Принципи виготовлення пластин лінз призм для ЕОС

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Білоруський державний університет інформатики і радіоелектроніки
Кафедра ЕТТ
ЕФЕРАТ
На тему:
«Принципи виготовлення пластин, лінз, призм для ЕОС»
МІНСЬК, 2008

1. Виготовлення пластин
Виготовлення будь-якої оптичної деталі починають з вибору заготовки. Для великосерійного і масового виробництва заготівлею є пресування, а для одиничного і дослідного виробництва - шматок скла. Пресовка за формою зазвичай схожа на деталь (лінза, призма, пластина), але має припуск на обробку. Пресування випускають розміром від 8 до 150 мм. Якщо ж необхідно виготовити деталь меншого розміру, то роблять кратну пресування, з якої при подальшій обробці отримують кілька деталей. Шматки скла мають форму циліндричних дисків або паралелепіпедів будь-яких розмірів.
При будь-якому типі виробництва заготовки послідовно проходять обробку спочатку на заготівельному ділянці, потім на ділянці шліфування та полірування, а потім на інших спеціальних ділянках.
На заготівельному ділянці заготівлі надають форму і розміри, найбільш наближають її до деталі. Тут видаляють основний шар припуску. У серійному виробництві обробку виконують механізовано алмазним інструментом. В одиничному виробництві заготівельні операції часто роблять вручну вільним абразивом на грибах, чашках і планшайби.
Виготовлення круглих пластин. Схема технологічного процесу виготовлення круглої пластини середньої точності і розмірів показана на рис. 1. При виготовленні пластини зі шматка першою операцією є розмітка шматка. Розмітку шматка намагаються виконати так, щоб отримати зі шматка якомога більше деталей. Розмітку проводять за допомогою воскових або грифельних олівців або олівців «склографи» і металевої лінійки.
При виготовленні круглих пластин (світлофільтрів, захисних стекол, клинів) заготовками можуть бути листи полірованого скла. У цьому випадку розмітку виробляють, підкладаючи під шматок скла транспарант - аркуш паперу з чорними, чіткими квадратами, який викреслюють попередньо до розмітки. Після розмітки шматка скла проводять його поділ за нанесеним олівцем лініях. У залежності від товщини шматка скла цю операцію виконують розпилюванням, розколюванням або розрізанням. Розрізані і розпиляні заготівлі наклеюють на планшайбу воском або парафіном і шліфують, видаляючи основний шар припуску. Цю операцію називають також грубим шліфуванням або обдиранням. Відшліфувавши одну сторону, заготівлі відклеюють з пристосування, переклеюють і шліфують другу сторону. Найчастіше ці операції проводять на шліфувально-обдирних верстатах типу ШО-1000, 1500. Після шліфування заготовки з двох сторін проводять контроль її товщини. Контроль виконують штангенциркулем з похибкою до 0,1 мм.

SHAPE \ * MERGEFORMAT
Шматок
Розмітка
Розколювання, розпилювання, розрізування
Шліфування паралельних сторін
Склеювання в стовпчик
Розклеювання стовпчика, промивка
Фасетірованіе
Блокування 1-й боку
Шліфування 1-й боку
Полірування 1-й боку
Лакування 1-й боку
Розблокування
Блокування та обробка 2-й боку
Повторення попередніх операцій
Промивання
Нанесення покриттів
Поправка, доведення в сепараторах
Контроль N 1, ΔN 1, P 1
Контроль фаски
Контроль діаметра
Округліваніе
Контроль товщини
Пресовка

