范文一：光学参数

“常常能听到刚入投影之门的新朋友提出这样的问题：什么是流明啊？流明就是代表着投影机的亮度吗？如果流明就是亮度指标的话，那么家里用的直视型CRT 电视，还有电影院里的银幕亮度不是一样能够用流明来标示吗，怎么我们看到的指标，却常常是cd/m2，Foot-Candela （尺烛光）或Foot-Lamberts （英尺朗伯）这些看起来有点奇怪的单位呢？

再来说流明这个英文单词吧，流明是Lumen 我知道，但是我还经常见到与之相近的Luminance （亮度）、Illuminance(照度) ，Luminous intensity(发光强度) 以及Luminous Flux （光通量）等等，难道这些长像相近的都是一门亲兄弟吗？到底是怎么回事，有没有人能够告诉我一下啊。既然朋友们最爱问起的是流明，那么我们还是从这个常见的投影机指标谈起。

流明即是Lumen ，那么这个Lumen 到底代表了什么意义呢？好吧，Lumen 严肃地讲实际上是代表着光的强度，也就是光通量（Luminous Flux）。即指光源在某一单位时间内所发出之光线总数量，一般称作光束的单位，简而言之，流明就是光束照在物体表面的量。再复杂点以技术面的角度讲，流明是辐射通量与发光效率的乘积。因为投影机是靠投射光线出去再现图像的，因此可以用流明作为它的亮度单位，那么流明在数学上又是怎样被定义的呢？

当一个光源照射在一个立体角度形成的球面积上，这时如果测得光的强度是1烛光（Candela ），我们就称作1流明。既然在流明的解释中提到了烛光，那么不说说烛光肯定是不行的。烛光，也有按译音叫“坎德拉”的，从它这个拼法来看，就和英文中的“蜡烛”（Candle ）很近似嘛。没错，这个烛光的概念最早就是英国人发明的，它是发光强度（Luminous intensity）的单位，那时英国人以一磅的白蜡制造出一尺长的蜡烛所燃放出来的光来定义烛光单位。而现在的定义已有了变化：我们以一立方厘米的黑色发光体加热，一直到该发光体将溶为液体时，所发出的光量的1/60就是标准光源，而烛光就是这种标准光源所放射出来的光量单位。Candela 可以简写为cd ，我们常见到的cd/m2就是标示器材亮度的单位。

如果您要追问，1cd /m2代表什么，有多亮呢？它实际代表1Lumen/Steradian的光照度，至于这个Steradian 是指球面度也是立体角的单位，指一个球体的内中心点为顶点，球体半径为底边所形成的球面角锥，而这个角锥的面积等于半径的平方。咦，不是要说1Candela 到底有多亮啊？说了半天是不是越来越糊涂了，最精确的说法来了：当540X1012Hz 的光以1/683瓦的功率照射在一个Steradian 面积上，如果每平方米面积上测有1 Candela，那么我们就称之为1cd/m2，这个单位经常被用来表示CRT 电视或等离子这样本身内部发光显示的器材。至于前投，因为它们都是投射出光线再借屏幕反射或透射光线来成像的，我们要了解的是光源发光投射出去的强度，所以我们就以流明来作为单位，LCD 与DLP 现在用ANSI 流明，三枪也有用ANSI 流明的，但多以10%峰值流明来表示。OK ，那么如果在1平方米的面积上测得1流明的光照度呢？

我们这时可以用1Lux 来表示，好了，用到Lux （勒克斯）这个照度单位，就可以简单的与大家生活环境亮度联系起来谈谈实际人眼感受了。在太阳底下，一般是100，000 Lux，阴天也有8000 Lux，我们在公司里的环境大约是300 Lux，晚上您家街边的路灯只有5 Lux，星光就只有0.0003 Lux啦，不知道这么一说，您能不能再将流明等指标联系起来有个亮度感受，即便想象不出来也没关系，这个就留给那些喜欢做研究的朋友去想吧。大家知道既然用上了米（m ）作单位，那么肯定是公制的单位，而Candela 也许应有对应的英制单位吧，猜得不错。在英制单位里，我们常用尺烛光（Foot Candela）和英尺朗伯（Foot Lamberts ）来表示。1流明的光照在1平方尺的面积上，就是1尺烛光，而如果1平方尺的面积反射出1流明的光，就是1英尺朗伯。看到这里，聪明的你一定知道了，英尺朗伯可以用来测主动发光体的亮度（尺烛光不行），像CRT 电视与等离子，而尺烛光则可以用来测投影机的亮度的（英尺朗伯也行），还有电影院里的银幕亮度，那么电影院里的银幕亮度大约是多少呢，差不多有35尺烛光， 这样你对尺烛光的亮度有了一个直观的印象吧。最后说说这个Luminance ，它其实代表的是辉度，我们最常用到它是在N 制电视 里代表从白到黑的连续灰阶的，它是亮度的讯号，具体定义是Y=0.3R+0.59G+0.11B，Y 就代表辉度，至于为

什么要这样定义，我们这里就不深究了，以后有机会再说，现在您只要把它和流明（Lumen ）区别开来就行了。

下面我想再谈谈色温这个概念。先来看看色温是在怎样被制订的，以一种黑色物体加热到某一个温度，它会发出白光，此时我们可以测到 以Kevlin 所标识的温度，那就是白的色温。测试的过程我们常用金属来进行。白色的色温也不是只有一个恒定不变的数值，而是一个范围，通常从2800K 到10000K ，这个范围内的色温都可以称作白的色温，不过由于色温的不同，这个白也会在肉眼看来有所 不同，通常色温越高，我们会觉得越偏青蓝的冷色调，而色温越低，我们会觉得越偏红黄的暖色调，而这个范围中的6500K 色温（也 称D65）被订为白的标准色温，有了这个标准，全世界制造显示器与投影机的厂家才能有依据，不会相差得太离谱。这下你对投影机内 的色温选择清楚一点了吧，它实际是让我们选择白色的色温，以适应不同的信号源，甚至你可以自定一个看起来觉得顺眼的白色色温。一般来讲，电视系统都会把色温订在6500K ，而电影的色温要稍低些，大约5500K ，欧洲的电视机都喜欢色温高些的画面表现，象9300K ，而日系机种都喜欢低色温那种暖色调的表现。

色温调整对投影机来说也是一个必不可少的过程。让我们先来清楚一下为什么要得到一个较为准确的色温。我们人的肉眼实在是很奇妙的 ，虽然在大太阳下与阴暗的室内看同一件物体会有着不同的亮度与色彩感受，但人眼会自动调整适应，让我们觉得色调是相同的，不会是两个不同的物体。不过电影摄影机与摄像机可远远没这么聪明，懂得自动调整适应，它拍下的影像是怎样的色温就会有怎样的表现，所以摄影师与灯光师才会显得十分重要。我们在再现影片时，也要尽量做到与影片的色温基本一致，这样电影中美妙的用光与色调才能有机会尽力展现。那么我们怎样来做这个白平衡的调整呢？如同视频调整中亮度部分要做暗平衡与亮平衡一样，这个过程也分为黑平衡与白平衡 ，统称色平衡调整。

