铣磨教育训练教材

1、成都光明光学元件有限公司制二课 第一章：铣磨基础知识 第一页第二章：加工原理及机械构造 第二页第三章：辅料，治工具的介绍及选用 第四页第四章：夹具 第六页第五章：作业标准书 第十一页第六章：机台操作 第 页第七章；各项控制指标及检测方法 第 页第八章：品质不良原因分析及对策 第 页第一章：铣磨基础知识1铣磨简介 a.光学零件的毛坯，加工成透明的光学表面，无论是采用散粒磨料还是固着磨料加工，均需要三大基本工序：粗磨、精磨和抛光。 b.根据生产批量和加工条件的不同，可选用散粒磨料手工操作，也可以采用金刚石磨具，在铣磨机上进行自动或半自动的机械加工。铣磨机加工周期短、机械化程度高、磨具磨损低、加工质

2、量稳定等优点。因此，金刚石磨具的铣削加工基本代替散粒磨料的粗磨。 c.目前，国内大部分光学厂的粗磨工序已普篇使用铣磨机加工。铣磨机的种类很多，基本形成系列，大多为单件铣磨，但有的光学厂也采用成盘铣磨。2铣磨定义 铣磨是将块料或型料、毛坯加工成具有一定几何形状、尺寸精度和表面粗造度的工序。第二章：加工原理及机械构造1.加工方法 在铣磨机上，采用金刚石磨具成形加工玻璃的工序，称作粗磨的铣削加工，又称范成法加工。 所谓范成法是利用磨轮忍口轨迹包络面成形球面的方法。2.球面铣磨加工原理a.球面铣磨加工原理如下图所示，金刚石磨轮刃口通过工件顶点，磨轮轴线和工件轴线相交于O点，并且两轴夹轴夹角为，磨具绕自

3、身轴高度旋转，工件绕自身轴低速转动，这种运动轨迹的包络面就形成球面。 图：球面铣磨原理：磨轮轴线倾角Dm：磨轮中径 R： 镜片的曲率半径r：磨轮端部刃口圆弧半径o：磨轮轴与工件轴的交点b.夹角的选择：球面半径的大小与两轴的夹角有关，当磨轮选定后，中径Dm和端面圆弧半径r为定值，调节不同的角，即可加工不同曲率半径R的球面。其R与的关系式如下：Sin=DM/2(R±r) 或：=rc sinDM/2(R±r)式中凸面取“十”号，凹面取“” 3.机台构造 如图 第三章：辅料、治工具的介绍及选用一、冷却液1.冷却液分类：冷却液一般分为；水溶液类、特种切削油类、乳化液类。种类选择不当，

4、将直接影响玻璃表面质量，还会影响磨具的使用寿命。 2.冷却液的作用：冷却液的作用是散发加工过程产生的热量，去除磨削碎屑和减少磨轮与玻璃的磨擦， 即起到冷却、清洗、润滑作用及对玻璃和磨轮的化学作用（腐蚀作用）。冷却作用：指在高速压下，吸收带走玻璃与磨轮产生磨削热，降低磨轮的磨耗，提高其使用寿命和稳定性，减小热应变对玻璃的影响；润滑作用：指减少磨擦能力，即降低磨削阻力和磨轮磨损能力，但润滑作用需适当，不能太大，否则会降低磨削效率；清洗作用：及时清除加工中产生的玻璃碎屑和磨轮脱落的金刚石颗粒。化学作用：金钢石磨轮中的结合剂被冷却液暖慢的腐蚀、溶解、加速了钝化的金钢石颗粒从磨具脱落下来，新的颗粒露出表

5、面，使磨具产生自锐作用，这种自锐作用不是磨轮自身固有的那种自锐作用，而是冷却液对磨轮腐蚀的一种化学作用.二、磨轮的介绍及选用 1.磨轮的结构如下图2. 主要供应商 常用的表面有氧化层的是云光生产的。 加工磨耗度较软或较硬的磨轮为日本阿尔法公司生产的 现在使用的还有昆明隆誉公司的。3. 性能规格：270#16以下的磨轮均为270#，加工出来的品质较好，效率稳定。20以下的有200#、230#、250#、270#、300#等，根据镜片材质与磨耗度来选择。一般镜片外径越大，所需磨轮精度越粗；镜片磨耗度越小的选择磨轮就越粗。4.铣磨加工镜片材质与磨耗搭配以及修整方法 镜片一般来讲冕牌玻璃较硬、耐磨，火

