CSTM-φ20mm-φ80mm透镜数控加工工艺规范编制说明

密级：公开CSTM团体标准编制说明标准名称φ20mm-φ80mm透镜数控加工工艺规范主编单位国营第二五八厂参编单位

《φ20mm-φ80mm透镜数控加工工艺规范》编制说明任务来源及计划要求经中国材料与试验团体标准委员会光电材料及产品领域委员会审查，根据“关于CSTM标准《φ20mm-φ80mm透镜数控加工工艺规范》的立项公告”，光电材料及产品领域委员会光学元件标准《φ20mm-φ80mm透镜数控加工工艺规范》由国营第二五八厂牵头编制完成，研究周期为1年，标准立项编号为CSTMLX600400598-2020，标准（英文）立项编号为CSTMLX600400598-2020E。编制说明编制原则1本标准符合国家有关法规和政策，贯彻执行国家标准、国家军用标准和行业标准的有关规定，充分吸收适用于检测规程的相关国家光电检测标准的内容，与相关标准协调一致。2本标准的构成、内容、文字的表述、条文的编排、文件的引用等应符合本文件参照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的要求。编制出的标准应具有先进性、可行性、协调性、实用性和规范性。具体要求如下：a)先进性：本标准应准确反映φ20mm-φ80mm透镜数控加工中的设计要求、质量要求、加工工艺、检验方法等内容，可满足φ20mm-φ80mm透镜数控加工当前及未来多年的加工所需；加工设备应简捷智能，便于操作；工艺方法规定应为新技术和新工艺，同时考虑经济性、质量要求等。b)可行性：本标准制定时应结合φ20mm-φ80mm透镜数控加工的专业水平现状及发展需求，并充分考虑人力、资金及技术保障条件，在设备要求、质量要求、人员要求、工艺方法、返工返修等内容确定时，使内容切实可行，保证标准条款的可执行；c)协调性：本标准制定应符合国家有关法规和政策，贯彻执行国家标准、国家军用标准的有关规定，充分吸收适用于本标准的GB/T903-2019《无色光学玻璃》、GB5083-1999《生产设备安全卫生设计总则》、GB/T13869-2017《用电安全导则》、GB/T19096-2003《技术制图图样画法未定义形状边的术语和注法》的标准内容，并与其协调一致；d)规范性：本标准应符合GB/T1.1-2020的要求，作到协调、简明、清楚、准确、逻辑性强。工作分工本标准由国营第二五八厂负责编制。（三）征求意见单位205所、209所、238厂、248厂、528厂、559厂、5308厂、5808厂等。（四）各阶段工作过程1．调研分析阶段（2020年1月-2020年3月）为顺利完成本标准的编写，成立了标准编制组，由设计人员、标准化人员和工艺人员组成，制定了标准各阶段工作计划，并按计划开展工作。在标准的编写过程中,编制组调研分析了相关资料如下：现阶段光学加工行业中，透镜的数控加工设备应用已趋于成熟，φ20mm-φ80mm透镜则是光学系统中应用较多的零件。小曲率透镜高效加工工艺所用设备及加工工艺方法与传统加工方法有本质不同，数控加工可提高加工效率3倍，成为高效加工。球面光学元件应用频率较高，在球面透镜的加工过程中，通过对小曲率透镜加工时的基本工艺路线，以及相关工艺参数（抛光模压力、转速、抛光时间）的标准化，并制定相关工艺规范，。可在光学加工行业内部，形成规范化指导，利于新工艺的成形和固化，最终达到生产高效化、高质化的目标。在广泛调研兵器工业201所、205所、209所、238厂、248厂、528厂、559厂、5308厂、5808厂等单位的相关技术后，在制定过程中对标准的主要内容和参数进行了讨论，确定了标准的结构和主要技术内容为加工的一般要求、设计要求、质量要求、加工工艺、检验方法，并根据企业五十多年科研、生产实践经验，结合所调研资料，完成了标准初稿。2．征求意见稿编制阶段（2020年4月～6月）2020年4月，编制组召开第一次工作会，并邀请本单位研发部门、工艺部门、光学制造部的设计人员、工艺人员和现场技术人员和编制组成员一起，对标准初稿的内容逐条讨论。确定了标准内容应包括返工要求，适用范围应增加检验。以此思路编制了标准的征求意见稿。主要技术内容的说明本标准旨在规定φ20mm-φ80mm透镜数控加工的要求、数控加工工艺过程、检验方法和返工等内容。本标准适用于φ20mm-φ80mm透镜的数控加工和检验。