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光学冷加工之球面样板的制作

 

博信光学超市 / 2014-10-08

        样板是光学冷加工中检验光学光学元件是否合格的快捷有利的方法。在制作样板时,要制作基准样板(又称对板)和工作样板两种。

     球面样板有基准样板(又称对板)和工作样板两种。它们的主要区别在于具有不同的直径。
      确定基准样板的直径时,主要考虑的是如何保证达到规定的球面半径相对误差dR/R。因为目前制造基准样板时,球面半径的测量大多用球径仪,通过测量球面一部分的矢高h,然后根据公式就可以计算出半径误差。
      在球面样板R已定的情况下,样板口径r愈大,h就愈大。但若样板口径增至太大,由于自身重量会使测量环变形。因此,测量环半径r(样板口径)与球面样板半径R之比通常在0.1~0.7范围之内(R愈大, r/R就取较小的值)。
      曲率半径R在40毫米以下的基准样板,凸的那一块大多做成全球形的或超半球的。通过测量超半球或全球的直径,控制样板的曲率半径R。它比用球径仪测定曲率半径R具有更高的精度,而且很方便。
      超半球或全球形的样板,从半径测量误差来说,两者的精度是相同的,但全球形的样板,虽然制造容易些,其表面局部误差却比超半球的样板要大。  为了加工方便,超半球样板常与木制手把胶起来。手把直径应小于样板直径,并在胶接处有一段圆弧,以便研磨过程中能使手把前后左右摆动。
      凸凹样板互相检查光圈时,一定要把两表面间的空气尽量排除。为此,可以少许用些力将两块样板相对滑动一下。由于凹样板的面积小于凸样板,故还要将凹样板在凸样板表面轻轻移动,全面检查,并根据移动情况,判定光圈局部误差是属于哪一块。局部误差随着凹样板移动则属于凹样板的;不随着移动则属于凸样板的。由于超半球样板的背面粘有手把,因此,不能从凸样板背面来看光圈,若从凹样板背面直接看凹样板是否塌边又不易发现,为弥补这一缺陷可从凹样板的圆柱面看其边缘光圈。如果圆柱面较粗糙,可少许涂点水,这样能看得清楚些。但由于水分的挥发会使样板产生局部温差,影响光圈,因此,只有在误差大的情况下才可这样做。
       曲率半径大于40毫米的基准样板,大多作成弧形的先把平面磨平并抛光,然后用接头粘起来。样板曲率半径可先用与半径接近的球模大致磨出后,再用凸凹互相对磨得办法达到所需半径。半径偏大时,将凹样板放在上面,凸样板当做下面;半径偏小时,反之。细磨结束后,向玻璃表面哈口气,将凸凹两块和起来检查其吻合情况。
       样板的光圈误差根据它的精度等级、曲率半径大小、外径尺寸等情况而定。
       球面基准样板制造好后,一般不用于检验产品,而是再根据它套出工作样板,用工作样板来检验产品光圈。
       工作样板不必成对制造,只需根据工作需要制造一块凹的或凸的即可。工作样板的外径一般比被检工件外径约大1~5 毫米就可以了,太大了反而使用不方便。

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