6、石玻璃较碎、易磨；磨耗度值较低的表明镜片硬、耐磨；磨耗度值大的表明镜片碎、易加工；磨耗度在60100之间的镜片比较难加工；镜片外径越大越难磨；磨耗度在110160之间的,较易加工。 磨轮 现在我们公司磨轮的主要供应商为云光辅料厂，其次有日本阿尔法和昆明隆誉。 云光厂生产的磨轮适应的镜片材质范围宽、切削能力强、耐用。 日本阿尔法公司生产的磨轮适应的镜片材质范围宽、切削能力强、耐用但价钱昂贵。 昆明隆誉公司生产的磨轮切削能力差、耐磨性弱单价钱便宜可磨一些低熔点产品。 搭配 根据镜片外径来选择 20以下的镜片，一般选择270#磨轮。无论镜片的磨耗度是大还是小。 20以上的镜片，应根据材质与磨耗度进行

7、选择。 下表为各种磨耗度、各种直径镜片的磨轮选择表： 磨轮外径磨轮粒度60以下60100100160160200200以上20以下1020270#1020270#1020270#1020300#1020300#20302024250#2024250#2024250#2024270#2024300#31402835200#2835200#2835250#2835250#2835300#41503540170#3540170#3540200#3540250#3540250#51604060150#4060150#4060170#4060200#4060250#61以上60以上、120#60以上、1

8、20#60以上、150#50以上、170#50以上、200#5.磨轮的选择及修整方法 a.磨轮的分类目前我们使用的磨轮主要产于云光、日本和昆明，这些磨轮可以分为以下两类： b.磨轮的选择 a. 根据零件的材质来选择磨轮的粒度量。 i如果外径是50以下的零件：其材质较软或重金属含量较高时，选择云光产200#-300#磨轮；其材料较硬或重金属含量较少和根本不含有重金属成份时，选择日本产120#-230#磨轮。 ii如果外径是50以上的零件；其材质较软或重金属含量较高时，选择云光产不超过200#磨轮；其材质较硬或重金属含量较少和根本不含有重金属面份时，选择日本产不超过150#磨轮.c.磨轮中径的选择

9、 铣磨加工的磨轮中径一般为透镜直径的3/4，约为透镜直径的70%。当透镜表面特别陡峭时，例如在加工超半球的工件时，对磨轮的要求也很严格；而曲率半径较大或加工平面零件时，对磨轮中径要求相对来说就不那么严格，只要超过透镜直径的一半就可以了。 d. 根据零件外径尺寸的大小来选择磨轮中径的大小。 零件的外径用“”表示。 磨轮的中径用“DM”表示。 磨轮中径的概念：磨轮两相对刃口顶点之间的距离叫做磨轮的中径。（用DM表示） 所以我们选择磨轮一般按照/2<DM<来确定磨轮的中径。6. 修整磨轮的方法及注意事项 a. 在修整之前首先要确认加工镜片之状态。如果是凸面，磨轮的内刃与镜片接触在内，用金

10、刚石或砂条修刮磨轮的内刃口；如果是凹面，就修刮磨轮的外刃口；平面则修刮磨轮的端口。 b. 修整磨轮时，用力要均匀，先用废旧金刚石磨轮修刮，然后用砂条修刮，用金刚石修刮以后就直接加工镜片，那么完工镜片外会很光滑，其加工时间会很长，而且易烧坏镜片，所以必须用砂条把光滑的金刚石表面稍微砂毛一些，以提高效率。c. 磨轮修整好以后，切削力会比修整前减小，容易烧镜片，所以要把机床手柄的压力稍微减少一些，光刀时间也相应延长一些，待加工一段时间后再慢慢恢复手柄压力和光刀时间。d. 轮修整好以后，中心厚度、H、中心点都会有所变化，所以必须升高中心度至少0.20mm，然后把H、中心点调整好以后，再把中心厚度调整到

11、要求尺寸。三、夹具的介绍及选用。 我公司现在使用的夹具为弹性夹具：弹性夹具是利用弹性夹头上所开的三个槽夹头外圆锥面与夹帽内圆锥面配合产生的弹力，来达到夹紧零件的目的。1. 夹具的分类 国产机类型 日本及韩国产的类型2. 夹具材料 聚甲醛 电木3. 性能电木 夹持力强，适合加工外圆光滑及半成品，耐磨性不好。聚甲醛 耐磨性好、弹性好，适合加工完品。4.夹具的选择 根据镜片外径与形状，选择合适的夹具，一般应比镜片外径大4mm。 夹具装上机后，应观察其转动的同心度状况，夹具跳动大的夹具，则加工出来的镜片边厚差大，所以应尽可能选择跳动小的夹具。 日本机及韩国机，在上装夹具时，如有夹具很紧，上不到位，这样

