光學設計第14章光學制圖

14.1光學制圖

14.2光學零件的技術要求第14章光學制圖14.1.1總則

(1)除光學制圖的特殊規(guī)定外，光學圖樣的幅面、比例、字體、圖線、剖面符號、圖樣畫法、尺寸、尺寸公差與配合及表面粗糙度的注法等，應按GB4457~4460和GB131的規(guī)定執(zhí)行，而倒角按GB1204的規(guī)定執(zhí)行。

(2)在光學圖樣上,光軸用細點劃線，光軸中斷線用雙波浪線。14.1光學制圖

(3)在光學圖樣上，零件的有效孔徑應在所列表格的“D0”欄內標明。圓形注：“φ直徑”，例“φ30”；方形注：“□邊長”，例“□10”；矩形注:“長×寬”，例如“30×

20”；橢圓注:“長軸×短軸”，例“30×20”等。

(4)光學零件表面上需要標明有特殊要求的范圍，用細實線或涂色畫出其范圍，并予以說明(見圖14-1)。

(5)光學纖維件的剖面畫法見圖14-2。技術要求：

A范圍涂覆……

圖14-1特殊要求的標注圖14-2光纖纖維的剖面(a)單根光纖沿纖維方向；(b)多根光纖沿纖維方向；(c)多根光纖垂直纖維方向

(6)光學晶體的剖面和光軸(C軸)的畫法見圖14-3。

圖14-3光學晶體的剖面與光軸的畫法(7)光源、光欄和鍍膜等的符號規(guī)定見表14-1。表14-1光源、光欄和鍍膜等的符號規(guī)定14.1.2光學系統(tǒng)圖

(1)光學系統(tǒng)圖一般按光路前進方向自左至右、自下而上繪制，亦可根據儀器工作位置繪制。

(2)光學系統(tǒng)圖中零件或部件的序號應沿光路前進方向編排；置換使用的零件或部件序號應連續(xù)編排(附錄4中所示序號4、5)；重復出現(xiàn)的相同零件或部件均標第一次編排的序號(見附錄4中序號16)；附件序號最后編排。

(3)光學系統(tǒng)圖中應標注整個光學系統(tǒng)中的所有零件或部件的相應位置尺寸，必要時應標注公差。

(4)光學系統(tǒng)圖中應標注光欄、光瞳及狹縫的大小、位置和狹縫的方向。

(5)光學系統(tǒng)圖中有分劃元件(如分劃板、度盤、標尺)在視場中成像時，可將像面上的視見情況繪出示意圖，并注出“視見示意圖”字樣。此圖的比例不與整個圖樣一致，細節(jié)

允許夸大(見附錄4)。

(6)光學系統(tǒng)圖上應列出該系統(tǒng)的主要光學參數(見表14-2)和技術要求。表14-2光學系統(tǒng)圖上的主要光學參數

(7)光學系統(tǒng)圖上需要標注的光學系統(tǒng)結構參數及矢高可參考表14-3。表14-3光學系統(tǒng)結構參數及矢高14.1.3光學部件圖

光學部件圖的標注可參見附錄5、附錄6。

(1)應標注整個部件圖中所有零件(零件和膠合件)之間的相對位置。

(2)膠合件圖的右上角應列出“對膠合件的要求”專用表格(除圖框用粗實線外，其余用細實線)，格式內容及尺寸參見表14-4。

(3)膠合件圖中必須標注技術要求。表14-4對膠合件的要求14.1.4光學零件圖

光學零件圖的標注可參見附錄7、附錄8。

(1)光學零件圖右上角應列出“對材料的要求”與“對零件的要求”的專用表格(除圖框用粗實線外，其余用細實線)，格式內容及尺寸參見表14-5。表14-5對材料的要求和對零件的要求

(2)曲率半徑過大時，其曲率允許夸大繪制，如圖14-4中的R1028；透鏡的表面為平面，應標注R∞。

圖14-4R過大時的繪制圖例

(3)光學零件圖上一般用圖形和文字表明倒角要求(圖14-5(a)、(b))。圖14-5倒角的畫法

(4)光學零件圖上軸對稱非球面可用近似的球面繪制，并注明“非球面”字樣,在圖樣上應列出曲線方程式(見圖14-6)。

y2=2ax+bx2

其中：a、b為系數。

圖14-6非球面的畫法14.2.1對光學材料的要求

對光學玻璃的要求，原則上應該根據光學系統(tǒng)像差設計的要求來確定。但不同用途的光學零件對光學玻璃材料的要求，可參考表14-6給出的經驗數據。14.2光學零件的技術要求表14-6對光學玻璃要求的經驗數據14.4.2對光學零件的加工要求

1.光學零件的表面誤差

1)光學樣板(執(zhí)行國標GB1240-76)

(1)光學樣板按用途分為兩類：

光學樣板——復制工作樣板用的光學樣板；

工作樣板——檢驗光學零件用的光學樣板。

(2)標準樣板的精度(即“零件的要求”中的ΔR)分為A、B兩級，其允差應符合表14-7及表14-8的規(guī)定。表14-7標準樣板半徑允差表14-8標準樣板光圈

