第11章透鏡的定心磨邊第11章透鏡的定心磨邊1第一節透鏡的中心差透鏡的定心磨邊是使透鏡的光軸與圓柱面幾何軸線重合（或基準軸），同時把外圓磨到給定的尺寸。定心磨邊第一節透鏡的中心差透鏡的定心磨邊2一、透鏡中心誤差的定義（一）定義及術語中心誤差的定義：光學表面定心頂點處的法線對基準軸的偏離量。一、透鏡中心誤差的定義（一）定義及術語31、面傾角光學表面定心頂點處的法線與基準軸的夾角即面傾角（單位：分）1、面傾角光學表面定心頂點處的法線與基準軸的夾角即面傾角（單42、中心偏或偏心差c透鏡幾何軸與光軸在透鏡中心處的偏離量，對于薄透鏡即透鏡幾何中心對光心的偏離量（單位：mm）。2、中心偏或偏心差c透鏡幾何軸與光軸在透鏡中心處的偏離量，對53、球心偏a透鏡光學表面的曲率中心對基準軸的偏離量。3、球心偏a透鏡光學表面的曲率中心對基準軸的偏離量。64、邊厚差透鏡邊緣厚度的差值（單位：mm）。4、邊厚差透鏡邊緣厚度的差值（單位：mm）。7二、透鏡中心差各種表述之間的關系1、偏心差與邊厚差的關系二、透鏡中心差各種表述之間的關系1、偏心差與邊厚差的關系82、面傾角與球心偏的關系

設被定心的光學表面曲率半徑為R，則該面的面傾角與球心偏a的關系2、面傾角與球心偏的關系設被定心的光學表面曲率半徑93、偏心差與面傾角的關系3、偏心差與面傾角的關系104、偏心差與球心偏的關系4、偏心差與球心偏的關系11三、定心磨邊步驟一、定心：通過一定的方法尋找并確定透鏡光軸與基準軸重合的位置，即使透鏡諸光學表面定心頂點處的法線與基準軸重合的位置。

二、磨邊：相對于確定了的透鏡光軸，磨削透鏡的外圓，以獲得光軸與基準軸重合的外圓直徑，達到所要求數值的透鏡。

三、定心磨邊步驟一、定心：通過一定的方法尋找并確定透鏡光軸與12第二節光學定心的原理及方法

定心的實質是將透鏡的兩球心置于機床的回轉軸線上，從而把以光軸為中心的磨邊過程，變為以機床軸線為回轉中心修磨透鏡外圓的過程。第二節光學定心的原理及方法定心的實質是將透鏡的兩球心置于13一、表面反射像定心法1、肉眼觀察法特點：使用設備、方法簡單，但定心精度不高，一般為0.05mm左右，它適用于單件、小批量生產。一、表面反射像定心法1、肉眼觀察法特點：使用設備、方法簡單，142、自準顯微鏡觀察法（球心反射像法）特點：定心精度高，可達0.005mm，但視場小，找像困難。2、自準顯微鏡觀察法（球心反射像法）特點：定心精度高，可達015球面反射像定心儀球面反射像定心儀16成像矯正點與定心儀位置的確定

當物鏡的物方焦距置于校正點上時，使其與透鏡非粘結面間的距離x不得小于10mm，以便于操作；當必須觀察兩個表面的球心象時，如果兩校正點相距甚遠，則可分別選用兩個焦距不同的可調物鏡。

