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标题: 光学零件表面疵病 [打印本页]

作者: cumtwl 时间: 2011-4-8 14:32
标题: 光学零件表面疵病
1　范围
本标准规定了光学零件表面疵病的术语、定义、符号、公差、标识和试验方法。
本标准适用于光学零件经抛光、磨边、注塑、镀膜等加工后的表面粗糙度Rz≤0.1μm的透射和反射表面，光学零件经刻划、胶合、涂覆等加工后的透射和反射表面也可参照执行。
2　规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 13323 光学制图
3　术语、定义和符号
3.1　术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1.1　
表面疵病  surface imperfections
光学零件表面呈现的麻点、斑点、擦痕、破边等瑕疵。除镀膜层疵病、长擦痕和破边之外的表面疵病又称一般表面疵病（以下简称一般疵病）。
3.1.2　
麻点  pit pitting
光学零件表面呈现的微小的点状凹穴，包括开口气泡、破点，以及细磨或精磨后残留的砂痕等。一般疵病公差的基本级数对应的麻点又称粗麻点，级数小于一般疵病公差基本级数的麻点则称为细麻点。
注1：一般疵病公差基本级数对应的疵病面积与同级粗麻点的面积相等。
3.1.3　
斑点  stain
光学零件表面经侵蚀或镀膜后形成的在反射光中呈干涉色突变的局部腐蚀或覆盖。
注2：在透射光中能观察到的斑点按麻点处置，在透射光中观察不到的斑点按GB/T 8226规定的色斑处置。
3.1.4　
  擦痕  scratch
光学零件表面呈现的微细的长条形凹痕。长宽比不大于160∶1的擦痕又称短擦痕，长宽比不小于160∶1的擦痕则称为长擦痕。
注3：疵病级数所对应的不同长宽比的短擦痕，其面积与该级数的疵病面积相等。
注4：ISO 10110—7:1996规定长度大于2 mm的擦痕为长擦痕。
3.1.5　
  破边  edge chips
光学零件有效孔径之外的边缘破损，不包括可发展的裂纹。
注5：位于有效孔径内的破边部分按麻点处置。
注6：破边虽然位于有效孔径以外，它仍可能对光学系统产生不利的影响，影响零件的密封性和安装牢固度。
3.1.6　
级数  grade number
表征表面疵病大小且以毫米（mm）为单位的数值分级。级数值为疵病面积的平方根，也是该级表面疵病的最大值。
3.1.7　
  换算系数  sub-division factors
在疵病面积不变的前提下，一般疵病公差基本级数的疵病，分解成若干个较小级数的疵病（包括细麻点和短擦痕）的倍增系数；或由基本级数折算成不同长宽比的短擦痕的倍增系数。
注7：一般疵病公差基本级数所对应的长擦痕，其面积与该级数的疵病面积不相等。
3.1.8　
  可见度  Visibility
在规定的试验方法和试验条件下，光学零件表面疵病的可觉察性。
3.1.9　
  表面疵病公差  surface imperfection tolerance
光学零件表面允许的疵病基本级数及其个数，或表面疵病的可见度。
3.1.10　
全显露疵病  fully-developed imperfection
能散射所有入射光的疵病。
3.1.11　
部分显露疵病  partially - developed imperfection
能将入射光部分散射并部分透过的疵病。
3.1.12　
擦痕等效宽度  line-equivalent width
LEW
全显露的擦痕的宽度或与所拦截的部分显露擦痕的透光量相当的吸光擦痕的宽度。
注8：全显露的擦痕的宽度即为其几何宽度。
3.1.13　
麻点等效直径  spot-equivalent diameter
SED
全显露的麻点直径或与所拦截的部分显露麻点的透光量相当的吸光麻点的直径。
注9：全显露的麻点直径即为其几何直径。
3.1.14　
疵病阈值  imperfection threshold
零件表面疵病总量的限定值，超过该值时该零件不再适用其特定的应用。
3.1.15　
亮视场疵病对比度  bright-field imperfection contrast
背景的最大亮度与通过疵病的光强之差和两者之和的比率。
注10：该值的大小取决于人眼的观察方式的是透射观察还是反射观察，且取决于是直接观察还是透过器件观察。