Рис. 1. Схема технологічного процесу виготовлення круглої пластини
При масовому виробництві, коли заготівлею є пресування, розпилювання і розрізування не виконують, а технологічний процес відразу починають з операції шліфування паралельних сторін. Після шліфування паралельних сторін і контролю товщини пластини виробляють склеювання заготовок у стовпчик. Заготовки діаметром до 10 мм склеюють наклеечнимі воском, а діаметром, меншим 10 мм, - шелаком. З боків стовпчика часто приклеюють додаткові скла, призначення яких охороняти крайні заготівлі в стовпчику від виколок при його шліфуванні. Округліваніе стовпчиків виробляють на круглошліфувальних верстатах, стовпчики діаметром менше 10 мм - на бесцентрово-шліфувальних верстатах ВШС-10.
Якщо заготівлею служить пресування, що має круглу форму з розмірами не менше 40-50 мм і відшліфовані паралельні сторони, то склеювання в стовпчик перед округленням не виробляють. У цьому випадку заготовки укладають паралельними сторонами один до одного па металевий лоток, що має форму кутника, і в такому вигляді затискають в центрах круглошліфувальні верстата через металеві і повстяні прокладки. Такий спосіб збирання стовпчика набагато продуктивніше, тому що час на склеювання, охолодження та розклеювання стовпчика і подальшу промивку заготовок від воску не витрачається. Після округліванія, не знімаючи стовпчик з верстата, проводять контроль його діаметра. Контроль виконують за допомогою скоби або мікрометра.
Після округліванія, якщо деталі були склеєні в стовпчик, виробляють розклеювання стовпчика і промивання заготовок від складу, що клеїть. Розклеювання здійснюють нагріванням на електроплиті, а промивку - бензином, ацетоном або в гарячих лужних ваннах.
Останньою операцією, що виконується на заготівельному ділянці, є фасетірованіе. На круглих пластинах наносять двосторонні технологічні фаски в чашках. Фаски наносять такими, щоб після шліфування та полірування паралельних поверхонь пластини їх розмір став би рівним розміру, передбачений ному кресленням. Контроль фасок здійснюють лінійкою або за допомогою спеціального приладу - фаскомера.
Результати розрахунків наклеечних пристосувань для Dи / d з
Dи / d з
Число зон
Число пластин в зонах

Кількість пластин на блоці, Σ h
m
n
1
1
1
1
1,0
-
2,2
1
3
3
2,2
-
2,48
1
4
4
2,48
-
3,1
2
1 +6
7
3
2
4,2
2
3 +9
12
4,2
-
4,58
2
4 +10
14
4,48
2
5,20
3
1 +6 +12
19
5
4
6,30
3
3 +9 +15
27
6,2
2
6,68
3
4 +10 +17
31
6,48
4
7,30
4
1 +6 +12 +18
37
7
6
8,40
4
3 +9 +15 +22
49
8,2
4
8,78
4
4 +10 +17 +23
54
8,48
6
Після заготівельного ділянки пластини надходять на ділянку шліфування та полірування. Обробку па цій ділянці починають з блокування пластин. Блокування здійснює робочий - оптик відповідно до розрахунку блоку, який попередньо виконаний технологом цеху. Для визначення числа і рас положення пластин на блоці, при будь-яких способах блокування роблять розрахунок (табл.1) наклеечних пристосувань - планшайби. Розрахунок ведуть для трьох різних випадків розміщення пластин (рис.2) у центрі блоку: однієї (а), трьох (б) і чотирьох (в). Розмір проміжків між зонами і пластинами в зонах вибирають від 0,5 до 3 мм в залежності від діаметра пластин. Діаметр планшайби визначають з формули , Де т і п - безрозмірні коефіцієнти.
Якщо число зон на блоці менше 5 - 6, то наклеювання пластин починають з центральної зони, розміщуючи в ній одну, три або чотири заготівлі. Якщо ж зон багато, то заготовки наклеюють, починаючи з крайньої зони.
У залежності від призначення допустимої неплощинності по N і ΔN, співвідношення товщини t і діаметра d 3 пластини застосовують кілька способів блокування. При і N> 5 пластини кріплять еластично, завдаючи смолу або віск по всій поверхні пластини. При і блокування здійснюють на точках - смоляних подушечках. При   і застосовують найбільш точний метод кріплення - оптичний контакт.

Рис.2. Схеми розташування заготовок на блоці
Блоки шліфують на шліфувально-полірувальних верстатах ШП, починаючи вільним абразивом М28 і закінчуючи абразивом не дрібніше М7. Обробку ведуть в кілька переходів. Для середнього і дрібного шліфування часто застосовують один шліфовальнік. При шліфуванні витримують товщину і клиновидного пластин. Клиноподібності визначають як різнотовщинність пластин по краю. Зазвичай її величина не більше допуску на товщину пластини. Якщо клиноподібності перевищує допустиму величину, то її усувають, посилюючи шліфування товстого краю блоку додатковим тиском. Пластини з дефектами за класами чистоти і значенням N> 10, які є основами для нанесення сіток і шкал, полірують сукняними полірувальником.
Шліфовані плоскі поверхні контролюють за дефектами чистоти і оптичної притирочное лінійкою на неплощинність, а поліровані - пробними склом або на інтерферометрі, визначаючи і .
Відполіровані поверхні пластин після контролю лакують і разблокіровивают. Операція лакування полягає в нанесенні на поліровану поверхню пластин, ще не знятих з блоку шару нітроемалі. Нітроемаль наносять пензлем. Нітроемаль повинна бути будь-якого темного кольору для того, щоб при контролі іншого боку пластини і накладення пробного скла краще було видно інтерференційна картина.