(3)球面工作樣板的光圈可根據被檢光學零件的要求按表14-9選取。表14-9球面工作樣板光圈

(4)平面工作樣板相對標準樣板的偏差與球面標準樣板的允差相同。

2)光學零件的面形偏差(執(zhí)行國標GB2931-81)

(1)面形偏差的定義:被檢光學表面相對于參考光學表面(工作樣板)的偏差稱為面形偏差。

(2)面形偏差的分類。

①半徑偏差

②像散偏差

(3)光圈的正負號規(guī)定：

高光圈(凸)為正(相當于中間接觸)；

低光圈(凹)為負(相當于邊緣接觸)。

(4)標注方法：

①被檢光學表面允許的最大半徑偏差以N個光圈數表示。

②被檢光學表面在兩個互相垂直方向上光圈數的允許最大差值(像散偏差)以Δ1N表示，相對于平滑干涉條紋的不規(guī)則程度(局部偏差)的允許最大值以Δ2N表示。

③如有必要，可在N數值后面標注檢驗范圍的直徑，如N=2(60)，即表示在60mm檢驗范圍內允許的最大光圈數為2。3)表面誤差的給定

表面誤差的給定可參考表14-10。表14-10光學零件表面誤差參考數值4)光學零件精度等級的分類

光學零件精度等級的分類見表14-11。表14-11光學零件精度等級分類光學表面允許的最大半徑偏差也可直接根據像差變化量表確定。給定表面曲率增量ΔC，計算相應的各種像差變化量，根據允許的像差變化量來確定允許表面曲率誤差，然后按下述關系式求得允許的最大半徑偏差N:

2.光學零件外徑及配合公差的給定

1)光學零件的外徑

光學零件與鏡框固定，在不同固定方式下，光學零件外徑所需的余量見表14-12。表14-12光學零件外徑余2)圓形光學零件與鏡框的配合公差

圓形光學零件與鏡框的配合公差見表14-13。表14-13圓形光學零件與鏡框的配合公差

3.光學零件的中心厚度及邊緣最小厚度

玻璃材料的球面的雙凸透鏡、平凸透鏡、正彎月透鏡的邊緣最小厚度(見圖14-7)和雙凹透鏡、平凹透鏡、負彎月透鏡的中心厚度(見圖14-8)都必須有一定的數值，以保證光學零件的必要強度，使其在加工中不易變形或破損。圖14-7凸透鏡邊緣最小厚度圖14-8凹透鏡中心最小厚度透鏡邊緣及中心最小厚度按表14-14給定(GB1205-75標準)。表14-14透鏡邊緣及中心最小厚度

4.光學零件的厚度公差

1)透鏡中心厚度公差

透鏡中心厚度公差隨透鏡的不同而不同，其具體數值可參考表14-15給定，要求高時可按計算結果確定。表14-15透鏡中心厚度2)分劃板的厚度及其公差

分劃板的厚度及其公差可參考表14-16。表14-16分劃板的厚度及公差

5.光學零件的倒角(GB1204-75)

光學零件的倒角分為設計性和保護性兩大類。GB1204-75標準適用于光學零件的保護性倒角，其有關數值由表

14-17和14-18給定。

1)圓形光學零件的倒角

(1)倒角寬度b按表14-17給定。表14-17倒角寬度(2)倒角角度α按表14-18給定。表14-18倒角角度

(3)在圖樣上應標注倒角寬度和角度,例如0.3+0.2×45°。

2)非圓形光學零件的倒角

(1)一般約小于135°的二面角需倒角。

(2)棱鏡倒角寬度按表14-19給定。表14-19棱鏡倒角寬度

6.透鏡中心誤差(GB7242-87)

1)面傾角χ與偏心差c的關系

透鏡中心誤差有面傾角χ與偏心差c兩種描述方式。

單透鏡兩光學面中，其中一個面選作基準時，則偏心差c與另一面傾角χ的關系為

雙膠合透鏡三個面上第一個面選作基準時，則偏心差c與另二面的面傾角χ2、χ3的關系為

2)透鏡中心誤差值的給定

所謂透鏡中心誤差c，即透鏡光軸和幾何軸不相重合的數值。光學表面面傾角χ的允許值可根據像差計算結果給定，也可參考表14-20給出的偏心差c允許值，然后根據上述c和χ關系式來確定χ的允許值。表14-20偏心差允許值

7.光學零件角度公差

1)玻璃平板

任何一塊玻璃平板(如分劃板、濾光鏡、保護玻璃等)的兩個表面不會絕對平行，不同用途的玻璃平板不平行度允差數值見表14-21。表14-21玻璃平板不平行度允差參考數值2)光楔

表14-22給出了光楔角度公差θ的值。表14-22光楔角度公差θ

8.光學零件鍍膜的分類、符號及標注(JB/T6179—92)

標準JB/T6179—92適用于鍍在光學玻璃零件上的鍍層，規(guī)定了各種膜層的分類、符號及標注。

1)膜層的分類和符號

膜層的分類和符號見表14-23。表14-23膜層的分類和符號

2)在圖紙上標注

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