成像矯正點與定心儀位置的確定當物鏡的物方焦距置于校正173、影響定心精度的因素

機床主軸的徑向跳動應使機床主軸的徑向跳動量小于定心精度。

定心夾頭

夾頭的幾何軸與機床主軸的重合精度應高于定心精度

夾頭端面應與幾何軸線嚴格垂直觀察方法

3、影響定心精度的因素18二、透射像定心法透射定心就是將透鏡粘在接頭上轉動時，通過工件透射過來的十字分劃象的跳動來定心。實際上是測定透鏡象方焦點對基準軸的偏離量，反映出透鏡幾何軸與光軸在透鏡光心處的偏離。c=bn/2ββ—物鏡放大率；b—分劃板實際格值；n——跳動格數。定位精度低，一般為0.01-0.1；相對比較復雜，且當透鏡象方焦點對基準軸的偏離量為零時，此法無法發現，一般不用。二、透射像定心法透射定心就是將透鏡粘在接頭上轉動時，通過工件19透射像定心儀透射像定心儀20三、光學電視定心法定心原理精度分析三、光學電視定心法定心原理21四、激光定心法組成：激光器，二維的位置傳感器，電子處理和顯示部分。測量原理：從激光發出的光經可調焦的光學系統，通過定心透鏡，在透鏡后用帶可調千分尺的光電晶體轉換器接收光點像，然后將光點像顯示在顯示器上。透鏡是夾在兩個空心夾具（接頭）之間的，激光可以通過，而且是通過透鏡的中心。通過轉動透鏡可以從光點在感光片上的移動確定偏心差是多少。四、激光定心法組成：激光器，二維的位置傳感器，電子處理和顯示22第三節機械法定心磨邊工藝

一、定心原理將被定心透鏡放在一對同軸精度高、端面精確垂直于軸線的夾頭之間，利用彈簧壓力來實現定心的。使透鏡整個表面與接頭端面接觸，這時透鏡的兩個表面的球心位于接頭的軸線上，使透鏡被夾緊的同時達到定心的目的。

第三節機械法定心磨邊工藝一、定心原理23第11章透鏡的定心磨邊課件24定心角定心角是指在接頭軸線平面內，透鏡-接頭接觸點的切線與過該點且垂直于回轉軸的直線間的夾角。分為總定心角、單側定心角。雙凸、雙凹取“+”號，其余取“-”號定心角定心角是指在接頭軸線平面內，透鏡-接頭接觸點的切線與過25定心力：

摩擦力：定心條件：摩擦力的豎直分力：定心力：摩擦力：定心條件：摩擦力的豎直分力：26二、機械定心的條件D1、D2為夾具的直徑；R1、R2為透鏡兩表面的曲率半徑。若雙凸、雙凹透鏡，取“+”號；一凸一凹透鏡，取“—”號；若有一面為平面，則其中一項為零。二、機械定心的條件D1、D2為夾具的直徑；27一般玻璃與鋼夾頭之間的摩擦系數為0.15則K≥0.15定心角=17°30′，定心可行；若0.1<K<0.15，則相當于α=12-17°30′，則定心情況差；K<0.1，相當于α<12°，則定心不可能。