Рис.3. Доведення точних пластин в сепараторах.
Після закінчення обробки першої сторони пластини разблокіровивают і ведуть в тій же послідовності обробку другої сторони, контролюючи при цьому N 2, ΔN 2, P 2.
Після завершення всіх операцій на ділянці шліфування та полірування пластини проходять промивку. Промивання від нітроемалі здійснюють ацетоном у спеціальних ваннах при інтенсивній спрямованої вентиляції. Для пришвидшення процесу промивки пластини "замочують" на кілька годин на ацетонової ванні або застосовують ультразвукові промивні ванни. Для серійного і масового виробництва застосовують автоматичні і напівавтоматичні промивні машини. Промиті пластини контролюють і, якщо вони мають дефекти оптичної чистоти, що виходять за вимоги відповідного класу, передають на переполіровка, а іноді й перешліфовки поверхонь.
Для деталей, що мають високі вимоги до площинності полірованої поверхні і застосовують доведення в сепараторах. Сепаратор являє собою диск (рис. 3, а) зі скла ЛК5, ЛК7 або К8 діаметром мм і товщиною мм. Робоча поверхня сепаратора виконана з точністю і . У диску є кілька отворів, кожне з яких на 5 - 10% більше, ніж діаметр оброблюваних пластин. Отвори в диску для деталей розташовані на різних кутових відстанях один від одного і на різних відстанях від центру . Сепаратор 2 встановлюють на полірувальником 1 шліфувально-полірувального верстата (рис. 3, б). В отвори сепаратора укладають пластини 3, попередньо відполіровані з і . Щоб на торцях пластин не з'явилися виколкі при доведенні, стінки отворів сепаратора обклеюють гумою 4. На кожну пластину поміщають вантаж 5. Якщо необхідно усунути клиноподібності пластини при її доведенні в сепараторі, то вантаж 5 зміщують від центру пластин. Пластини крім рухів, що здійснюються разом з сепаратором, обертаються навколо своєї осі в отворах сепаратора. Процес доведення пластин полягає в поліруванні за допомогою звичайних технологічних прийомів.
При русі сепаратора по полірувальником він своєю робочою поверхнею формует полірувальну смолу, розрівнюючи її та передаючи їй точну плоску форму поверхні, яку має сам. Пластини, переміщаючись по поверхні полірувальником, приймають цю форму. Процес доведення відбувається повільно, тому що на кожній з пластин лежить вантаж невеликої маси, а режими доведення на полірувальні-доводочних верстатах не інтенсивні. Подачу полировальной суспензії в зону обробки роблять вручну.
При тривалій роботі поверхню сепаратора втрачає точність, спрацьовує на бугор або яму, тому його правлять, тобто відновлюють первісну точність переполіровиваііем. Правку сепаратора виробляють 1 - 2 рази на місяць за потребою.

SHAPE \ * MERGEFORMAT
Шматок
Розмітка
Розколювання, розпилювання, розрізування
Шліфування паралельних сторін
Контроль товщини
Склеювання в стовпчик
Округліваніе
Контроль діаметра
Розклеювання стовпчика, промивка
Шліфування (обдирання) сферичних поверхонь поштучно з двох сторін
Пресовка
Шліфування базової боку поштучно
Контроль R, tg
Фасетірованіе
Блокування по еластичному методом з 1-ой боку
Шліфування 1-й боку
Полірування 1-1 боку
Лакування 1-1 боку
Розблокування
Блокування та обробка 2-1 сторони.
Повторення попередніх операцій
Блокування за жорстким методом 1-й боку
Алмазне шліфування 1-й боку
Шліфування 1-й боку
Контроль R 1
Полірування 1-й боку
Контроль N 1, ΔN, P 1
Лакування 1-й боку
Розблокування
Блокування та обробка 2-ї сторони.
Повторення попередніх операцій
Промивання
Центрування
Фасетірованіе
Контроль діаметра
Нанесення покриттів
Контроль

Рис.5. Схема технологічного процесу виготовлення лінз середньої точності

Після ділянки шліфування та полірування пластини передають на ділянку покриттів і інші ділянки. Потім, пройшовши контроль ВТК цеху, де контролюють всі параметри пластини, передбачені кресленням, деталі надходять на склад готової продукції цеху, звідки їх передають у складальні цехи заводу.
Виготовлення клинів. Заготівлею для клина служить плоскопараллельная пластина, заздалегідь оброблений (округлена і полірована з одного боку). Заготівлі 3 приклеюють смолою 6 до поверхні металевих сухарів 2, прикріплених штифтами 4 до планшайбі 5 (рис.4, а), Сухарі мають кут θ, виконаний з більшою точністю, ніж необхідний кут у клину. У такому вигляді зібраний блок з заготовками обробляють - шліфують вільним абразивом па верстаті ШП. При шліфуванні витримують висоту Я, заміряючи її мікрометром з боків блоку.
Для блокування клинів діаметром менше 40 мм застосовують пристосування 1 квадратної форми, що має накладку 2 з поздовжніми пазами, які попередньо отримані фрезеруванням або шліфуванням. У пази приклеюють заготівлі допомогою смоли 6 (рис.4, б).
При виготовленні точних клинів площинність полірованих поверхонь повинна витримуватися з похибкою . Контроль кутів у полірованих клинів проводять на коллиматорних і автоколліматорних приладах або на гоніометра з похибкою до .


