初学的光学加工人员必须学会操作各种机器,包括球面铣磨机、磨边机、金刚石切割机、带锯及各种型式的抛光机,也必须学会用真空夹头或沥青粘结模及石膏模将玻璃零件上盘。工作时,必须注意遵守安全规则。只有建立恰当的操作规程,才能保证操作安全。 F9}j iCom
1 金刚石锯切 > a?K![R
第一种基本的机床就是金刚石锯床。尽管市场上有多种金刚石锯床,但其操作都是类似的。在光学车间里最普遍的是菲尔克劳(Felkner)机床。建筑工人也采用它来切割水泥预制品。旋转的金刚石磨轮以垂直位置安装在主轴上,两只橡皮管在被切割的玻璃上喷冷却液。通常锯片旋转时,小工件用手工进给,而大工件则需要液压进给。 6,~Y(#
金刚石锯切瓷砖的步骤如下: ojva~mnFf
第一步:安装锯片,使之伸出到工作台面下面大约1mm处,用水封螺丝把锯片固紧在支架上; _/c1b>kcso
第二步:用一支软铅笔划线,标出切割部位; kN~:Bh$
第三步:开动机器,冷却液直接喷入移动工作台的锯缝中; 4it^-M
第四步:瓷砖靠着水平的档块,移动工作台,按划线进行切割。有经验的操作者通常不这么做,而是用双手将瓷砖推向旋转的锯片。但为了保证手指的安全,应将移动工作台固紧。 B=d
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如果落下的粉料是紫红色而不是工作正常时的白色,则表示在材料上施加的压力太大。常规金刚石锯片的安装如图2.1所示。 I5%#A/|z
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图2.1 带有冷却液泵的夫勒克尔-德来赛(Flecker-Dreser) y3+iADo.p
金刚石锯片,80-BQ型切割机及机座 D\H;_k8
当锯切玻璃或晶体时,金刚石磨轮或钢丝可能堵塞,需用一块碳化硅或特殊的白色石块除去堵塞物。 14DHU
1.1 切割厚的工件 tEam6xNf,
有些固定在液压控制轴上的金刚石锯片可以切割安置在可移动工作台上的厚玻璃平板。为把一块平板锯成几块,人们必须先切出整个厚度的一半,然后把平板翻过来再切割另一半。有两个约束条件限制了玻璃的切割尺寸——锯片和防冷却液的档片直径以及使锯片固定在旋转轴上的固定垫圈直径。操作方法如图2.2所示。 DWwPid}
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图2.2 用正反锯口锯切法把厚玻璃平板切割成两块的一种改进方法 kfW"vI+d
1.2 圆片的切割 3QF/{$65!
经常需要把一块大直径的玻璃圆柱体切割成薄的圆玻璃片。操作者需要采取一些临时性的凑合办法。先将定位圆柱体用的V型金属档块固定在工作台上,再将一只90°的金属直立挡板也固定在工作台上,使之当用手旋转玻璃圆柱体时有固定的位置。锯切的操作如图2.3所示。操作时锯片切入玻璃圆柱体内,切割到固定垫圈尺寸,即1/8in。然后转动玻璃圆柱体,一直切到在中心只剩下一个小圆芯为止。如果圆芯直径大,则不应掰开圆切片,而可以用一只细齿手锯和80号碳化硅金刚砂将圆芯锯去。这种方法虽慢但却有效。在玻璃圆柱体的直立挡板间放入一块方形木块,就可以切割另一块圆片。 1OI/,y8}
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图2.3 将一块大玻璃圆柱体切割成玻璃圆盘 ?:AD&Dn
1.3 棱镜的锯切 BN>t"9XpW
将粗抛光过的平行平板切成各种大小的棱镜时,必须先胶合两块保护玻璃以保护其粗抛光过的表面。胶合时工件在电炉上加热到100℃,并在每个表面涂上沥青胶。抛光表面与保护用的窗玻璃间应衬以透镜纸或薄棉纸。 '_~qAx@F#c
从玻璃块上切下的棱镜的尺寸最好用一种宽的绝缘胶带纸标出。为便于锯切排样,可用厚纸板或薄塑料板做棱镜模型。锯切和铣削出来的棱镜表面要尽量使用,因为劳动力比玻璃的价格更昂贵。
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1.4 分束器 AY x*Ngn