什么是黑平衡调整呢？它实际上是调整R 、G 、B 的Cut off电压，由于大部分的投影机都不提供这个功能，我们这里就不详细谈调整的过程，主要说说调白平衡的过程。白平衡又怎样来做呢 ？比如我们想得到一个6500K 的色温，那么首先就要找到一个标准，即是6500K 是怎样一种白。当然最好的工具是色温卡与色温分析仪，问题是这些专业工具可并不容易搞到手，所以我们得另外想想办法，灯具城里应该能买到标有6500K 的那种灯管，拿一张白纸让它照着，这时我们看到的白色差不多就6500K ，有了这个标准，在做白平衡调整时就可以参照比较了。调整时请先用投影机投出一个全白的画面，哪里去找全白的画面呢，《Avia 》与《Video Essentials》里面就有，所以视频调整碟还是必不可少的。投出全白画面后，我们要做的就调整R 与B 的份量，G 最好不要动，尽量与参考的白色表现一致。说到这里，又要提一下为什么我觉得三枪不宜用高增益的幕了，因为高增益的幕把偏色现象放大了，画面一边偏红一边偏蓝，在做白平衡的时候麻烦就来了，我们到底是按屏幕两边的白色来对比，还是按中间的白色来对比呢？仔细慢慢将白平衡做到位后，就可以检验一下成果了。这时还是要利用《Avia 》里的图形，熟悉这张碟的朋友一定知道它里面提供了从20IRE 到 100IRE的图形，这时就可以用上了。IRE 是广播工程协会的缩写，也是视频讯号的单位，共有140个，其中40个属无图像的同步讯号，而另外100个则是视频讯号的范围，其中100IRE 就是最亮的顶点，在SMPTE 色块图的左下方的白块就是100I RE，而黑则是7.5IRE 。利用20IRE ，30IRE 一直到100IRE 的图形，我们就可以用色温仪测试看看，是否在不同的 IRE值时都能保持相同的6500K 色温值，如果能的话，一是说明调得很准确，二是说明投影机的实力不凡，当然，一般的投影机是 很难做到这一点的，反正色温相差不太大的话我们的肉眼也很难分辨得十分清楚，我们也不必对这一点太在意。那么没有色温分析仪怎么办呢？哈哈，《Avia 》里还提供了一张灰阶图，我们就利用这张灰阶图来看看吧，理论上讲，从图形左边部分的白，到右边部分的黑，以及中间连续的灰阶部分，我们看起来应该都是一种色调，不能有的偏冷，有的偏暖，如果这张图看起来色调都差不多的话，那么您调的以及这部投影机的表现还是很不错的了。”

1967年法国第十三届国际计量大会规定了以坎德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分别作为发光强度、光亮度、光通量和光照度等的单位，为统一工程技术中使用的光学度量单位有重要意义。为使您了解和使用便利，以下将有关知识做一简单介绍：

1． 烛光、国际烛光、坎德拉（candela ）的定义

在每平方米101325牛顿的标准大气压下，面积等于1/60平方厘米的绝对“黑体”（即能够吸收全部外来光线而毫无反射的理想物体），在纯铂（Pt ）凝固温度（约2042K 获1769℃）时，沿垂直方向的发光强度为1 坎德拉。并且，烛光、国际烛光、坎德拉 三个概念是有区别的，不宜等同。从数量上看，60 坎德拉等于58.8国际烛光，亥夫纳灯的1烛光等于0.885国际烛光或0.919坎德拉。

2. 发光强度与光亮度

发光强度简称光强，国际单位是candela （坎德拉）简写cd 。Lcd 是指光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量。光源辐射是均匀时，则光强为I=F/Ω，Ω为立体角，单位为球面度（sr ）,F 为光通量，单位是流明，对于点光源由I=F/4 。光亮度是表示发光面明亮程度的，指发光表面在指定方向的发光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比，单位是坎德拉/平方米。对于一个漫散射面，尽管各个方向的光强和光通量不同，但各个方向的亮度都是相等的。电视机的荧光屏就是近似于这样的漫散射面，所以从各个方向上观看图像，都有相同的亮度感。

以下是部分光源的亮度值：单位cd/m2

太阳：1.5*10 ；日光灯：（5—10）*103；月光（满月）：2.5*103；黑白电视机荧光屏：120左右；彩色电视机荧光屏：80左右。

3. 光通量与流明

光源所发出的光能是向所有方向辐射的，对于在单位时间里通过某一面积的光能，称为通过这一面积的辐射能通量。各色光的频率不同，眼睛对各色光的敏感度也有所不同，即使各色光的辐射能通量相等，在视觉上并不能产生相同的明亮程度，在各色光中，黄、绿色光能激起最大的明亮感觉。如果用绿色光作水准，令它的光通量等于辐射能通量，则对其它色光来说，激起明亮感觉的本领比绿色光为小，光通量也小于辐射能通量。光通量的单位是流明，是英文lumen 的音译，简写为lm 。绝对黑体在铂的凝固温度下，从5.305*103cm 2面积上辐射出来的光通量为1lm 。为表明光强和光通量的关系，发光强度为1坎德拉的点光源在单位立体角（1球面度）内发出的光通量为1六名。一只40W 的日光灯输出的光通量大约是2100流明。

4. 光照度与勒克斯

以下是各种环境照度值：单位lux

光照度可用照度计直接测量。光照度的单位是勒克斯，是英文lux 的音译，也可写为lx 。被光均匀照射的物体，在1平方米面积上得到的光通量是1流明时，它的照度是1勒克斯。有时为了充分利用光源，常在光源上附加一个反射装置，使得某些方向能够得到比较多的光通量，以增加这一被照面上的照度。例如汽车前灯、手电筒、摄影灯等。

黑夜：0.001—0.02；月夜：0.02—0.3；阴天室内：5—50；阴天室外：50—500；晴天室内：100—1000；夏季中午太阳光下的照度：约为10*9次方；阅读书刊时所需的照度：50—60；家用摄像机标准照度：1400。

某些EL 灯的用户规定了他们所需的输出亮度，但他们好象并不都使用同样的单位。在cd/m2（烛光/平方米）、勒克斯（LUX ）和fL （foot-Lamberts 英尺朗伯）之间如何进行转换？

答：（1）当光源照射在一个物体上时，我们可以测出哪是光源发射的（Lumvnance ―亮度）或哪是物体反射的（Illuminance ―照度）。 （2）照度取决于物体的反射特性。它非常类似于照片，它测量的仅仅是反射光。它通用的单位是勒克斯。 （3）然而，EL 灯是一个光源：它应当用亮度单位来表示，也就是fL （英尺朗伯）或cd/m2，也称为“nits ”。有些工程师更倾向于用fL ，而国际标准组织常用nits 。nits 与fL 转换的公式为：1 nits×0.2919=1 fL；和1 fL×3.426=1 nits[注；这些因数由pi （π）和m2/ft2（0.0929）导出。] （4）很明显，用勒克斯是一个不正确的单位，从勒克斯也不能转换成其它单位。1 Lux = 1 lumen per square meter = 0.0929 footcandle 1 footcandle= 1lumen per square foot = 10.764 Lux 1 foot Lambert= 3.426 candelas per square meter ( nit) 1 nit ( candelas per square meter) = 0.2919 foot Lambert 光通量

光通量（Luminous flux）：即一光源所放射出光能量的速率或光的流动速率（Flow arte），为说明光源发光的能力的基本量，单位为流明（Lumen ）。例如一个100瓦（W ）的灯泡可产生1,750lm ，而一支40W 冷白日光灯管则可产生3,150lm 的光通量。根据定义，1lm 为发光强度（l ）1cd 的均匀点光源在1球面度立体角内发出的光通量。

发光强度（Luminous intensity, Candlepower ）：发光强度简称光度，系指从光源一个立体角（单位为sr ）所放射出来的光通量，也就是光源或照明灯具所发出的光通量在空间选定方向上分布密度，单位为烛光（Candle or Candela, cd）。发光强度为1cd 的光源可放射出12.57lm 的光通量。

照度（luminance ）：受照平面上接受光通量的密度，可用每一单位面积的光通量来测量。1lm 的光通量均匀分布在1平方公尺（m2）的表面，即产生1勒克斯（Lux, lx ）的照度；1lm 的光通量落在1平方英尺（ft2）的表面，其照度值为1尺烛光（Footcandle, fc）。

辉度或亮度（luminance, Brightness ）：当人眼目视某物所看到的，可以两种方式表达：一用于较高发光值者如光源或灯具，直接以其发光强度来表示；另一则用于本身不发光只反射光线者如：室内表面或一般物体，以亮度表示。亮度即被照物每单位面积在某一方向上所发出或反射的发光强度，用以显示被照物的明暗差异，公制单位为烛光/平方公尺（Candela/m2, cd/m2）或尼特（nit ），英制单位为英尺朗伯（Footlambert, fl）。

反射率 反射率（Reflectance orreflection factor ）：某表面的亮度取决于落于其上的光量与该表面所能反射光线的能力；其所能反射的光的多寡与分布形式则取决于该材料表面的性质，以反射光与入射光的比值来表示，称为该材料表面的反射比或反射率（%）。完美的黑色表面的反射比为0，亦即无论多少光落于其上皆无亮度产生而全被吸收；反之，完美白色表面的反射比为1（反射率100%，吸收率0%）。反射比的测量，首先，将照度计置于物体表面读出其表面照度值Ei （Incident light ），再将照度值置于其上5-8cm （感光部分朝该表面且确定无阴影遮挡），即可测出其所反射的照度值Er （Reflected light），表面照度除反射照度所得之商即为该材料表面的反射比