12、的夹具不要强行装到位，否则拔不下来。 装好夹具之后，应试一下夹具的弹性是否好，如果弹性不好，镜片就会夹持不稳，易卡死或夹具使用时间不长又要重新制作，增加弹性和是将缝锯深一些，但不能将夹具锯的太软。 第四章：夹具1 铣刀介绍根据镜片外径选择合适的铣刀 铣刀规格：1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 6.02. 夹具选用形状及制作 形状 a. 平底状 b. 阶梯状 c. 让边槽状（如图） 性能a. 10以下双平面半成品。 b. 阶梯状：加工双凸，半成品、完成品，一凸一凹以凸面定位的完成品。. 平底状：加工一凹一凸、一平一凹双凹面定位的半成品，或是完成品。c. 让边槽状：加工双凹，以凹面定位的完成

13、品 主轴角度调节至零，将铣刀安置在主轴上。 制作夹具从中心开始扩孔。根据镜片的边厚，调整夹具切削深度，一般应夹持住镜片边厚一半即可。 根据镜片边厚及是否要对镜片倒角，而对夹具进行倒角，铣刀角度一般打到250到450。 夹具作好后，放入镜片时夹具不应被胀开，也不应在夹具中有明显的晃动。 夹具作好后，不应将夹具拔下来清理毛边，这样会使夹具的同心度改变。 让槽状夹具的制作，应注意在切凹槽时进慢一些，夹具在进刀切凹槽时有可能变大所以切凹槽前夹具应紧一些。 新制的夹具边厚差，应控制在要求规格的中线。 新制的夹具毛边多，特别是定位面毛边多，应用铣刀进行修整，铣刀角度在250。3. 夹具的判定 它是利用夹具

14、材料的弹性变形（又称开槽）产生夹紧力实现装夹的（如图）。弹性夹具的收缩量一般选择在0.2毫米左右。收缩量过小，应提高对工件直径的尺寸公差收缩量过大容易引起中心偏移（即偏肉）。第五章：作业标准书 见我司铣磨作业标准书 1铣磨名称标示：工序：铣磨 零件名称：Z111-L1面别：R1面 物料编码：F040010材料：D-ZLaF52La 磨耗度: 126成品中心厚度:2.77±0.035工艺流程: 铣磨R1 铣磨R2 精磨R1 精磨R2 手工倒边R1 铣磨端面 抛光R1 抛光R2 清洗 检验 出货抽检 2.毛坯图铣磨未加工之前的镜片，具有以下特点：a 外径比磨边后的大1mm，公差一般为0.

15、2mm。b 中心厚度较铣磨完成品厚1mm，且公差较大，有0.6mm。c 凸面R值较完品R大，凹面较完品R小。 3.铣磨半成品图：已经加工了第一个面的镜片，R值已经接近H归“0”件，中心厚度比铣磨完成品高0.5mm。 4.铣磨完成品图： 第二个面已经加工完成，中心厚度达到标准要求，H在范围内，表面粗糙度也在范围内。5.加工条件：a.主轴转速：11000r/minb. 主轴角度：27.2°-27.8°（依H调整）c.磨轮：10*6*270，10为磨轮外径，6为磨轮内径。磨轮越粗：金刚石颗粒直径，粒度号越小，则磨轮越粗，反之则越细d.夹具：15，规格比镜片外径大2mm以上。e.测

16、量环：内6，凸面使用测量环内径，凹面使用外径。f.切削液浓度:依照磨耗度.镜片口径大小来定g.水：起冷却、润滑磨轮，清洗玻璃粉。 h.精修时间：尺寸完工后表面光刀的时间6.第六章：机台操作一.机台切换：1.准备1.1找到要切换的机台。1.2准备作业标准书、铣刀、夹具、工具和治工具等如图1.3准备百分表、千分表、铅笔、眼归、归零件等测量仪器1.4准备切换加工的产品件号。2.检查2.1检测作业标准书与切换机种是否相符。2.2按照作业标准书要求对治工具进行检测。2.3检测百分表、千分表及归零件是否符合要求能使用。2.4对设备现状进行检测。（弹簧拉升杆、设备各 轨道、循环系统等）2.5对来料（切换的件