3.1.16　
明度比较  obscuration comparison
在亮视场条件下，以疵病的最大对比度与已知数据的明度标样作比较来测定其严重程度的方法。
3.1.17　
视觉对比度阈值 visual contrast threshold
观察者刚好能察觉物体细节时所需的物体亮度与其背景光亮度之比的最小值。
3.2　符号
本标准采用的符号表1给出。
表1　符号
符  号含                义计量单位
An 疵病公差的基本级数。 mm
An，1 一般疵病公差的基本级数。
An，2 镀膜层疵病公差的基本级数。
An，3 长擦痕公差的基本级数。
An，4 破边公差的最大破损尺寸。
An′ 基本级数所对应的短擦痕宽度，An′＝An /k 。
An，3′ 一般疵病公差基本级数所对应的长擦痕宽度，An，3′＝An，1       /k 。
An″ 基本级数所对应的短擦痕长度，An″＝An×k 。
An，3″ 一般疵病公差基本级数所对应的长擦痕长度，An，3″＝An，1×k 。
Ab 由基本级数换算所得的较小级数，Ab＝An /k 。
Ab′ 由基本级数换算所得的较小级数所对应的擦痕宽度，Ab′＝Ab /k    。
Ab″ 由基本级数换算所得的较小级数所对应的擦痕长度，Ab″＝Ab×k 。
B 表面疵病代号。 —
C 镀膜层疵病代号。
E 破边代号。
k 换算系数。
kb 个数换算系数，kb＝k2 。
L 长擦痕代号。
Nn 基本级数疵病的许有个数。个
Nn，1 一般疵病公差基本级数的许有个数。
Nn，2 镀膜层疵病公差基本级数的许有个数。
Nn，3 长擦痕公差基本级数的许有个数。
Nb 由基本级数换算所得的较小级数疵病的许有个数，Nb＝Nn×kb＝Nn×k2 。
R 反射观察可见度代号。 —
T 透射观察可见度代号。
V 可见度试验条件等级数，分为1～5五个等级。
∑n 基本级数及其许有个数的疵病总面积。 mm2
∑b 基本级数及其许有个数换算成较小级数后的疵病总面积。
4　公差
4.1　表面疵病公差的构成
表面疵病公差的构成见图1。

图1　表面疵病公差的构成
4.2　有效孔径内的面积法疵病公差
4.2.1　一般疵病公差和镀膜层公差
4.2.1.1　一般疵病公差和镀膜层公差由基本级数及其许有的个数组成。
4.2.1.2　一般疵病公差和镀膜层公差的基本级数（包括擦痕的宽度和长度系列）是公比为1.6的优先数系列，基本级数系列值为：
…… 0.0040，0.0063，0.010，0.016，0.025，0.040，0.063，0.10，0.16，0.25，0.40，0.63，1.0，1.6.2.5，4.0，……
在非特定要求时，级数小于0.0040 mm的疵病忽略不计。
4.2.1.3　一般疵病公差和镀膜层公差的基本级数可用换算系数分解成若干个较小级数或折算成不同长宽比的短擦痕。换算系数（k）定为1.6，2.5或4，对于k≥6.3的更小级数疵病则不予计算。级数换算和对应关系见附录A。
4.2.1.4　镀膜光学零件的表面疵病公差一般为镀膜后的综合要求；当单独给出镀膜层疵病公差时，其一般疵病公差则为镀膜前的抛光表面要求。
注1：一般情况下（如光学零件镀减反射膜），微小的镀膜层疵病与镀膜前的抛光表面疵病难以区分，而是由包含镀膜层疵病的镀膜后一般疵病公差综合控制，其镀膜前抛光表面的一般疵病公差则应按JB/T 8226的规定相应地减小。
注2：刻划件的表面疵病公差参见GB/T 11162，胶合件和涂覆后的表面疵病公差参见附录F。
4.2.2　长擦痕公差
4.2.2.1　有特定要求时的长擦痕公差由基本级数及其许有的个数组成。
4.2.2.2　长擦痕的基本级数为长擦痕的最大宽度。其最大宽度是一般疵病基本级数的0.04倍（当长度小于一般疵病基本级数的6.3倍时，以及宽度小于一般疵病基本级数的0.025倍时，均忽略不计）。
4.2.3　疵病密集度
表面疵病不允许密集，在有效孔径面积的5 %范围内，基本级数的疵病数不得超过许有个数的20 %。
4.3　有效孔径内的可见法疵病公差
4.3.1　可见度分类
可见法疵病公差按观察方式分为透射观察可见度和反射观察可见度。
4.3.2　可见度等级
可见法疵病公差又按附录E规定的试验方法和零件照度、背景亮度等条件下的可觉察性，分为五个等级，可见度等级表2给出。
表2　表面疵病可见度等级
可见度等级零件照度背景基准亮度