光通量： 符号 Φ，单位 流明 Lm， 说明 发光体每秒种所发出的光量之总和，即光通量

光强：符号 I，单位 坎德拉 cd，说明 发光体在特定方向单位立体角内所发射的光通量

照度：符号 E，单位 勒克斯 Lm/m2，说明 发光体照射在被照物体单位面积上的光通量

亮度：符号 L，单位 尼脱 cd/m2，说明 发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量

范文二：机械零件图纸

盲孔

螺纹孔

沉 孔

锪平孔

倒 角

1.介绍表面粗糙度的概念及主要评定参数 1)表面粗糙度的概念

零件表面上具有较小间距的峰谷所组成的微观几何形状特性，称为表面粗糙度。这主要是在加工零件时，由于刀具在零件表面上留下的刀痕及切削分裂时表面金属的塑性变形所形成的。零件表面粗糙度是也是评定零件表面质量的一项技术指标，它对零件的配合性质、工作精度、耐磨性、抗腐蚀性、密封性、外观等都有影响。在保证机器性能的前提下，为获得相应的零件表面粗糙度，应根据零件的作用，选用恰当的加工方法，尽量降低生产成本。一般来说，凡零件上有配合要求或有相对运动的表面，表面粗糙度参数值要小。

2)表面粗糙度的代号、符号及其标注 GB/T 131-1993规定了表面粗糙度代号及其注法。图样上表示零件表面粗糙度的符号见下表。

3)表面粗糙度的主要评定参数 零件表面粗糙度的评定参数有：

1)) 轮廓算术平均偏差（Ra）--在取样长度内，轮廓偏距绝对值的算术平均值。Ra的数值及取样长度l见表。

2))轮廓最大高度（Rz）--在取样长度内，轮廓峰顶线与轮廓峰底线的距离。 使用时优先选用Ra参数。

2.表面粗糙度的标注要求 4) 表面粗糙度的代号标注示例

表面粗糙度高度参数Ra、Rz、Ry在代号中用数值标注时，除参数代号Ra可省略外，其余在参数值前需标注出相应的参数代号Rz或Ry，标注示例见表。

表面粗糙度的标注表面粗糙度中数字及符号的方

向

5) 表面粗糙度代（符号）在图样上的标注方法

1)) 表面粗糙度代（符）号一般应注在可见轮廓线、尺寸界线或它们的延长线上，符号的尖端必须从材料外指向表面。 2)) 表面粗糙度代号中数字及符号的方向必须按规定标注。 3.表面粗糙度的标注示例

在同一图样上，每一表面一般只标注一次代（符）号，并尽可能地靠近有关的尺寸线。当空间狭小或不便标注时可以引出标注。

当零件所有表面具有相同的表面粗糙度要求时，可统一标注在图样的右上角，当零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求时，对其中使用最多的一种代（符）号可以同时注在图样的右上角，并加注"其余"或"全部"两字。凡统一标注的表面粗糙度代（符）号及说明文字，其高度均应该是图样标注的1.4倍。

零件上连续表面、重复要素（如孔、齿、槽等）的表面和用细实线连接不连续的同一表面，其表面粗糙度代（符）号只注一次。

同一表面上有不同的表面粗糙度要求时，应用细实线 画出其分界线，并注出相应的表面粗糙度代号和尺寸。

齿轮、螺纹等工作表面没有画出齿（牙） 形时，其表面粗糙度代（符）号注法见图。

中心孔的工作表面，键槽的工作表面， 倒角，圆角的表面粗糙度代号可以简化标注。

需要将零件局部热处理或局部镀（涂）覆时，应用粗点画线画出其范围 并标注出相应尺寸，也可将其要求注写在表面粗糙度符号长边的横线上。 2.标准公差和基本偏差

为便于生产，实现零件的互换性及满足不同的使用要求，国家标准《极限与配合》规定了公差带由标准公差和基本偏差两个要素组成。标准公差确定公差带的大小，而基本偏差确定公差带的位置。 1)标准公差（IT）

标准公差的数值由基本尺寸和公差等级来决定。其中公差等级是确定尺寸精确程度的标记。标准公差分为20级，即IT01，IT0，IT1，…，IT18。其尺寸精确程度从IT01到IT18依次降低。标准公差的具体数值见有关标准。

2)基本偏差

基本偏差是指在标准的极限与配合中，确定公差带相对零线位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差。当公差带在零线的上方时，基本偏差为下偏差；反之，则为上偏差。基本偏差共有28个，代号用拉丁字母表示，大写为孔，小写为轴。从基本偏差系列图中可以看出：孔的基本偏差A～H和轴的基本偏差k～zc为下偏差； ，孔的基本偏差K～ZC和轴的基本偏差a～h为上偏差，JS和js的公差带对称分布于零线两边、孔和轴的上、下偏差分别都是+IT/2、-IT/2。基本偏差系列图只表示公差带的位置，不表示公差的大小，因此，公差带一端是开口，开口的另一端由标准公差限定。

基本偏差和标准公差，根据尺寸公差的定义有以下的计算式： ES=EI+IT 或 EI=ES-IT ei=es-IT或 es=ei+IT 孔和轴的公差带代号用基本偏差代号与公差带等级代号组成。 配合

基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系，称为配合。根据使用要求的不同，孔和轴之间的配合有松有紧，因而国标规定配合种类： 1）间隙配合

孔与轴装配时，有间隙（包括最小间隙等于零）的配合。孔的公差带在轴的公差带之上。 2）过渡配合

孔与轴装配时，可能有间隙或过盈的配合。孔的公差带与轴的公差带互相交叠。 3）过盈配合

孔与轴装配时有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。孔的公差带在轴的公差带之下。

基准制:

在制造配合的零件时，使其中一种零件作为基准件，它的基本偏差一定，通过改变另一种非基准件的基本偏差来获得各种不同性质配合的制度称为基准制。根据生产实际的需要，国家标准规定了两种基准制。1）基孔制（如左下图所示）

基孔制--是指基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度。见左下图。基孔制的孔称为基准孔，其基本偏差代号为H，其下偏差为零。 2）基轴制（如右下图所示）

基轴制--是指基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。见右下图。基轴制的轴称为基准轴，其基本偏差代号为h，其上偏差为零。

配合代号

配合代号由孔和轴的公差带代号组成，写成分数形式，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。凡是分子中含H的为基孔制配合，凡是分母中含h的为基轴制配合。

例如 φ25H7/g6的含义是指该配合的基本尺寸为φ25、基孔制的间隙配合，基准孔的公差带为H7，（基本偏差为H公差等级为7级），轴的公差带为g6（基本偏差为g，公差等级为6级）。

例如 φ25N7/h6 的含义是指该配合的基本尺寸为φ25、基轴制过渡配合，基准轴的公差带为h6，（基本偏差为h，公差等级为6级），孔的公差带为N7（基本偏差为N，公差等级为7级）。 公差与配合在图样上的标注

1）在装配图上标注公差与配合，采用组合式注法。 2）在零件图上的标注方法 有三种形式。

4.形位公差

零件加工后，不仅存在尺寸误差，而且会产生几何形状及相互位置的误差。圆柱体，即使在尺寸合格时，也有可能出现一端大，另一端小或中间细两端粗等情况，其截面也有可能不圆，这属于形状方面的误差。阶梯轴，加工后可能出现各轴段不同轴线的情况，这属于位置方面的误差。所以，形状公差是指实际形状对理想形状的允许变动量。位置公差是指实际位置对理想位置的允许变动量。两者简称形位公差。

形位公差项目符号1) 形状和位置公差的代号

国家标准GB/T 1182-1996规定用代号来标注形状和位置公差。在实际生产中，当无法用代号标注形位公差时，允许在技术要求中用文字说明。 形位公差代号包括：形位公差各项目的符号，形位公差框格及指引线，形位公差数值和其他有关符号，以及基准代号等。框格内字体的高度h与图样中的尺寸数字等高。

2) 形位公差标注示例

一根气门阀杆，在图中所标注的形位公差附近添加的文字，只是为了给读者作说明而重复写上的，在实际的图样中不需要重复注写。

1.零件上的铸造结构

1) 铸造圆角

当零件的毛坯为铸件时，因铸造工艺的要求，铸件各表面相交的转角处都应做成圆角。铸造圆角可防止铸件浇铸时转角处的落砂现象及避免金属冷却时产生缩孔和裂纹。铸造圆角的大小一般取R=3~5mm，可在技术要求中统一注明。