一般玻璃與鋼夾頭之間的摩擦系數為0.1528第11章透鏡的定心磨邊課件29三、對定心夾頭的要求1.夾頭軸與機床主軸的同軸度，一般要求0.003-0.005mm；2.定心接頭端面精確垂直幾何軸，端面粗糙度達到0.05微米以上。3.夾具外徑比透鏡完工直徑小0.2-0.03mm。4.夾頭壁厚一般為1mm，并且壁端為錐面。5.一般夾頭位黃銅H50、H62或鋼材料。三、對定心夾頭的要求1.夾頭軸與機床主軸的同軸度，一般要求030四、影響機械定心精度的因素1.夾持透鏡的兩個主軸的同軸度；2.透鏡的類型；3.定心接頭與機床主軸的同軸度、端面粗糙度；4.透鏡與夾具的摩擦系數；5.透鏡的曲率半徑和夾頭的直徑。四、影響機械定心精度的因素1.夾持透鏡的兩個主軸的同軸度；31機械法定心的特點操作簡便，加工效率高，適用于中等尺寸、中等精度透鏡的大批量生產。夾頭最小直徑的選擇查表機械法定心的特點32第四節定心磨邊工藝一、磨邊和倒角1、磨邊圖11-12常見的透鏡磨邊方式(a)平行磨削(b)傾斜磨削(c)端面磨削(d)垂直磨削第四節定心磨邊工藝一、磨邊和倒角圖11-12常見的透鏡磨邊332、倒角成型金剛石磨輪的磨邊與倒角砂輪倒角倒角模倒角2、倒角成型金剛石磨輪的磨邊與倒角砂輪倒角倒角模倒角343、倒角寬度零件直徑倒角寬度/mm倒角位置非膠合面膠合面用滾邊固定3～60.1+0.10.1+0.10.1+0.16～100.1+0.10.1+0.10.3+0.210～1818～300.3+0.20.3+0.20.4+0.20.5+0.330～5050～800.4+0.30.2+0.20.7+0.80.8+0.480～1200.5+0.40.3+0.3—120～1500.6+0.5——3、倒角寬度零件直徑倒角寬度/mm倒角位置非膠合面膠合面用滾35零件直徑與表面半徑的比值倒角的斜角凸面凹面平面0.74504504500.7～1.53006001.5～2不倒角900零件直徑與表面半徑的比值倒角的斜角凸面凹面平面0.745036二、影響定心精度的因素1、機床主軸的徑向跳動2、定心磨邊接頭材料及結構：光學法定心接頭用黃銅HPb59-1或H62；機械定心接頭可用黃銅或45鋼。一般接頭外徑比透鏡完工直徑小0.1-0.4mm。光學定心接頭應帶有通氣小孔。技術要求：同軸度與垂直度；接觸面盡可能小；端面用W7金剛砂或尼布加氧化鉻拋亮。3、定心角二、影響定心精度的因素1、機床主軸的徑向跳動37三、影響定心的工藝因素1、磨輪磨邊方法光學法定心磨邊機械法定心磨邊工件轉速/（r/min）200～5003～10進刀量/mm0.02～0.100.5～1三、影響定心的工藝因素1、磨輪磨邊方法光學法定心磨邊機械法定382、粘結膠對粘接膠的要求足夠的強度軟化點較低清洗容易化學中性2、粘結膠對粘接膠的要求39常用粘結膠主要成分松香蜂蠟膠膠層薄、熔點低、脆性大，適用于中等直徑透鏡。松香漆片膠粘接力大，脆性小，適用于各種直徑的透鏡。常用粘結膠主要成分40磨邊粘結膠配方松香（50%）、蟲膠（50%），適用于大透鏡及特殊零件。松香（86-95%）、礦物油（14-5%），適用于中小透鏡。松香（90-95%）、蜂蠟（10-5%），適用于中等直徑透鏡。磨邊粘結膠配方松香（50%）、蟲膠（50%），適用于大透鏡及413、冷卻液磨邊冷卻液可分為油性和水性兩種，具有粘度低,冷卻性強，潤滑性好等特點，同時不損害皮膚，對機床設備無銹蝕，對環境無污染。一般采用401#冷卻液、GX水基冷卻液等。另外，透鏡的磨邊一般都是在拋光之后進行，因此，磨邊時必須考慮拋光表面的防腐蝕處理，一般是在磨邊冷卻液中加入1%的拋光液穩定劑。3、冷卻液磨邊冷卻液可分為油性和水性兩種，具有粘度低,冷卻性42四、磨邊余量的確定透鏡直徑mm2~44~1010~2020~3535~6060~100100以上磨邊余量mm0.60.81.21.62.02.53.0透鏡口徑3~1010~2020~3535~5555~8080~110110邊厚差0.30.40.50.60.70.81四、磨邊余量的確定透鏡直徑2~44~1010~2020~3543五、各種定心方法定心精度的比較定心方法精度/mm備注表面反射像定心0.03～0.10精度中等適合小批量生產，對工人要求高，效率較低。自準直球心定心0.005～0.04精度高透射定心0.01～0.10精度中等機械定心0.01～0.10精度中等，適合大批量生產，對工人要求低，效率高。五、各種定心方法定心精度的比較定心方法精度/mm備注表面反射44六、常見疵病及產生原因常見表面疵病崩邊、外徑不圓、表面劃傷、水印、零件脫落等產生疵病的主要原因機床精度、接頭質量、磨輪形狀、工藝參數選擇不合理六、常見疵病及產生原因常見表面疵病45七、透鏡邊厚差的檢驗被定心透鏡由三個鋼球支承著，兩只定位銷緊靠著透鏡的外圓柱面，形成五點支承。用千分表緊固在支架上，其測量頭頂住透鏡的邊部圓周上，旋轉透鏡一周，其千分表的跳動量就是透鏡在這個環帶上的邊厚差。七、透鏡邊厚差的檢驗被定心透鏡由三個鋼球支承著，46作業1、敘述球心自準像定心的原理。2、采用機械法對一雙凹透鏡進行定心，當定心角為18°時剛好可以實現定心過程，請準確計算所用定心夾頭的最小直徑（小數點后保留2位）。透鏡兩面的曲率R均為200mm。作業1、敘述球心自準像定心的原理。47第11章透鏡的定心磨邊第11章透鏡的定心磨邊48第一節透鏡的中心差透鏡的定心磨邊是使透鏡的光軸與圓柱面幾何軸線重合（或基準軸），同時把外圓磨到給定的尺寸。定心磨邊第一節透鏡的中心差透鏡的定心磨邊49一、透鏡中心誤差的定義（一）定義及術語中心誤差的定義：光學表面定心頂點處的法線對基準軸的偏離量。一、透鏡中心誤差的定義（一）定義及術語501、面傾角光學表面定心頂點處的法線與基準軸的夾角即面傾角（單位：分）1、面傾角光學表面定心頂點處的法線與基準軸的夾角即面傾角（單512、中心偏或偏心差c透鏡幾何軸與光軸在透鏡中心處的偏離量，對于薄透鏡即透鏡幾何中心對光心的偏離量（單位：mm）。2、中心偏或偏心差c透鏡幾何軸與光軸在透鏡中心處的偏離量，對523、球心偏a透鏡光學表面的曲率中心對基準軸的偏離量。3、球心偏a透鏡光學表面的曲率中心對基準軸的偏離量。534、邊厚差透鏡邊緣厚度的差值（單位：mm）。4、邊厚差透鏡邊緣厚度的差值（單位：mm）。54二、透鏡中心差各種表述之間的關系1、偏心差與邊厚差的關系二、透鏡中心差各種表述之間的關系1、偏心差與邊厚差的關系552、面傾角與球心偏的關系