基本值相  对  误  差
1 2 500 lx ±5 ％ a 黑    色
2 使用附录E规定的
校准标板进行调整
3 1 250 lx
4    625 lx
5    310 lx
a  各等级间照度之比的相对误差不得超过±2 ％。
4.4　有效孔径外的破边公差
4.4.1　破边公差为距离边缘的最大破损尺寸。
4.4.2　破边的长度和处数不作限定。
4.5　未注公差
当零件的产品图样上未标注表面疵病公差时，其表面应符合表3规定的一般表面疵病要求。当零件的表面疵病要求高于或低于表面疵病未注公差时，均应在零件的产品图样上予以标注。
表3　表面疵病未注公差
零件最大尺寸 a ，  mm ～10 ＞10～30 ＞30～100 ＞100～300
一般疵病未注公差，个×mm 3×0.16 5×0.25 5×0.40 5×0.63
破边未注公差，  mm    0.2 0.3 0.5 0.8
  a 圆形为直径，椭圆形为长轴，其它形状为其对角线。
5　标识
5.1　表面疵病公差组成单元的标识
5.1.1　一般疵病公差
一般疵病公差用一般疵病的基本级数（An，1）及其许有的个数（Nn，1）来表示，其标识为：Nn，1×An，1 。
5.1.2　镀膜层疵病公差
镀膜层疵病公差用镀膜层疵病代号“C”和镀膜层疵病的基本级数（An，2）及其许有的个数（Nn，2）来表示，其标识为：C Nn，2×An，2。
5.1.3　长擦痕公差
长擦痕公差用长擦痕代号“L”和长擦痕的基本级数（An，3）及其许有的个数（Nn，3）来表示，其标识为：L Nn，3×An，3′。
5.1.4　可见度等级
可见度等级由透射观察可见度代号（T）或反射观察可见度代号（R）及其可见度等级数（V ）组成，其标识为：TV 或 RV。
对于起双重作用的表面（如分束镜表面）应同时标出透射观察可见度等级（TV ）和反射观察可见度等级（RV ）。
5.1.5　破边公差
破边公差用破边代号“E”和破边的最大破损尺寸（An，4）来表示，其标识为：E An，4 。
5.2　表面疵病公差的完整标识
5.2.1　公差标识组成
表面疵病公差的完整标识由表面疵病代号“B”、斜杠“/”及其疵病公差的组成单元构成。各组成单元之间用分号“；”隔开。
注1：ISO 10110—7:1996规定表面疵病的代号是数字码“5”（ISO 10110系列标准规定：“0”为应力双折射，“1”为气泡度，“2”为条纹度，“3”为面形偏差，“4”为透镜中心误差，……）。
5.2.2　面积法疵病公差组
疵病面积法的疵病公差组成单元依次为一般疵病公差和有特定要求时的镀膜层疵病公差、长擦痕公差和破边公差。即为：
B/Nn，1×An，1 ；C Nn，2×An，2 ；L Nn，3×An，3′；E An，4。
注2：镀膜层疵病公差、长擦痕公差和/或破边公差无特定要求时，在表面疵病公差完整标识中不予标注，如：
(B/Nn，1×An，1 ) ，(B/Nn，1×An，1 ；C Nn，2×An，2 )，(B/Nn，1×An，1 ；E An，4  )。
5.2.3　可见法疵病公差组
疵病可见法的疵病公差组成单元依次为可见度等级和有特定要求时的破边公差。即为：
B/TV ；E An，4  （或 B/RV ；E An，4  ）。
注3：破边公差无特定要求时，在表面疵病公差完整标识中不予标注，如：B/TV ，B/RV。
5.3　标注方法
5.3.1　标注规则
表面疵病公差按GB/T 13323的规定，注写在产品图样专用表格的表面疵病栏中，或将需标注表面用指引线和基准线引出后注写，或在技术要求中说明。
5.3.2　复合公差的标注
当中心区与周边区的公差不同时，或可见度同时有透射观察和反射观察的要求时，二个公差之间用加号“＋”连接。
5.3.3　标注示例
表面疵病公差标注示例参见附录B。
6　试验方法
6.1　面积法疵病试验方法
6.1.1　试验方法分类
面积法疵病试验方法的分类见图2。

图2  面积法疵病试验方法分类
6.1.2　尺寸测量法
6.1.2.1　麻点通常是全显露的疵病，可使用带测量目镜的显微镜，或使用通用量仪并借助放大镜/低倍显微镜，测出其面积平方根的相关值：
——圆麻点取几何直径；
——长圆形麻点以其最大轴线长度和最小轴线长度的算术平均值折算成圆麻点的直径；
——不规则麻点以其最大长度和最大宽度的算术平均值近似为面积的平方根。
6.1.2.2　按表A.2给出的基本级数对应的圆麻点直径来确定该麻点的疵病级数。