2) 起模斜度

用铸造的方法制造零件毛坯时，为了便于在砂型中取出模样，一般沿模样拔模方向作成约1∶20的斜度，叫做拔模斜度。因此在铸件上也有相应的拔模斜度，这种斜度在图上可以不予标注，也不一定画出，如下图所示；必要时，可以在技术要求中用文字说明。

3) 铸件厚度

当铸件的壁厚不均匀一致时，铸件在浇铸后，因各处金属冷却速度不同，将产生裂纹和缩孔现象。因此，铸件的壁厚应尽量均匀，见上图；当必须采用不同壁厚连接时，应采用逐渐过渡的方式，见上图。铸件的壁厚尺寸一般采用直接注出。

2.零件上的机械加工结构

1)退刀槽和砂轮越程槽

在零件切削加工时，为了便于退出刀具及保证装配时相关零件的接触面靠紧，在被加工表面台阶处应预先加工出退刀槽或砂轮越程槽。车削外圆时的退刀槽，其尺寸一般可按"槽宽×直径"或"槽宽×槽深"方式标注。磨削外圆或磨削外圆和端面时的砂轮越程槽。

2)钻孔结构

用钻头钻出的盲孔，在底部有一个120°的锥角，钻孔深度指的是圆柱部分的深度，不包括锥坑。在阶梯形钻孔的过渡处，也存在锥角120°圆台，其画法及尺寸注法。

用钻头钻孔时，要求钻头轴线尽量垂直于被钻孔的端面，

以保证钻孔准确和避免钻头折断。三种钻孔端面的正确结构。

3)凸台和凹坑

零件上与其他零件的接触面，一般都要加工。为了减少加工面积，并保证零件表面之间有良好的接触，常常在铸件上设计出凸台，凹坑。螺栓连接的支撑面凸台或支撑面凹坑的形式；为了减少加工面积，而做成凹槽结构。

范文三：轴类零件图纸

轴类零件图纸

未注倒角1X45?

140?0.07

轴类零件案例

一、案例内容

数控车削加工轴，外形图如图所示。 二、案例要求

该轴为典型的轴类零件，生产规模为批量加工，加工的尺寸精度要求较高，因此加工难度较大。

1、熟悉掌握数控加工中坐标系与坐标原点的确定，以及程序编制的相关知识。

2、说明程序中使用的工件装夹，刀具类型，加工工艺等。

3、画出数控加工走刀路线。

4、编制数控加工程序。

5、掌握刀具、夹具装夹以及数控加工对刀等实际操作。

三、案例解析

1、零件的加工工艺分析

(1)结构和精度分析

该零件的外形并不复杂，但是精度要求较高。该零件的重要加工部位有:φ31的圆柱段, φ40的圆柱段以及内孔直径的几个尺寸,尤其是内孔尺寸,由于加工的是孔,因此加工难度相对较大。轴向尺寸有:螺纹加工段轴的长度22，零件右端段长度58，内孔深度30以及零件的轴向总长140。

(2)零件的装夹与定位基准分析。

在粗加工和精加工时，可利用该零件左右端的毛胚的外表面以及中心孔，采用一夹一顶的方式进行装夹定位。 (3)加工刀具分析

粗精加工外圆表面时，刀具使用同一把，在磨刀时主偏角为93度。加工内孔时由于孔较小，刀具的主偏角为93度，磨刀时注意刀具的径向宽度和刀具的厚度。切槽刀采用宽度为3-5mm的刀具。螺纹刀的刀具角度为60度。

2、工艺处理

(1)将零件毛坯外圆粗车光。(必要时)

(2)用三爪卡盘装夹零件零件，钻中心孔。 (3)数控粗车零件左端端面以及外圆柱面，留余量0.8mm。

(4)数控精车零件左端端面以及外圆柱面达到图纸要求。

(5)钻零件左端面φ27孔，深度达到图纸要求。 (6)粗精车内孔达到要求。

(7)切零件左端槽，槽宽8mm。

(8)零件掉头，用三爪卡盘装夹零件，打中心孔。

(9)采用一夹一顶进行装夹，粗车零件右端面以及外圆。

(10)精车零件端面以及外圆。

(11)加工右端螺纹。

3、数控车削加工工艺

(1)零件的装夹方式及原点设置

加工零件的左端时，工件伸出的长度不长，而且加工的直径较大，直接采用三爪卡盘。加工右端时，工件伸出较长，为了保证加工精度，采用一夹一顶的方式装夹。具体工件的装夹和编程原点设定见下表

工件的装夹和编程原点设定卡 加工零件左端

三爪

三爪

尾座顶尖加工零件右端

(2)数控车削刀具选择

中心孔采用φ3中心钻

粗精车刀具选择主偏角为93度的硬质合金右偏刀，为防止副后刀面与工件干涉，副偏角不能太小。

切槽刀具的刀宽应该不能太大，因为太大，在切削时切削力太大，导致工件震动太大，会发出巨响，因此选择4mm刀宽。

钻头用φ27的钻头

螺纹刀采用60度的硬质合金刀具。

数控加工刀具卡片

产品名称 零件名称 轴 零件图号 刀具号 刀位号 刀具规格名称 数量 加工部位 刀具参数 换刀方式

尾座 中心钻 1 两头端面中心φ3 手动

孔

尾座 麻花钻 1 零件左端面孔 φ27 手动 T01 1 硬质合金外圆和1 两头外圆和端主偏角93度 自动

端面粗精车刀 面

T02 2 硬纸合金内孔粗1 内孔加工 主偏角93度 自动

精车刀

T03 3 切槽刀 1 零件左端槽加槽宽4mm 自动

工

T04 4 螺纹刀 1 加工右端螺纹 牙型角60度 自动 (3)切削用量选择

?背吃刀量选择

零件粗加工时背吃刀量1.5mm，精车背吃刀量0.3mm，切槽每次进给3.5mm。

?主轴转速

粗加工零件外圆和端面时，切削速度大致选择70m/min，精车切削速度选择100m/min，根据主轴切削计算公式可得:粗车600r/min，精车1000r/min，加工内孔转速选择600r/min，切槽转速选择300r/min，

螺纹转速选择300 r/min。

?进给速度选择

粗车零件外圆和端面时，进给速度选择0.1 mm/r，精加工进给速度选择0.06 mm/r，内孔精加工选择0.08 mm/r，切槽选择0.04 mm/r。螺纹加工时根据螺距来，与螺距相等。

综合以上信息，将相关数据写到工艺卡片中。

数控加工工序卡

产品名称或代号 零件名称 零件图号

广厦学院 数控加工工序卡

轴 工艺序号 程序编号 夹具名称 夹具编号 使用设备 车间 0001 0001 三爪卡盘 数控车床 实训工厂 工序刀具规主轴转速进给速度背吃到量备注

工序内容 刀具号

号 格 (r/min) (mm/r) (mm) 1 钻左端中心孔 φ3 1000 0.1 手动

粗车零件左端端面以2 T01 主偏角600 0.1 1

及外圆柱面 93度

精车零件左端端面以3 T01 主偏角1000 0.06 0.3

及外圆柱面达到图纸93度

要求

钻零件左端面φ27孔 4 φ27麻250 0.1 手

花钻 动 粗精车内孔 5 T02 主偏角600 0.08 0.5

93度

切零件左端槽 6 T03 槽宽300 0.04 2.5

4mm

打右端面中心孔 7 φ3 1000 0.1 手

动 粗车零件右端面以及8 T01 主偏角600 0.1 1 外圆 93度

精车零件端面以及外9 T01 主偏角1000 0.06 0.3 圆 93度

加工右端螺纹 10 T04 牙型角300 1.5 第一刀0.45

60度 第二刀0.3

第三刀0.13

第四刀0.09

4、机床刀具运行轨迹

加工零件左端刀具运行轨迹图如下:

刀具运行轨迹图(一) 刀具号 T1 T2 T3 加工零件左端刀具运行轨迹 1 (52，2)

2 (0，2)

3 (0，0) 编程原点精加工粗加工4 (34，0)

5 (40，-3)

6 (40，-58)

7 (48，-58)

8 (27，2)

9 (28.01，-30)

10 (32.03，2)

2311 (32.03，-15)

12 (42，-54)

810913 (36，-54) 13144111275614 (36，-58)