設被定心的光學表面曲率半徑為R，則該面的面傾角與球心偏a的關系2、面傾角與球心偏的關系設被定心的光學表面曲率半徑563、偏心差與面傾角的關系3、偏心差與面傾角的關系574、偏心差與球心偏的關系4、偏心差與球心偏的關系58三、定心磨邊步驟一、定心：通過一定的方法尋找并確定透鏡光軸與基準軸重合的位置，即使透鏡諸光學表面定心頂點處的法線與基準軸重合的位置。

二、磨邊：相對于確定了的透鏡光軸，磨削透鏡的外圓，以獲得光軸與基準軸重合的外圓直徑，達到所要求數值的透鏡。

三、定心磨邊步驟一、定心：通過一定的方法尋找并確定透鏡光軸與59第二節光學定心的原理及方法

定心的實質是將透鏡的兩球心置于機床的回轉軸線上，從而把以光軸為中心的磨邊過程，變為以機床軸線為回轉中心修磨透鏡外圓的過程。第二節光學定心的原理及方法定心的實質是將透鏡的兩球心置于60一、表面反射像定心法1、肉眼觀察法特點：使用設備、方法簡單，但定心精度不高，一般為0.05mm左右，它適用于單件、小批量生產。一、表面反射像定心法1、肉眼觀察法特點：使用設備、方法簡單，612、自準顯微鏡觀察法（球心反射像法）特點：定心精度高，可達0.005mm，但視場小，找像困難。2、自準顯微鏡觀察法（球心反射像法）特點：定心精度高，可達062球面反射像定心儀球面反射像定心儀63成像矯正點與定心儀位置的確定