要求的确定φ20mm-φ80mm透镜数控加工工艺所用设备及加工工艺方法与传统加工方法有本质不同，数据加工可提高加工效率3倍。为实现高效加工，必须对加工过程涉及的人、机、料、法、环等方面合理确定。相关的具体确定内容如下：1.1人员要求的确定φ20mm-φ80mm透镜数控加工工艺中加工工艺方法与传统加工方法有本质不同，因此操作人员和检验人员需经过培训才能上岗操作，确保加工质量有保证。1.2加工设备及要求的确定当前透镜数控加工设备原理基本相同，加工中应用的工装辅具、材辅料相近，加工工艺类似。φ20mm-φ80mm透镜数控加工中，采用数控铣磨机、数控抛光机，其中转速是φ20mm-φ80mm透镜数控加工设备的关键参数，转速愈大，加工效率愈大，表面粗糙度越小，但转速过高会使设备振动加大影响透镜加工质量。通过生产实践总结数控铣磨机：设备主轴转速在150r/s～200r/s，数控抛光机设备主轴转速在150r/s～180r/s，可保证加工透镜的加工质量和效率。1.3工装夹具要求的确定工装夹具可以确保透镜加工时位置准确，减少人工放置校准工件的时间，可以做为加工后功能测试辅助等。因此，需要对工装夹具规定相关要求。根据工程实践经验工装夹具的要求确定为：外径偏差为0.1mm的对应口径铣磨磨轮；同轴度为0.1mm的吸附夹具、抛光模具、抛光夹具；千分表规格为150mm的量程内精度为0.02mm；B级以内的光学标准样板；6×放大镜；测量环。1.4环境要求的确定φ20mm-φ80mm透镜数控加工中，对环境因素如温度、湿度和洁净度比较敏感，会影响精磨、抛光、胶合、检测等过程。经多年生产实践表明，透镜古典加工环境要求可满足透镜数控加工，因此确定数控加工环境洁净度应达到10000级标准，环境温度22℃±2℃２数控加工工序中技术要求的确定2.1数控铣磨成形工序技术要求的确定影响数控铣磨成形的关键工艺参数有粗磨后矢高差、粗磨后同轴度、表面粗糙度及精磨后刀纹等,铣磨后零件满足技术指标，可减少零件在抛光阶段对面形、表面粗糙度的修正，降低抛光阶段耗费的时间。根据工程实践经验总结技术要求的确定如下：a)零件粗磨后矢高差应在-1um～-2um；b)零件粗磨后同轴度应在0～0.02mm；c)表面粗糙度不大于1.6um；d)精磨后刀纹须细且为十字刀纹。2.2数控高效抛光数控抛光结束后，在进行古典抛光时，符合要求的光圈、表面粗糙度可降低古典抛光时的面形修正、提高表面质量，可提高抛光加工效率。根据工程实践经验总结技术要求的确定如下：a)待加工透镜完工后光圈为3～5道；b)零件局部光圈不规则0.2～0.3道；c)表面粗糙度不大于MMRRa0.012um。试验验证的情况和结果本标准是在总结国营第二五八厂近十年来生产的实践经验及大批现役装备的应用验证，同时广泛借鉴其他光学厂家的经验基础上编制而成的。规定的要求、数控加工过程、检验方法，是经过几千件φ20mm-φ80mm透镜数控加工的生产验证，能够保证正确性和科学性。本标准的实施和使用，能进一步指导φ20mm-φ80mm透镜的数控加工和检验。采用国际先进标准的情况因目前未发现国际上的相关标准，因而未采用。标准涉及的知识产权情况说明无。与现行法律法规、标准的关系本标准遵从现行的法律及法规，与GB/T903-2019《无色光学玻璃》、GB2831-2009《光学零件的面形偏差》、GB5083-1999《生产设备安全卫生设计总则》、GB/T13869-1992《用电安全导则》、GB/T19096-2003《技术制图图样画法未定义形状边的术语和注法》标准协调一致。实施标准的要求和措施建议本标准所规定φ20mm-φ80mm透镜数控加工的要求、数控加工过程、检验方法和返工等内容，可指导φ20mm-φ80mm透镜数控加工和检验。因此，通过本标准的推广应用，可规范φ20mm-φ80mm透镜的数控加工和检验，指导操作人员和检测人员按标准规定进行加工，以保证φ20mm-φ80mm透镜数控加工的质量和效率。预定用于（但不仅限于）医疗、航空、军事等所用光学装备及相关的领域的研究、研制与应用单位以及相关工业部门。主编单位通过自用，将其适用性及为企业带来的经济效益和社会效益在行业内通过技术交流、技术培训等不同方式进行宣传、推广，以增强行业内成员对于本标准的认知与认同。协会应在相关领域组织标准的培训、宣贯及评价，做好标准的出版发行，让标准市场化，从而实现φ20mm-φ80mm透镜数控加工在光电领域的推广，促进光电领域φ20mm-φ80mm透镜数控