刀具运行轨迹图(二) 刀具号 T1 T4 加工零件右端刀具运行轨迹

编程原点1 (150，100)

号刀2 (52，2)

精加工粗加工3 (0，2)

324 (0，0) 12号刀

35145 (21，0)

15

6 (24，-1.5)

7 (24，-22.025)

8 (30.98，-23)

9 (30.98，-25.16) 4

16

1710 (44.15，-62) 186719981011 (48，-82)

11

12 (23.1，5)

13 (23.1，-18)

14 (22.5，5)

15 (22.5，-18)

16 (22.2，5)

17 (22.2，-18)

18 (22.04，5)

19 (22.04，-18)

20 (25，5)

5、数控加工程序清单

系统:FANUC 0i数控系统

(1)零件左端加工程序

数控加工程序清单(一)

零件名称:轴 程序号:O0001

程序清单 说明 T0101; 换外圆车刀 G00 X52 Z2;

M03 S700;

G71 U1 R0.5; 粗加工工件左端端面和外G71 P010 Q020 U0.6 W0.2 F0.1; 圆，留精车余量。 N010 G00 X0;

G01 Z0;

X34;

G03 X40 Z-3 R3;

G01 Z-58;

N020 X52;

M03 S1000;

G70 P010 Q020 F0.06; 精车工件左端端面和外圆 G00 X150 Z100;

M05;

M00; 程序暂停，转为手工打孔

打孔完后，拆掉钻头。按

启动键，程序继续执行。 T0202; 换成内孔车刀。 G00 X27 Z2;

M03 S600;

G71 U1 R0.5; 粗加工φ28和φ32内孔 G71 P030 Q040 U0.6 W0.2 F0.08;

N030 G00 X34;

G01 Z0;

X32.03 Z-1;

Z-15;

X28.013;

Z-30;

N040 X27;

M03 S800; 精加工φ28和φ32内孔

G70 P030 Q040 F0.05;

G00 X150 Z100;

M05;

T0303; 换3号切槽刀 M03 S300;

M08;

G00 X42 Z-54;

G75 R1; 切槽循环 G75 X36 Z-58 P0.8 Q3.5 F0.02;

G00 X150 Z100;

M09;

M05;

M30; 程序结束 (2)加工零件右端程序清单

数控加工程序清单(二)

零件名称:轴 程序号:O0002

程序清单 说明 T0101;

G00 X52 Z2;

M03 S700;

G71 U1 R0.5;

G71 P010 Q020 U0.8 W0.2 F0.1;

N010 G00 X0;

G01 Z0;

X21;

X24 Z-1.5;

Z-22.025;

X28.98;

X30.98 W-1;

Z-47.18;

G02 X44.15 W-14.82 R20; G01 X48 W-20;

W-2;

N020 X52;

M03 S1000;

G70 P010 Q020 F0.08; G00 X150 Z100;

M05;

T0404;

G00 X25 Z5;

M03 S300;

G92 X23.1 Z-18 F1.5; X22.5;

X22.2;

X22.04;

X22.04;

G00 X150 Z100;

M05;

M30;

四、操作

1、每次机床开机后必须回参考点。 2、对刀

对刀采用试切法。

X向对刀均采用沿轴向试切，并沿原路返回，然后量出此时的试

切部位的直径，输入刀补即可。

范文四：机械零件图纸

干机械设计这一行的入门和不可缺少的资料（转载） 1.轴套类零件

这类零件一般有轴、衬套等零件，在视图表达时，只要画出一个基本视图再加上适当的断面图和尺寸标注，就可以把它的主要形状特征以及局部结构表达出来了。为了便于加工时看图，轴线一般按水平放置进行投影，最好选择轴线为侧垂线的位置。

在标注轴套类零件的尺寸时，常以它的轴线作为径向尺寸基准。由此注出图中所示的Ф14 、Ф11（见A-A断面）等。这样就把设计上的要求和加工时的工艺基准（轴类零件在车床上加工时，两端用顶针顶住轴的中心孔）统一起来了。而长度方向的基准常选用重要的端面、接触面（轴肩）或加工面等。

如图中所示的表面粗糙度为Ra6.3的右轴肩，被选为长度方向的主要尺寸基准，由此注出13、28、1.5和26.5等尺寸；再以右轴端为长度方向的辅助基，从而标注出轴的总长96。

2.盘盖类零件

这类零件的基本形状是扁平的盘状，一般有端盖、阀盖、齿轮等零件，它们的主要结构大体上有回转体，通常还带有各种形状的凸缘、均布的圆孔和肋等局部结构。在视图选择时，一般选择过对称面或回转轴线的剖视图作主视图，同时还需增加适当的其它视图（如左视图、右视图或俯视图）把零件的外形和均布结构表达出来。如图中所示就增加了一个左视图，以表达带圆角的方形凸缘和四个均布的通孔。

在标注盘盖类零件的尺寸时，通常选用通过轴孔的轴线作为径向尺寸基准，长度方向的主要尺寸基准常选用重要的端面。 3.叉架类零件

这类零件一般有拨叉、连杆、支座等零件。由于它们的加工位置多变，在选择主视图时，主要考虑工作位置和形状特征。对其它视图的选择，常常需要两个或两个以上的基本视图，并且还要用适当的局部视图、断面图等表达方法来表达零件的局部结构。踏脚座零件图中所示视图选择表达方案精练、清晰对于表达轴承和肋的宽度来说，右视图是没有必要的，而对于T字形肋，采用剖面比较合适。

在标注叉架类零件的尺寸时，通常选用安装基面或零件的对称面作为尺寸基准。尺寸标注方法参见图。 4.箱体类零件

一般来说，这类零件的形状、结构比前面三类零件复杂，而且加工位置的变化更多。这类零件一般有阀体、泵体、减速器箱体等零件。在选择主视图时，主要考虑工作位置和形状特征。选用其它视图时，应根据实际情况采用适当的剖视、断面、局部视图和斜视图等多种辅助视图，以清晰地表达零件的内外结构。

在标注尺寸方面，通常选用设计上要求的轴线、重要的安装面、接触面（或加工面）、箱体某些主要结构的对称面（宽度、长度）等作为尺寸基准。对于箱体上需要切削加工的部分，应尽可能按便于加工和检验的要求来标注尺寸。

5.零件常见结构的尺寸注法

常见孔的尺寸注法（盲孔、螺纹孔、沉孔、锪平孔）；倒角的尺寸注法。 盲 孔

螺纹孔

沉 孔

锪平孔

倒 角

1.介绍表面粗糙度的概念及主要评定参数 1)表面粗糙度的概念

零件表面上具有较小间距的峰谷所组成的微观几何形状特性，称为表面粗糙度。这主要是在加工零件时，由于刀具在零件表面上留下的刀痕及切削分裂时表面金属的塑性变形所形成的。零件表面粗糙度是也是评定零件表面质量的一项技术指标，它对零件的配合性质、工作精度、耐磨性、抗腐蚀性、密封性、外观等都有影响。在保证机器性能的前提下，为获得相应的零件表面粗糙度，应根据零件的作用，选用恰当的加工方法，尽量降低生产成本。一般来说，凡零件上有配合要求或有相对运动的表面，表面粗糙度参数值要小。

2)表面粗糙度的代号、符号及其标注 GB/T 131-1993规定了表面粗糙度代号及其注法。图样上表示零件表面粗糙度的符号见下表。

3)表面粗糙度的主要评定参数 零件表面粗糙度的评定参数有：

1)) 轮廓算术平均偏差（Ra）--在取样长度内，轮廓偏距绝对值的算术平均值。Ra的数值及取样长度l见表。

2))轮廓最大高度（Rz）--在取样长度内，轮廓峰顶线与轮廓峰底线的距离。 使用时优先选用Ra参数。

2.表面粗糙度的标注要求 4) 表面粗糙度的代号标注示例

表面粗糙度高度参数Ra、Rz、Ry在代号中用数值标注时，除参数代号Ra可省略外，其余在参数值前需

标注出相应的参数代号Rz或Ry，标注示例见表。

表面粗糙度的标注表面粗糙度中数字及符号的方

向

5) 表面粗糙度代（符号）在图样上的标注方法

1)) 表面粗糙度代（符）号一般应注在可见轮廓线、尺寸界线或它们的延长线上，符号的尖端必须从材料外指向表面。

2)) 表面粗糙度代号中数字及符号的方向必须按规定标注。 3.表面粗糙度的标注示例

在同一图样上，每一表面一般只标注一次代（符）号，并尽可能地靠近有关的尺寸线。当空间狭小或不便标注时可以引出标注。 当零件所有表面具有相同的表面粗糙度要求时，可统一标注在图样的右上角，当零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求时，对其中使用最多的一种代（符）号可以同时注在图样的右上角，并加注"其余"或"全部"两字。凡统一标注的表面粗糙度代（符）号及说明文字，其高度均应该是图样标注的1.4倍。