當物鏡的物方焦距置于校正點上時，使其與透鏡非粘結面間的距離x不得小于10mm，以便于操作；當必須觀察兩個表面的球心象時，如果兩校正點相距甚遠，則可分別選用兩個焦距不同的可調物鏡。

成像矯正點與定心儀位置的確定當物鏡的物方焦距置于校正643、影響定心精度的因素

機床主軸的徑向跳動應使機床主軸的徑向跳動量小于定心精度。

定心夾頭

夾頭的幾何軸與機床主軸的重合精度應高于定心精度

夾頭端面應與幾何軸線嚴格垂直觀察方法

3、影響定心精度的因素65二、透射像定心法透射定心就是將透鏡粘在接頭上轉動時，通過工件透射過來的十字分劃象的跳動來定心。實際上是測定透鏡象方焦點對基準軸的偏離量，反映出透鏡幾何軸與光軸在透鏡光心處的偏離。c=bn/2ββ—物鏡放大率；b—分劃板實際格值；n——跳動格數。定位精度低，一般為0.01-0.1；相對比較復雜，且當透鏡象方焦點對基準軸的偏離量為零時，此法無法發現，一般不用。二、透射像定心法透射定心就是將透鏡粘在接頭上轉動時，通過工件66透射像定心儀透射像定心儀67三、光學電視定心法定心原理精度分析三、光學電視定心法定心原理68四、激光定心法組成：激光器，二維的位置傳感器，電子處理和顯示部分。測量原理：從激光發出的光經可調焦的光學系統，通過定心透鏡，在透鏡后用帶可調千分尺的光電晶體轉換器接收光點像，然后將光點像顯示在顯示器上。透鏡是夾在兩個空心夾具（接頭）之間的，激光可以通過，而且是通過透鏡的中心。通過轉動透鏡可以從光點在感光片上的移動確定偏心差是多少。四、激光定心法組成：激光器，二維的位置傳感器，電子處理和顯示69第三節機械法定心磨邊工藝

一、定心原理將被定心透鏡放在一對同軸精度高、端面精確垂直于軸線的夾頭之間，利用彈簧壓力來實現定心的。使透鏡整個表面與接頭端面接觸，這時透鏡的兩個表面的球心位于接頭的軸線上，使透鏡被夾緊的同時達到定心的目的。

第三節機械法定心磨邊工藝一、定心原理70第11章透鏡的定心磨邊課件71定心角定心角是指在接頭軸線平面內，透鏡-接頭接觸點的切線與過該點且垂直于回轉軸的直線間的夾角。分為總定心角、單側定心角。雙凸、雙凹取“+”號，其余取“-”號定心角定心角是指在接頭軸線平面內，透鏡-接頭接觸點的切線與過72定心力：

摩擦力：定心條件：摩擦力的豎直分力：定心力：摩擦力：定心條件：摩擦力的豎直分力：73二、機械定心的條件D1、D2為夾具的直徑；R1、R2為透鏡兩表面的曲率半徑。若雙凸、雙凹透鏡，取“+”號；一凸一凹透鏡，取“—”號；若有一面為平面，則其中一項為零。二、機械定心的條件D1、D2為夾具的直徑；74一般玻璃與鋼夾頭之間的摩擦系數為0.15則K≥0.15定心角=17°30′，定心可行；若0.1<K<0.15，則相當于α=12-17°30′，則定心情況差；K<0.1，相當于α<12°，則定心不可能。