17、号）进行抽检确认。3.夹具制作3.1将夹具固定于工件轴，铣刀固定于磨轮轴。(如图)3.2将磨轮轴角度调整为零度。 3.3打开电源，电源指示灯亮起为正常。3.4启动开关两轴运行平稳，无异常声音方可制作夹具。3.5制作夹具应由内到外加工。4.整理工具4.1取下铣刀将磨轮固定于磨轮轴。4.2调试千分表和效正百分表，将调试好的千分表、 百分表分别固定于表架上。4.3将所有工具归位放置并对设备进行彻底清理。(如图)5.调试5.1参照作业标准书将磨轮轴角度调试相符。5.2把毛坯平稳放置于夹具，将手柄右移与磨轮轻轻 接触，然后在对进刀量进行调整，并对准中心。(如图)5.3试磨：5.3.1 在机床主轴上装夹好

18、零件，开动机床试磨。试磨后零件的曲率半径与要求的不一致时，则再次调整a角(a角减小零件曲率半径增大，a角增大半径减小)，再行试磨，直至零件的曲率半径达到要求为止。在试磨中往往会出现内外凸包现象。如图所示。其原因是由于磨轮刃口的中心没有与零件表面的旋转中心调至重合。 为消除此种疵病，在进行角度调整的同时，就要注意使两者中心重合。试磨零件(尽可能缩短铣磨时间)按较清晰的螺纹状砂纹决定调整方向，其调整数量为凸包的直径一半。以后再重复调整，每调一次进刀量约0.3O.4毫米。几次调整后凸包越来越小，则磨削时间越应缩短，最后至凸包基本消失为止。产生凸包示意图 （a）外凸包 （b）内凸包 5.3.2 在调整

19、好a角和两者中心以后，如铣出的表面不规则，则要调整磨轮轴线的高低这可通过磨轮轴上的偏心轴套调节，直至机床主轴与磨轮轴线在一水平面上为止。 5.3.3 最后再调整零件的磨削量(磨削量是指在一个加工周期的时间内磨削总量的大小，即从开始铣磨到最后光刀表面的距离)。以保证零件加工后的中心厚度及精度要求(一般为±0.01毫米)。5.3.4 以上各种调整工作往往需要反复进行多次才能达到加工要求。5.4调试面形和凸包思路要清晰，面形、凸包调好 过后再调倒边。5.5面形、凸包、倒边调试好过后必须进行边后差确认OK过后再进行厚度的调试。5.6调试好过后，首件产品和前十件产品必须按照 作业标准书上各项技

20、术指标进行全检。5.7经各项技术指标确认OK过后方可交接给作业员。6.注意事项6.1准备夹具要根据镜片的大 小和R的大小来选用,避免 浪费使用。6.2归零件、量具必须确认清楚。6.3夹具制作过程中必须注意安全。6.4夹具制作完过后必须对设备进行彻底清理。6.5调试过程中每进一次刀都必须确认检测。二.机台操作： 1准备工作 1.1打开电源开关 1.2放置好加工机台所加工的镜片。 1.3所需量测设备，精度检查，归零检验及归位放置。 2操作 2.1打开机台电源，检查机台的运转情况。 2.2调节好冷却液喷射位置与喷水量。 2.3右手拿镜片，左手将手柄左移至极限并轻压入夹具，并使镜片放平稳，然后左手减压

21、，使夹具收紧，拿开右手。 2.4左手将手柄右移与磨轮轻轻接触，并稳住1秒，然后松开左手，切削开始。 2.5蜂鸣器响起（完工指示灯亮）表示加工完成，这时左手将手柄勾拉起，移至极限，下压，使夹具张开，用右手拇指或中指将镜片刮出，手心接触镜片，同时用食指放入镜片，压平稳后，松开左手，使夹具夹紧，右手将加工完成镜片放入定数盘内，右手重复上一动作，切削开始。 3设定标准 依作业标准书设定中心厚度值，H范围、外观要求等。 4安全事项 4.1没有冷却液严禁加工镜片。 4.2移动手柄使镜片与磨轮接触时一定要减速、轻放。 4.3移动手柄与磨轮接触前，右手一定要离开镜片。 4.4磨轮在高速旋转时，勿用异物或手接触

22、磨轮。 .4.5清理离心机时，先关掉电源，挂好“警示牌”然后进行清理作。5注意事项 5.1切削过程中不能对手柄加压。 5.2调机前中心厚度要升高0.2mm以上。 5.3作业中遇停水、停电，有异味时，应立即拉起受柄，关掉电源。三、机台保养：1.平常保养项目保养周期保养内容丝杆每周保养一次丝杆擦锂基脂倒边支架每周保养一次倒角支架擦锂基脂外观清洁每天每班保养外观擦拭干净手动油泵每天每班保养各导轨和手动油泵需要加油挡水盖每天每班保养工具轴挡水盖清洗轨道面每天每班保养各轨道面加20#机油安全在保养前，必须在确认关闭电源后，在进行保养。记录设备保养记录表 2.节、假前保养第七章：各项控制指标及检测方法一、