零件上连续表面、重复要素（如孔、齿、槽等）的表面和用细实线连接不连续的同一表面，其表面粗糙度代（符）号只注一次。

同一表面上有不同的表面粗糙度要求时，应用细实线 画出其分界线，并注出相应的表面粗糙度代号和尺寸。

齿轮、螺纹等工作表面没有画出齿（牙） 形时，其表面粗糙度代（符）号注法见图。

中心孔的工作表面，键槽的工作表面， 倒角，圆角的表面粗糙度代号可以简化标注。

需要将零件局部热处理或局部镀（涂）覆时，应用粗点画线画出其范围 并标注出相应尺寸，也可将其要求注写在表面粗糙度符号长边的横线上。 2.标准公差和基本偏差

为便于生产，实现零件的互换性及满足不同的使用要求，国家标准《极限与配合》规定了公差带由标准公差和基本偏差两个要素组成。标准公差确定公差带的大小，而基本偏差确定公差带的位置。 1)标准公差（IT）

标准公差的数值由基本尺寸和公差等级来决定。其中公差等级是确定尺寸精确程度的标记。标准公差分为20级，即IT01，IT0，IT1，…，IT18。其尺寸精确程度从IT01到IT18依次降低。标准公差的具体数值见有关标准。

2)基本偏差

基本偏差是指在标准的极限与配合中，确定公差带相对零线位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差。当公差带在零线的上方时，基本偏差为下偏差；反之，则为上偏差。基本偏差共有28个，代号用拉丁字母表示，大写为孔，小写为轴。从基本偏差系列图中可以看出：孔的基本偏差A～H和轴的基本偏差k～zc为下偏差； ，孔的基本偏差K～ZC和轴的基本偏差a～h为上偏差，JS和js的公差带对称分布于零线两边、孔和轴的上、下偏差分别都是+IT/2、-IT/2。基本偏差系列图只表示公差带的位置，不表示公差的大小，因此，公差带一端是开口，开口的另一端由标准公差限定。

基本偏差和标准公差，根据尺寸公差的定义有以下的计算式：

ES=EI+IT 或 EI=ES-IT ei=es-IT或 es=ei+IT

孔和轴的公差带代号用基本偏差代号与公差带等级代号组成。

配合

基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系，称为配合。根据使用要求的不同，孔和轴之间的配合有松有紧，因而国标规定配合种类：

1）间隙配合

孔与轴装配时，有间隙（包括最小间隙等于零）的配合。孔的公差带在轴的公差带之上。

2）过渡配合

孔与轴装配时，可能有间隙或过盈的配合。孔的公差带与轴的公差带互相交叠。

3）过盈配合

孔与轴装配时有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。孔的公差带在轴的公差带之下。

基准制:

在制造配合的零件时，使其中一种零件作为基准件，它的基本偏差一定，通过改变另一种非基准件的基本偏差来获得各种不同性质配合的制度称为基准制。根据生产实际的需要，国家标准规定了两种基准制。

1）基孔制（如左下图所示）

基孔制--是指基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度。见左下图。基孔制的孔称为基准孔，其基本偏差代号为H，其下偏差为零。

2）基轴制（如右下图所示）

基轴制--是指基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。见右下图。基轴制的轴称为基准轴，其基本偏差代号为h，其上偏差为零。

配合代号

配合代号由孔和轴的公差带代号组成，写成分数形式，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。凡是分子中含H的为基孔制配合，凡是分母中含h的为基轴制配合。

例如 φ25H7/g6的含义是指该配合的基本尺寸为φ25、基孔制的间隙配合，基准孔的公差带为H7，（基本偏差为H公差等级为7级），轴的公差带为g6（基本偏差为g，公差等级为6级）。

例如 φ25N7/h6 的含义是指该配合的基本尺寸为φ25、基轴制过渡配合，基准轴的公差带为h6，（基本偏差为h，公差等级为6级），孔的公差带为N7（基本偏差为N，公差等级为7级）。

公差与配合在图样上的标注

1）在装配图上标注公差与配合，采用组合式注法。

2）在零件图上的标注方法 有三种形式。

4.形位公差

零件加工后，不仅存在尺寸误差，而且会产生几何形状及相互位置的误差。圆柱体，即使在尺寸合格时，也有可能出现一端大，另一端小或中间细两端粗等情况，其截面也有可能不圆，这属于形状方面的误差。阶梯轴，加工后可能出现各轴段不同轴线的情况，这属于位置方面的误差。所以，形状公差是指实际形状对理想形状的允许变动量。位置公差是指实际位置对理想位置的允许变动量。两者简称形位公差。

形位公差项目符

号

1) 形状和位置公差的代号

国家标准GB/T 1182-1996规定用代号来标注形状和位置公差。在实际生产中，当无法用代号标注形位公差时，允许在技术要求中用文字说明。 形位公差代号包括：形位公差各项目的符号，形位公差框格及指引线，形位公差数值和其他有关符号，以及基准代号等。框格内字体的高度h与图样中的尺寸数字等高。

2) 形位公差标注示例

一根气门阀杆，在图中所标注的形位公差附近添加的文字，只是为了给读者作说明而重复写上的，在实际的图样中不需要重复注写。

1.零件上的铸造结

构

1) 铸造圆角

当零件的毛坯为铸件时，因铸造工艺的要求，铸件各表面相交的转角处都应做成圆角。铸造圆角可防止铸件浇铸时转角处的落砂现象及避免金属冷却时产生缩孔和裂纹。铸造圆角的大小一般取R=3~5mm，可在技术要求中统一注明。

2) 起模斜度

用铸造的方法制造零件毛坯时，为了便于在砂型中取出模样，一般沿模样拔模方向作成约1∶20的斜度，

叫做拔模斜度。因此在铸件上也有相应的拔模斜度，这种斜度在图上可以不予标注，也不一定画出，如下图所示；必要时，可以在技术要求中用文字说明。

3) 铸件厚度

当铸件的壁厚不均匀一致时，铸件在浇铸后，因各处金属冷却速度不同，将产生裂纹和缩孔现象。因此，铸件的壁厚应尽量均匀，见上图；当必须采用不同壁厚连接时，应采用逐渐过渡的方式，见上图。铸件的壁厚尺寸一般采用直接注出。

2.零件上的机械加工结构

1)退刀槽和砂轮越程槽

在零件切削加工时，为了便于退出刀具及保证装配时相关零件的接触面靠紧，在被加工表面台阶处应预先加工出退刀槽或砂轮越程槽。车削外圆时的退刀槽，其尺寸一般可按"槽宽×直径"或"槽宽×槽深"方式标注。磨削外圆或磨削外圆和端面时的砂轮越程槽。

2)钻孔结构

用钻头钻出的盲孔，在底部有一个120°的锥角，钻孔深度指的是圆柱部分的深度，不包括锥坑。在阶梯形钻孔的过渡处，也存在锥角120°圆台，其画法及尺寸注法。

用钻头钻孔时，要求钻头轴线尽

量垂直于被钻孔的端面，以保证钻孔准确和避免钻头折断。三种钻孔端面的正确结构。

3)凸台和凹坑

零件上与其他零件的接触面，一般都要加工。为了减少加工面积，并保证零件表面之间有良好的接触，常常在铸件上设计出凸台，凹坑。螺栓连接的支撑面凸台或支撑面凹坑的形式；为了减少加工面积，而做成凹槽结构。

范文五：光学零件加工

武 汉 职 业 技 术 学 院

光学零件加工实训报告

平凸透镜的加工及检测

系、专业：电子信息工程学院、光电子技术

班 级：光电14303班

实 训 人：曹锦

指导教师：陈书剑 王世霞 颜昌俊

2015年10月28日

摘 要

此次实训的项目是光学零件的加工，主要是球面零件的加工，此外还有平行平板机棱镜的加工。球面零件的加工主要为粗磨下料、精磨抛光、镀膜，粗磨下料的工艺较为传统，但对手法也有一定的要求。再就是精磨抛光，此部分主要看的是加工者的手法，手法直接影响到后面的定心以及镜片的好坏。最后就是镀膜，镀膜的作用有很多，我们的实训中的镀膜主要是为了起到一种保护镜片的作用。棱镜及平行平板的加工同样是对手法的考验。

