光学冷加工的基础介绍
摘要：本文介绍了光学冷加工的含义、特点并简单介绍了相关的一些产品，机器及其图形，本文详细论述了光学冷加工的加工过程（以球面透镜的加工为例）以及当前我国光学冷加工所存在的问题和提出了发展对策，并指出光学冷加工工艺对社会的重要性。
关键词：光学冷加工，球形透镜，毛坯加工，抛光。
Abstract: This article describes the meaning and the characteristics of the optical cold Processing, introducing a number of related products, machinery and graphics, briefly. The paper also discusses the process cold optics in details (spherical lens processing as an example)，and refers to the questions in our country ’s optical cold Processing, Including the method of development, the importance of the optical cold Processing technology is also pointed out.
一、光学冷加工的含义
光学仪器制造已是一门古老的工程技术，照相机、望远镜及其显微镜等各种光学仪器中的光学零件(透镜，棱镜等)在加工过程中，不产生高温及高温反映或高温现象而又可以达到通过高温热加工的加工效果就称为“光学冷加工”。
下面是几种光学冷加工的产品：
二、光学冷加工的特点
1、光学冷加工与一般的机械加工有根本的区别，这些差别是由被加工材料的性能特殊及零件要求特别高的精度和光洁度所决定的.由于零件是以玻璃为原材料，它具有很高的硬度和脆性，因此，必须用比玻璃还硬的金刚砂或金刚钻来加工玻璃。
2、光学冷加工的另一特点就是夹持方式。
在金属加工中，工件主要是用卡盘等机械夹具来夹固的，而在光学冷加工的细磨抛光等主要工序中，却不能采用这种夹具。一方面：由于玻璃的脆性而不允许采用这种方法，另一方面：由于光学零件要求相当高的精度，如果采用机械夹紧方法，常会使零件在夹紧时产生变形，即使在加工过程中加工得非常完美，但
在松开夹具后，又由于零件恢复变形而破坏了所要求的精度。所以，光学零件在
细磨、抛光前须用粘结物粘贴在金属模盘上而组成“镜盘”。
由于光学零件要求极高的表面精度和光洁度，因此，在设计一个光学车间时，除了考虑一般的条件外，还应特别注意环境的防尘及恒温。
光学加工的特点很多，在此不多赘述，有些特点将在下述加工过程中加以介绍．
三、光学冷加工的加工过程
以球面透镜的加工为例，球面透镜式样如图下：
透镜、平面镜，尤其是棱镜的形状多样，它们的加工工艺不能完全介绍，在此，以球面透镜的加工为例．透镜通常是圆形的，由两个球面的折射面所组成。其加工过程，基本由以下三部分组成，即:毛坯加工、成形加工、最终加工。
光学冷加工主要工艺流程如下图
1.毛坯加工：
目前由玻璃厂供应给光学车间的玻璃基本有两类，一类是块状玻璃，一类是压型毛坯。在应用块状玻璃时，为了获得所要求的毛坯形状，必须经过开料、滚圆等工序。
开料:
用镶有金刚钻的锯片在开料机上把大块玻璃切割成具有一定厚度的薄片，并依次将薄片切割成一定宽度的长条及方形的小薄块。
滚圆:
由于透镜毛坯要求是圆形的，在批量生产，还须把这些小方块的正方形面互相胶合起来进行“倒角”和“滚圆”。所谓“倒角’，就是把胶合的正方形柱体在研磨机的平面铁模上，用金刚砂和水的混合液把四边形磨成八边形、十六边形，并逐渐滚成圆柱体，其后半道工序就称为“滚圆”。把滚圆后的柱体稍微加热使固胶熔化，可得到许多所要求的圆形毛坯。
2.零件的成形加工
将毛坯加工到符合图纸要求的外形尺寸及表面光洁度，是光学冷加工中的主要部分，又包括:粗磨、细磨、抛光、定心磨边等工序。
粗磨:
光学零件的粗磨是从毛坯上磨去余量，使其接近图纸所要求的形状、尺寸，为下道工序—细磨做准备。粗磨过程过去是手工操作，加工时，手持玻璃毛坯，并加一定的压力与模子接触，一边在玻璃与铁模间不断加入水与金刚砂的混合液，一边不断地将零件转动，并在模子表面作往复移动，通过磨料对玻璃表面的磨削来完成零件的粗磨。
随着加工技术的发展，对透镜的研磨进行了改革，在专用的透镜铣磨机上，用杯状的金刚石砂轮来铣磨透镜。
图1为透镜铣磨原理图，透镜被真空吸盘或弹簧夹具夹持在工件轴上作低速转动，金刚石砂轮固定在工具轴上，作反方向的高速旋转，并沿着轴向进给，通过砂轮对玻璃的磨削而形成球面。图中a)为加工凸透镜的情况，b)为加工凹透镜的情况。
由图可见，通过工件轴与工具轴的夹角a的调整，可加工出不同曲率半径R的球面透镜。加工到给定的余量后机床能自动停车，它不仅使粗磨工序实现了机械化，而且使加工效率提高了20—30倍。
在完成对透镜第一个表面的粗磨后，用同样的方法对另一个面进行相应的加工。然后进入下一工序的进程-细磨
细磨:
粗磨后的零件是比较粗糙的，它的几何形状与图纸要求还有一定距离，必须经过细磨、抛光后才能达到外形尺寸和表面光洁度的要求。粗略地讲，细磨与粗磨的区别在于细磨时所用磨料的粒度要比粗磨时细(在实际操作时，由粗磨，细磨，分别都得更换好几次不同粒度的磨料) 。为了使加工能经济合理，在细磨时常把一定数量的零件用粘结胶粘贴在铁模上进行成盘加工。是采用由两个传动环节组成的机械装置，其下环节为主轴旋转机构，上环节为拨杆运动机构。加工时，有时把镜盘放在下环节的主轴上，模具放在镜盘上，由拨杆拨动而完成一个复杂的机械运动，有时则相反，视具体情况而定。此外，把镜盘细磨后经过清洗就直接进行下道工序的加工—抛光，然后把抛光了的表面镀保护层，镜盘，清洗后再进行另一面的细磨、抛光。
抛光:
经过细磨的零件已基本达到规定的外形尺寸，虽然其表面已经很细，也相当平滑，但还是比较粗糙的，光线还是不能理想地通过各折射面。抛光的作用就是对这些极微小的不平滑表面进行加工，使零件成为透明。