23、铣磨控制指标：1.外观2.厚度（T）3.弧度（h）4.倒角5.偏肉6.矢高二、检测量具的介绍： 1.检具的分类 矢高检具 弧度检具 厚度检具 偏肉检具 倒角检具外观检具 2.检具的构成 矢高检具构成由：千分表、矢高检具环及矢高归零件三部分组成如图 弧度检具构成由：千分表、测定环及H归零件三部分组成如图 厚度检具构成由：百分表、表座及厚度归零件三部分组成如图 偏肉检具构成由：百分表、表座和偏心夹具组成如图 倒角检具：眼规检测如图 外观检具：台灯检测如图 3.检具的选择 矢高检具选择：千分表刻度清晰，表针灵活且矢高检具环的定位处不能磨损，。矢高检具的内径取值为；被检镜片外径大“0.05mm”。 弧

24、度检具选择：千分表同上，测定环选用镜片外径的“0.8”倍。凸面使用测量环内径，凹面使用外径。 厚度检具选择：百分表同千分表一样，表座固定好。 偏肉检具选择：百分表、表座；同上，偏心夹具要保持干净、无毛刺。 倒角检具选择：刻度清晰，无磨损 外观检具选择：灯泡30至35瓦，台灯一盏4.检具的调试 矢高检具调试：a.将千分表、矢高归零件及矢高检具环选择好。b.确认归零件的实际值和加工产品的公差范围。c.依照归零件将千分表大指针调整到零刻度处，小指针调整到0.2mm处（大指针转一圈=小指针转一格=200um=0.2mm）d.按照归零件的实际值找出加工产品的取值范围。（例如:Z111-L1产品的矢高公差

25、为1.90±0.04mm归零件的实际值为1.90那么；按上面第III条调整千分表的零刻度处的矢高值就=1.90；那么加工产品的取值范围就可以；以千分表盘上的零刻向左右取±0.02mm） 弧度检具调试： a.将千分表、H归零件及测定环选择好。b.将千分表杆和测定环如图调好。厚度检具调试：a.将百分表、厚度归零件及表座准备好b.将百分表杆放在表座上如图c.在用厚度归零件将厚度效好 偏肉检具调试：a.将百分表、偏心夹具及表座准备好b.将偏心夹具固定在表座上如图c.把被测镜片放置于偏心夹具里，在将百分表放下；大指针至少要转动一圈如图，让后固定好百分表。 倒角检具调试：我公司现在检测

26、倒角；是用眼规检测。使用眼规要注意；刻度清晰，无磨损即可。 倒角检具调试：灯泡上在台灯上能使用三、检具的使用方法： 矢高检具使用方法： a.检查归零件标签是否在有效期内b归零如图。检查检具环有无磨损；量具是否清晰、灵活，确认加工产品取值范围（首件检查特别重要）c.固定在铣磨机上如图，确认量具无误后方可使用d.检测镜片时；要注意要镜片表面不能和检具的边缘相碰，防止镜片刮伤。 弧度检具使用方法a检查归零件标签是否在有效期内b归零如图。检查测定环有无磨损；量具是否清晰、灵活，确认加工产品的标准范围。（首件检查特别重要）c固定在铣磨机上如图，确认量具无误后方可使用d检测镜片时；镜片表面轻轻接触。厚度检

27、具使用方法： a检查归零件标签是否在有效期内b.归零效正如图。检查测定环有无磨损；量具是否清晰、灵活，确认加工产品的标准范围。（首件检查特别重要）c固定在铣磨机上如图，确认量具无误后方可使用d检测镜片时要找准中心（凸镜片用平头表针取最大值，凹镜片用尖头表针取最小值） 偏心检具使用方法： a检查偏心夹具是否有磨损，量具是否清晰、灵活 b将被测镜片擦拭干净，镜片放置于夹具中（被测面向上），测量表头尽量靠近零件边缘如图。c左手拿住偏心夹具，右手将镜片旋转1.5周圈以上；由百分表指针左右幅度各数确定边厚差状况d.根据作业标准书要求判断是否合格。注意事项：a百分表针头磨损严重（如磨损为单边）需更换。b凸面作为定位面时，选用阶梯状偏心夹具。凹面作为定位面时，选用让边槽状偏心夹具。倒角检具使用方法： 外观检测方法第八章：品质不良原因分析及对策一、尺寸不良1.