本次实训中小组中的成员基本能够完成自己的镜片加工，其中存在的主要的问题在于球面镜的精磨抛光、粗磨下料部分。粗磨下料部分主要在开球面环节，精磨抛光则主要是细磨手法不对等。此类问题在后来的定心磨边的环节中都得到了充分的验证。

本报告的主要目标是：简述透镜的加工过程，分析加工过程中出现的问题，及此类问题的改进方法。对比得出传统和现代加工的不同特点了解光学零件的镀膜过程、熟悉镀膜机的使用及其各项性能。回顾整个实训过程中存在的操作方面的不足之处，进一步加深对整个零件加工环节的了解，加深自己对各个环节的印象。

关键词：球面零件 加工环节 加工手法

主要内容

1.1概述

光学玻璃的加工分为传统加工和现代加工，我们的实训中主要是传统加工方法。主要的加工零件为平凸透镜，它的主要操作流程是；粗磨下料、精磨抛光、定心磨边、镀膜等。这次实训的内容还包括平行平板棱镜的加工，检验等。

1.2加工的特点

传统加工的特点是加工出来的零件的精度高，质量好，因为它所使用的主要是手工为主，因此对操作人员的手法的要求很严格。此类加工适用于少量、高精度的加工需求。

1.3加工生产流程

1.4

粗磨下料

1、切割：选取材料并把毛坯玻璃放入玻璃切割机(1-1图)里面。

2、去除直角:把切割好的毛坯玻璃按尺寸在简易切割机上切割，

再把切割好的矩形的四个直角用简易切割机把四个直角切

掉。

3、胶条：把切割好的毛坯玻璃用玻璃胶粘在一起放在如(1-2

图1-1

图)所示。

4、滚圆：使用滚圆机滚圆，把粘好的

圆机里面滚圆，在刚开始滚圆的时

可以大些，后半段加工余料的时候

直到把工件开至合适尺寸。

5、开球面：在滚圆结束就是开球面，可以用铣磨图1-2 玻璃放在滚候横向进刀调小进刀量，

机开球面也可以用传统的手工开球面。实训中我们使用的是

铣磨机开球面（如图1-3）。开球面所使用的是球面铣磨机，

对角度的精准手法要求较为严格。

1.5精磨抛光

1、清洗：把粗磨开好球面的工件用清水洗干净，清除工件表面

的粗砂同时还要清除模子表面的残余的磨料，这样是为了防

图1-3

止在磨的时候粗砂划伤工件的表面。

2、原理：精磨在我们的实训中采用的是古典法的加工方法，主要用的是散粒磨料，磨料和磨具和零件之间处于松散的状态。借助细磨所加的压力，通过磨具、磨料、工件之间的相对运动，实现零件表面的成型。在细磨前应该根据工件表面粗磨的状态决定砂的型号

3、方法：磨球面时应将工件放入砂轮里轻轻加力，并且沿反方向转动工件，不时的转动工件，使工件的各个表面都能够被砂轮磨到。磨平面的方法与球面的相比操作较为简便，但基本一致主要是力度和手法应使工件各个面都能得到充分的研磨。

4、机器：实训中所选用的研磨机是（如图1-4）所示的四轴研磨抛光机。古典法的精磨抛光是在同一台机器上完成的。每台

机子的模具都是固定的，在抛光前应将模具放

在开水里面烫，使模具表面软化。

5、磨料的选择：细磨选的是w40的细砂，精磨使

用的是w14、w7的磨料。但在由细磨转为粗磨

的过程中应该把工件洗干净，母的是防止两种

不同的磨料的混合使细砂中混入粗砂，使工件

表面出现刮痕。

6、抛光：

① 上盘：使用沥青刚性上盘，上盘完成后，用酒精擦干净工件表面的污垢。 ② 预热抛光模：把抛光模放在热水中浸泡，让抛光模变软

③ 调整好研磨机的转速，并在抛光模上加少许的抛光粉，

对于抛球面的就把抛光模贴紧工件用手在工件上来回

推几下使抛光粉在工件的表面充分的分散。对于抛平面

的则是在模盘上滴几滴抛光粉液体然后用手握住工件

在模子上沿模子转动的反方向转动工件。准备工作完毕

后就用铁笔压住工件大概十五分钟后就上砣。（如图

1-5）

7、 光圈的识别：光圈高低判断

一侧加压法：低光圈，条纹弯曲的凹向背着加压点P（如图1-7a）, 高光圈：条纹弯曲的凹向朝着加压点P（如图1-7b）.

周边加压法：低光圈，当沿P方向加压，空气隙减小时，条纹从边缘向中心移动（如图1-6a）。高光圈，高光圈：当沿P方向加压，空气隙减小时，条纹从中心向边缘移动（如图1-6b）。

图1-5 图

1-4

图1-6 图1-7

8、 光圈的修改：低光圈工件往里收，多抛工件的边缘部分，如果是高光圈工件

往外拉多抛工件的中心部分。

9、 下盘：工件光圈检测修改完毕抛光合格后就下盘清洗，清洗工件用到的是酒

精和汽油。汽油是为了清除工件上盘时的沥青，酒精是为了洗掉工件上的洋干漆。

1.6定心磨边

1、在实际的生产过程中透镜的定心磨边分两步进行。定心：通过光学或机械的

方法寻找并确定透镜光轴与基准轴重合的位置，即透镜光学表面定心顶点处的法线与基准轴重合的位置，这里的基准轴就是机床的回转轴。磨边：透镜定心后夹紧，用砂轮或金刚石磨轮磨削透镜的外圆，以获得图纸要求直径的透镜。透镜的定心方法主要分光学定心和机械定心两类。

2、定心原理：机械法定心是将透镜放在一对同轴精度高、

端面精确垂直于轴线的接头之间，利用弹簧压力夹紧透

镜，根据力的平衡来实现定心。其中一个接头可以转动，

另一个既能转动又能沿轴向移动。

3、机器的操作：自动定心磨边机（见图1-8）先开电源，

再开水泵、砂轮，接着根据零件的大小调节千分尺。调

节至合适大小时把工件加上去夹紧，接着把开关调至半

自动化，自动定心磨边机会自动完成磨边定心的任务。

4、操作自动定心磨边机是应该注意操作步骤，夹取工件时同样要注意手的姿势

否则容易伤到手或者造成设备的损坏。 图1-8

1.7镀膜

1、光学镀膜是通过特殊的装置在高温真空的条件下，通过汽化使膜料均匀的覆

盖在工件表面的一种工艺。其用途有，减反、内反、外反、分束、滤光、保护、导电，等作用。按照材料划分有：金属、电解质、有机。

2、实训中的镀膜是在高真空的环境下完成的，在高真空

环境下完成的镀膜，可以提高膜沉积的速度、纯度、

致密性及基片的附着力。真空镀膜机主要由，电控柜、

控制系统、蒸发系统、机械系统、冷却系统。蒸发系

统主要的加热方式为，电阻加热和电子束加热。

3、工艺流程：

① 开机前应该清洁工作台，核对生产工艺卡。

② 开机流程：开控制柜—机械系统—扩散泵—24v

电源—触控屏—PLC电源

机械泵—预阀—扩散泵—工件夹具—关闭预阀—开放气阀—通气—打开真空室—放清洁好的工件—装比较片—往坩埚里装膜料—关上真空室的门—开低阀—关低阀—开预阀—开高阀—进入PLC控制仪—设置膜料的厚度—膜的速度—进入镀膜系统—打开气柜电源开烘烤—开工转—开充气离子源—开灯丝—阳极电源开关—灯丝电流30A—阴极电流3-4A—反顺序关阳极电流开关—灯丝电流—通氩气—当显示为绿色是表示没有氩气—开电子枪充气—开枪挡板—开电子腔灯丝—开高压。 ③ 关机流程：反顺序上述流程。