首先锯切成矩形玻璃块,然后从平行平板上切出反射棱镜和分束器。用双面胶带纸将玻璃块粘贴在V型块上,对准玻璃上的狭长表面进行难度较大的对角切割,如图2.4所示。V型夹具固定在锯料机的活动工作台上。玻璃块的棱角首先用手磨出0.1in的倒边,以此作为切割的对准线和开始切入区。但是必须在切割前作一些检验,棱角及其倒边应与磨轮片静止位置保持对准。如果对准不精确,则必须移动工件到正确的位置后再牢牢紧固。沿着夹具里的铣切切口走动的锯片,切不可切入金属夹具。当锯片全部锯出时,操作必须谨慎,注意玻璃不能裂开或跌落到金属工作台上。为了防止碰破玻璃,可在夹具近旁处放一块厚的波纹橡皮垫。用木头尖臂或塑料尖臂很容易将棱镜从胶带上撬开而脱开夹具。想要安装一块新的棱镜和调换新的双面胶带以前,必须擦净夹具。在夹具的每一面只需用一小条胶带,若胶带太多反而会使棱镜难以取下。棱镜上的所有锐角均要倒边。
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2 带锯或线锯 V1-URC24vd
玻璃或晶体切片时常采用带锯。光学上采用的带锯类似于木工或金工车间的常规带锯。在制成一块椭圆形光学平板(见图2.5)以前,普通带锯的操作是先除去一块大的玻璃圆盘外圆的多余部分。该方法需要挠性的含油的金属锯片。大而重的玻璃圆盘要放在装有多个小轴承钢球的台板上并作运动,钢球压入台板胶合 ,L&d\M"f
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图2.4 用双面胶带纸或树脂胶把一块柱形块粘贴在夹具上切割成两只反射棱镜 |L<p90
板的支座里。在宽的绝缘胶带上画好要切割的椭圆,在转动的锯片与玻璃间注入冷却液,以防止应变。对圆盘及其圆周进行喷砂或细磨(见图2.6)可以使应变消失。用钻床马达带动一个挠性圆磨盘,对圆盘的外圆进行细磨。 .+d.~jHX
用线锯方法切割大而重的玻璃块是不切实际的,因为这种切割需要压力。 ]#sF
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在许多车间里用线锯或浸油的弦锯切割制作红外(IR)器件用的晶体零件。镶嵌金刚石的线锯用于切割硬晶体,而浸油的弦锯用于切割软晶体,例如钠碘化合物。为防止被切割的晶体分解,必须仔细地选择冷却液。线锯如图2.7所示。 nRHxbE}::
3 球面铣磨成型 =pk5'hBAi
在玻璃零件上铣磨成型球面是一项常规的操作。标准的球面铣磨机(通常称为研磨机)如图2.8所示。如斯德雷斯巴(Strasbaugh)7-M型可以加工直径达24in的玻璃毛坯并可铣磨成凹面、凸面或平面,也可以倒角、磨边及钻孔。玻璃圆盘 2L(\-]%f
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图2.5 将一块大的派勒克斯(Pyrex)玻璃圆盘用带锯锯成一块椭 sS{!z@\Lf
圆形平面块(42×30cm)在制造椭圆时,先加工成圆盘形状 SNOML7pd
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图2.6 用碳化硅圆盘研磨模研磨锯成椭圆的圆周,椭圆的内倒边 =nff;Xu
用一只挠性研磨盘进行细磨,并在研磨盘上贴一张碳化硅砂皮 MHqk-4Mz
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图2.7 激光技术公司(North Hollywood,CA.)制造的№2006线锯切割机床, )&{<gyS1
用运动的金刚石细线切割晶体时必须仔细地选择冷却液 80GBkFjV
用一只带有可压缩的“O”型圈的真空夹头装夹。操作方法如图2.9所示。 vq` M]1]FO
选择的金刚石磨轮的直径应大于铣磨零件直径的一半。半径稍有变化时,可调整倾斜角来进行校正,并用球径仪检查铣磨出的曲率半径。 Y/<`C
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图2.8 斯德雷斯巴7-M型球面铣磨机加工工件直径达24in,玻璃厚度为7in >[0t@Tu,D
3.1 球径仪 ^JMO POm
球径仪用于测量铣磨球面与给定球面间的偏离程度。由三个球组成的球形测环,支承着玻璃工件,工件表面曲率半径为: wLa8&E