標準，都屬高拋。顯然，反倒是高拋更容易加工出光滑表面。光學冷加工行業(yè)所以沒有象機械行業(yè)那樣追求高轉速，一方面受到面形和表面疵病質量指標的約束，當機床性能不配合時，如面形有跳動，機床有振動等等，轉速就受到限制；另一方面，光學元件的驗收標準，只要感觀上達到鏡面就行，絕大多數(shù)情況下不會去檢測鏡面的微觀粗糙度。所以，高轉速反而成了“吃力不討好”的事情（當追求效率時除外）。對此，我們不妨作進一步的追問：既便在不追求加工效率的前提下，高轉速到底有沒有意義？回答當然是肯定的：只有高轉速才有可能獲得超光滑表面。光學冷加工的現(xiàn)狀不檢測表面粗糙度是一回事，不同的研磨速度一定會影響被加工件的表面粗糙度又是另一回事。至于兩者之間的對應關系，有條件的業(yè)內(nèi)人士可以去做個測試，如果有數(shù)據(jù)能證明研磨速度與表面粗糙度Ra之間有可靠的負相關關系，那么，提高研磨速度便可成為光學冷加工努力的方向，沿著這個方向，高速拋光不僅能實現(xiàn)高效率，同時還可能獲得超光滑表面，進而可以提升光學儀器的成像質量。
        接下來的問題是：要加工精準面形且表面疵病等級高的光學元件，采用高轉速是否可行？要回答這個問題，不妨先琢磨一下：一直以來，為什么都選擇低拋工藝？我認為主要有這么幾點：
       第一，機床精度不夠，旋轉時磨盤表面有跳動，不宜高速。
       第二，機床有振動，不宜高速。
       第三，左右往復擺動方式有死點，擺動到死點處有沖擊慣性。如果用鐵筆頭給力，由于力點高會加劇沖擊慣性；改用分離器，則可降低給力點，但分離器慣性更大，同樣不宜高擺速。
       第四，高速拋光會產(chǎn)生熱量，用瀝青模具拋光易變形。用冷卻液澆灌而循環(huán)使用時，表面容易產(chǎn)生疵病。
      也就是說，上述影響提高轉速的不利因素如果能得到很好控制時，采用高轉速加工高品質表面就成為可能。
       當“高拋”“低拋”的概念被模糊后，拋光從業(yè)者就能突破固有觀念的桎梏，在本原的層面上去理解拋光工藝，至少可以透過“轉速”這個窗戶看到更廣闊的工藝空間。
㈡拋光磨料
       市面上的氧化鈰都是針對加工對象不同的磨耗度來區(qū)分種類的，有面向硬玻璃的，也有面向軟玻璃的。
        09年10年期間，碰到這樣一個工藝現(xiàn)象：找了一種氧化鈰樣品試用，用過的師傅都說好用，不管是硬質玻璃K9還是表面難磨的氟冕玻璃，既有切削力也能確保表面質量。等買了小批量回來發(fā)現(xiàn)不好用，然后再要樣品，一次，二次，三次，都不好用，供應商也說不上所以然。接著，滿世界找氧化鈰，要了十種八種樣品，都不是第一次樣品那樣的拋光效果。
       這個例子說明：生產(chǎn)氧化鈰過程中某一嚴重影響拋光效果的工藝因素沒有被主動把握住。也就是說，氧化鈰的使用對象本來是可以充分廣譜的，或者說，氧化鈰現(xiàn)有的分類法也可以在一定程度上被模糊的。
       氧化鈰有這樣的情況，氧化鋁有沒有類似現(xiàn)象，值得關注。