一般玻璃與鋼夾頭之間的摩擦系數為0.1575第11章透鏡的定心磨邊課件76三、對定心夾頭的要求1.夾頭軸與機床主軸的同軸度，一般要求0.003-0.005mm；2.定心接頭端面精確垂直幾何軸，端面粗糙度達到0.05微米以上。3.夾具外徑比透鏡完工直徑小0.2-0.03mm。4.夾頭壁厚一般為1mm，并且壁端為錐面。5.一般夾頭位黃銅H50、H62或鋼材料。三、對定心夾頭的要求1.夾頭軸與機床主軸的同軸度，一般要求077四、影響機械定心精度的因素1.夾持透鏡的兩個主軸的同軸度；2.透鏡的類型；3.定心接頭與機床主軸的同軸度、端面粗糙度；4.透鏡與夾具的摩擦系數；5.透鏡的曲率半徑和夾頭的直徑。四、影響機械定心精度的因素1.夾持透鏡的兩個主軸的同軸度；78機械法定心的特點操作簡便，加工效率高，適用于中等尺寸、中等精度透鏡的大批量生產。夾頭最小直徑的選擇查表機械法定心的特點79第四節定心磨邊工藝一、磨邊和倒角1、磨邊圖11-12常見的透鏡磨邊方式(a)平行磨削(b)傾斜磨削(c)端面磨削(d)垂直磨削第四節定心磨邊工藝一、磨邊和倒角圖11-12常見的透鏡磨邊802、倒角成型金剛石磨輪的磨邊與倒角砂輪倒角倒角模倒角2、倒角成型金剛石磨輪的磨邊與倒角砂輪倒角倒角模倒角813、倒角寬度零件直徑倒角寬度/mm倒角位置非膠合面膠合面用滾邊固定3～60.1+0.10.1+0.10.1+0.16～100.1+0.10.1+0.10.3+0.210～1818～300.3+0.20.3+0.20.4+0.20.5+0.330～5050～800.4+0.30.2+0.20.7+0.80.8+0.480～1200.5+0.40.3+0.3—120～1500.6+0.5——3、倒角寬度零件直徑倒角寬度/mm倒角位置非膠合面膠合面用滾82零件直徑與表面半徑的比值倒角的斜角凸面凹面平面0.74504504500.7～1.53006001.5～2不倒角900零件直徑與表面半徑的比值倒角的斜角凸面凹面平面0.745083二、影響定心精度的因素1、機床主軸的徑向跳動2、定心磨邊接頭材料及結構：光學法定心接頭用黃銅HPb59-1或H62；機械定心接頭可用黃銅或45鋼。一般接頭外徑比透鏡完工直徑小0.1-0.4mm。光學定心接頭應帶有通氣小孔。技術要求：同軸度與垂直度；接觸面盡可能小；端面用W7金剛砂或尼布加氧化鉻拋亮。3、定心角二、影響定心精度的因素1、機床主軸的徑向跳動84三、影響定心的工藝因素1、磨輪磨邊方法光學法定心磨邊機械法定心磨邊工件轉速/（r/min）200～5003～10進刀量/mm0.02～0.100.5～1三、影響定心的工藝因素1、磨輪磨邊方法光學法定心磨邊機械法定852、粘結膠對粘接膠的要求足夠的強度軟化點較低清洗容易化學中性2、粘結膠對粘接膠的要求86常用粘結膠主要成分松香蜂蠟膠膠層薄、熔點低、脆性大，適用于中等直徑透鏡。松香漆片膠粘接力大，脆性小，適用于各種直徑的透鏡。常用粘結膠主要成分87磨邊粘結膠配方松香（50%）、蟲膠（50%），適用于大透鏡及特殊零件。松香（86-95%）、礦物油（14-5%），適用于中小透鏡。松香（90