④ 如果要连续的给镜片镀膜加工，则重复上述流程加工件进去如果不用则

关上真空室的门抽真空3分钟。

⑤ 关机过程中要注意的事项为：反顺序关闭个开关（当扩散泵的温度下降

到50度时，关闭冷却水系统—关闭总气路—关闭总电源开关）。

⑥ 装配工件，完成整个平凸透镜的加工流程。

结 论

平凸透镜、棱镜、平行平板的加工，通过传统加工手法加工，加工速度慢操作较为复杂。从毛坯下料到加工完成所经过的周期较长，且只能够小批量的加工生产。但它的加工的精度高质量好，整个实训加工中需要对每个加工环节都认真完成，才能加工出高精度的镜片。任何环节的出差错都有可能导致整个加工的失败。

平面零件加工

摘 要

光学平面零件是指由光学平面作为工作面的光学零件。它包括平晶、平行平板、平面反射镜、光楔、滤光片及棱镜等。由两个互相平行的光学平面构成的光学零件系统称为平行平板。

通常以平面光学零件的面形精度和角度精度来衡量平面制造的精度，并以此将平面光学零件区分为高精度零件、中精度零件和一般精度零件。

对棱镜和平板的技术要求中，有一些是和透镜的技术要求相同的，这些要求是：标准样板精度等级△、光圈数N、局部光圈数△N、表面粗糙度、表面疵病B、气泡度q，它们的定义、规定及要求也都适用于棱镜，这里不再重复。而角度要求是棱镜和平板特有的。

这篇报告主要介绍，平面零件的加工过程，指出加工过程中存在的问题，总结经验以及所得到的体会。

实训中我们的主要加工对象是直角棱镜、平行平板。

关键词：平面零件、加工要求、精度

主要内容

1.1 概述

本报告主要讲述使用传统工艺加工方法加工45°直棱镜，平行平板，及双面磨抛机的使用。都为传统的手工加工，因此对加工的精度有较高的要求。其中平行平板的误差在15″左右

1.2 平行平板的加工

平行平板的加工过程中，主要为手工操作。但在刚刚开始加工时需要在自准测角仪上观察哪边搞哪边低，这样做的目的是找出高的那一面，而需要磨的就是高的那面。一般的刚

刚开始加工的镜片的偏差

都在几分，因此刚刚开始

加工的时候一般都是要开机床的。但在加工过程中也要不时的取下来放到自准测角仪上观察防止不小心磨过。

加工过程中要注意自己的加工手法，对于较高的一面可以用较大的劲，在加工过程中同时也要转动镜片防止镜片中间没有被磨到。

等到镜片的偏差只有一分左右时就要关掉机床，因为机床的转速过快，一分的误差太小很容易就会把一分的误差磨掉而出现新的误差。此时应该把机床关掉直接用手握住镜片在磨盘上转，并且需要不时的清洗观察。

1.3 45°直棱镜的加工

在这次的 实训中加工45°角直棱镜的要求是，两个腰相等90°直角垂直，平面要求平行度好。

由于我们拿到的是粗磨好了的工件，需要通过细磨加工而达到要求。在加工直角棱镜的时候我们用的都是细砂，在机床上完成加工但机床的速度都比较慢。由于两个45°角都比较薄加工的时候容易磨破，所以加工是一般都会倒角，并且对加工者手法要求严格。

加工过程之中一般是先加工零件的平面，对于平面的检测我们用到的是刀口尺，具体的操作方法是；左手拿着工件右手拿着刀口尺把刀口尺平放在工件的平面上，对着光照强的地方观察工件和刀口尺接触的地方是否有细缝，如果有则需要继续加工，如果没有则说明工件的平行度良好。

1.4 双面磨抛机

双面加工技术是指同时对平板类光

学零件的两个平面同步进行加工的技术。

显然，这种两面同步加工的技术，比每

个面分别单次加工的效率要高得多，但

相应的设备要求和控制要求也要高得多。

双面加工的基本原理图，（如右图）

1–下模；2–工件；3–分离片；4–挡

圈；5–上模；6–铁笔杆.

这种双面加工，—般速度不高。下模比较大，上模比较小，挡圈直径比上模大，比下模小。适当地调节上模的摆动量，可以实现平板的上下表面同时精磨或抛光。研磨或抛光时，人工将磨料或抛光粉间断地添加到下模和平板的表面。这种低速的双面加工，比单面加工提高了效率，但被加工的平面度和双面的平行度则达不到很高的要求，所以只适用于一般精度平板的加工。

下图所示的是高速双面加工机床，其加工原理如上图所示，图中高速双面加工的上模3和下模5直径相同，分别以大小相同、方向相反的角速度绕机床

的主轴转动。在上下模之间，还有带动被加工工件的行星轮，它是被与主轴同心的内齿轮和中心齿轮啮合、驱动，绕着上下模的中心作行星运动，既有绕中心的公转，又有绕行星轮自我中心的自转。而被加工零件，则被放入行星轮中与被加工体形状一致的孔内，因此，被加工工件在上下模之间的运动，是行星运动与自转运动的合成，

支承被加工零件的行星轮

啮合情况

这种高速双面加工主

要应用在精磨和抛光工序，

在精磨阶段，使用自己配

制好的散粒磨料液，在抛

光阶段，使用自己配制好

的抛光液，加工时，先在

下模的行星轮中摆放好被

加工的平板，随下模的转

动、内齿轮和中心齿轮的转动，带动行星轮运动，工件又由行星轮带动作行星运动，缓慢运动正常之后，上模开始接触，并逆向转动，从而使工件的运动进入合成状态。

结 论

平行平板，和直角棱镜的加工，所使用的是传统的加工手法，它的加工精度高，适合于小批量的加工。对于操作人员需要熟练的手法还要细心，要懂的自准测角仪的使用，对于棱镜的加工同样如此。双面磨抛机是较为现代的一种加工设备，可以用于大批量的加工。通过实训应该熟悉机器的各种性能，掌握其使用方法

其他项目

摘 要

高速磨抛机是一种现代加工的设备，在具体的操作使用时可以调节其摆幅和偏心在试训过程中我们主要的操作是调节它的摆幅和偏心。光学零件的胶合工艺是指将两个或两个以上的透镜、棱镜、平面镜，彼此吻合的光学表面，按照一定技术要求粘结成为光学部件的工艺。常见的有胶合法、光胶法、机械法。胶合主要是改善像质、减少光能损失增加成像亮度、简化光学零件的加工、保护光学零件的表面。所谓晶体定向，就是在晶体材料毛坯上确定一个与该晶体轴成预定角度方向的基准面。其他 面均由该基准面来确定。在晶体加工中，先是根据晶体生长出来的宏观外形，棱、面与轴的关系进行粗略定向，然后在垂直于光轴的方向上划线切割，再把两个端面磨平 ，在此基础上再选用更精确的定向方法。下面介绍几种常用的晶体定向的基本方法。通常有根据外形初步定向、解理法定向、偏光显微镜定向。

1.1高速磨抛机

如有图所示为实训中接触到的高速

磨抛机，它的摆幅和偏心可以根据加工

需求调整。其中需要注意的是夹取工件

的时候应该注意铁笔防止铁笔直接掉下

来砸坏工件，在加工过程中应该打开水

龙头并且保持水注射到工件的表面。防

止在加工的过程中过热而使工件炸裂。

在调整机器的摆幅和偏心的时候应

该先用扳手把螺丝拧松，再用橡皮锤轻

轻敲打逐渐的调整磨抛机的摆幅和偏心。

1.3 晶体定向

解理法定向：晶体在外力作用下容易沿解理面裂开，认定了解理面，即可由该解理面的密勒（HKL）指数大致确定晶体的光轴。由于不是所有晶体都有解理性，而且在获得解理面过程中，对晶体有一定的破坏作用，所以只在个别情况下才采用解理面定向方法。

偏光显微镜定向：用偏光显微镜定向是晶体定向中最常用的方法。它是根据晶体光学的了理论，利用光的偏振性、相干性以及晶体具有双折射的性质综合考虑所采用的一种定向方法。对晶体定向的原理是利用会聚光的色偏振，得到与自然光相类似的干涉条纹，其测试原理如下图所示。

S-光源 P1-起偏器 P2-检偏器 K-试样 O1-聚光镜 O2-物镜 BB-物镜的焦平面图

结论

实训的目的是为了培养动手能力在实训中应该听从老师和组长的安排，要掌握好理论知识。实训中的偏光显微镜看上去虽然很容易但是懂手去调却没有那么简单。通过实训我们应该巩固自己学到的理论知识更要掌握动手能力。

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