6.1.3　常规比对法
6.1.3.1　尺寸大于0.01 mm的全显露疵病和部分显露疵病，可使用附录C推荐的比较标板进行明度比较，来测定麻点的直径和等效直径（SED），或擦痕的宽度和等效宽度（LEW）及其长度。
6.1.3.2　观察最好在暗视场条件下进行，以小角度的散射光从侧后方照明。被检零件的照度约为（2 000±500）lx，环境照度不大于160 lx。常规的透射光检测装置参见图C.1。
6.1.3.3　按被检零件的要求选用适宜的透射或反射观察方式，以明视距离（250±50）mm观察，观察时允许朝任意方向转动零件。需要时，可使用放大镜或低倍显微镜。确定透镜的疵病级数时，应以透射观察为准（不包括棱镜和一面磨砂一面抛光的零件）。
6.1.3.4　检测反射表面时，应将被检零件靠近检测装置的后壁，并稍作倾斜，以防反射光射入眼睛。
6.1.4　贴近比对法
6.1.4.1　当疵病尺寸小于或等于0.01 mm时，采用比较标板靠近待检零件放置的方法，以利于眼睛在亮视场条件下进行被检零件与比较标板的比对。
6.1.4.2　当照明为平行光时，疵病的分辨率可得到显著提高。图C.2 a）为透射观察检测LEW和SED的最简单装置，图中光源从侧后方远距离照亮零件，背景为黑色。
6.1.4.3　反射面的疵病一般通过分束镜来照明与观察。反射观察检测装置参见图C.2 b）。
6.1.5　显微成像比对法
6.1.5.1　疵病和比较标板用接近平行的光线照明，经相同的显微放大系统成像后，直接观察进行比对，其精确度和敏感度可得到显著提高。图C.3为优先推荐的显微成像比较仪。
6.1.5.2　成像系统采用数值孔径较小（推荐NA0.01）的物镜，以滤去像的细节，提高其疵病对比度。
6.1.5.3　调节被检零件（T）和比较标板（R）的位置，使零件上的擦痕和标板上的狭缝能平列成像在电子影像传感器（TV）上，通过显示器对他们的像进行比对。
6.1.5.4　旋转检偏振片（Z2）使两束光能交替地进入电子影像传感器，同时调整起偏振片（Z1）的角度设置，使被检零件像和比较标板像的背景闪烁降到零。
6.1.5.5　轮流旋转两片1/4波片（Q1、Q2/Q′2），使从被检零件和比较标板反射到电子影像传感器的亮度交替地最强。微调检偏振片的角度（Ф），直至被检零件疵病像与比较标板标样像的对比度基本相同。从而测得擦痕的宽度和等效宽度（LEW），或麻点的直径和等效直径（SED）。
6.1.6　质量控制程序
面积法疵病质量控制的一般程序参见附录D。
6.2　可见法疵病试验方法
6.2.1　疵病可见法试验采用疵病经主光线照射后散射的光，在参照背景的一定衬度下的可觉察性来判定。
6.2.2　配有稳压电源的可见度试验装置见图E.1。用照度计按表2的规定，校准各挡可见度的照度。
6.2.3　由于观察者的视觉对比度阈值是变化的，不同观察者在透射观察或反射观察前，均应使用附录E给出的校准标板来校正参照背景的基准亮度，以确保可觉察灵敏度的一致性。
6.2.4　检验时应注意遮住零件有效孔径外的光线；用反射光观测时，应尽量避免由观察者及其附近反射的光线射入零件。
6.2.5　按被检零件的可见度等级，调节试验装置与其相匹配的照度，并校准好参照背景的基准亮度，在明视距离下，使校准标板上的十字分划线刚好可觉察。在此试验条件下检验被检零件，不能被觉察到疵病（允许朝任意方向转动零件）。
6.2.6　采用可见法评价疵病时，表面疵病和材质疵病（如气泡等）同时被察觉，且不能区分一般疵病、镀膜层疵病和长擦痕。未特别说明时，可见法疵病不论在零件的表面还是其材料内部都应计数。且表面镀膜可提高疵病的可见度。
6.2.7　当需测定零件质量的疵病级数时，应从可见度最低级数（5级）开始，若观察不到疵病则逐级提升，直至能察觉到疵病时为止。此时的级数即为该零件的实测疵病级数。
6.3　破边试验方法
6.3.1　破边尺寸使用通用量仪/附录C推荐的比较标板，并借助放大镜/低倍显微镜进行测量；或者使用带测量目镜的显微镜进行测量。
6.3.2　破边尺寸应从零件倒角后的棱边、沿与零件表面平行的方向往中间测量，圆形零件为径向距离，直边零件为棱边的垂直距离。

作者: mxbplayboy 时间: 2012-4-4 20:54
谢谢分享，学习中

作者: yinkun808 时间: 2012-5-16 09:17

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