Рис. 4. Виготовлення клину
Якщо пластини або клини мають прямокутну форму, то у них попередньо обробляють бічні сторони, витримуючи при цьому прямі кути і пірамідалиюсть. Обробку бічних сторін виробляють на заготівельному ділянці замість операції округліванія в той час, коли заготовки склеєні в стовпчик. Після обробки та розклеювання стовпчика виробляють фасетірованіе, зване також грануванням. Фаски на ребрах і тригранних кутах наносять за допомогою алмазної планшайби вручну на обдирного верстаті.

2. Виготовлення лінз.
У залежності від серійності випуску продукції па заводі заготовками для виробництва лінз служать пресування або шматки скла. Пресування застосовують у масовому і серійному виробництві в тому випадку, якщо лінзи випускають партіями більше 500 - 1000 шт. Шматки скла використовують при одиничному виробництві.
У залежності від поминальних розмірів, точності, партії, що випускається, устаткування, що є на заводі, та інших умов вибирають технологічний процес виготовлення конкретної лінзи. Орієнтовна схема технологічного процесу виготовлення в блоках лінз середньої точності і розмірів представлена ​​на рис.5.
Якщо заготовками для лінз є шматки скла, то вони проходять на заготівельному ділянці ряд операцій для наближення з урахуванням припуску за розмірами і формами до заданої деталі. До таких операцій відносять розмітку, розпилювання, шліфування сторін, склеювання в стовпчик, округліваніе, розклеювання і промивку. Якщо лінзи виготовляють з прессовок, то ці операції не виконують (мал. 5).
Заготовки лінз обробляють поштучно чи блоками. Якщо діаметр лінзи d не перевищує 80 мм, а стрілка прогину сферичної поверхні становить не більше 0,5 d, то в серійному виробництві такі лінзи шліфують і полірують блоками.
Розрахунок блоків. Блокування лінз - це допоміжна операція, яка полягає в з'єднанні групи однакових лінз на одному пристосуванні для подальшої їх сумісної обробки. Блокування застосовують для підвищення продуктивності праці, а також підвищення точності обробки кожної лінзи.
Перш ніж зробити блокування, розраховують блок. Розрахунок блоку полягає у визначенні числа заготовок лінз у зонах і всього на блоці, а також основних розмірів блоку. Вихідними даними для розрахунку сферичного блоку є радіус R оброблюваної поверхні лінзи, діаметр D б і висота H б, діаметр лінзи d і відстань між ними f, попередньо вибраного виходячи з умов обробки й типорозміру верстата (рис.6). У більшості випадків висота блоків обмежується розміром H б = 0,85 R б, щоб зменшити нерівномірність обробки крайових і центральних зон. При значеннях радіуса мм застосовують напівсферичні блоки з H б = R б.
Заготівлі на блоці розміщують, починаючи від його центру, а потім у своєму розпорядженні концентричними зонами. Число заготовок у першій центральній зоні визначає кутові розміри наступних зон блоку. Для рівномірного заповнення поверхні блоку заготовками і кращого формоутворення їх оптичних поверхонь у першій зоні поміщають одну, три або чотири заготовки так само, як і для пластин (див. рис.2).
Розрахунок блоку проводять для цих трьох випадків і вибирають варіант, при якому розміщується найбільше число лінз. Блоки розраховують тригонометричних, графічно або за номограммам.

Рис.6. Розрахунок блоку лінз
Перед блокуванням всі заготовки лінз обов'язково проходять операцію шліфування сферичних поверхонь. Якщо заготівлею лінзи є пресування, яку будуть блокувати жорстко, то у такої лінзи шліфують тільки одну базову сферичну поверхню. Цією поверхностио лінзу приклеюють до наклеечному блоку. Шліфування сферичної поверхні виробляють на сферошліфовальних верстатах типу «Алмаз-70» алмазним трубчастим інструментом поштучно з кріпленням заготівлі в цанзі.
Якщо заготовки надалі блокуватимуть еластично, то вони проходять двостороннє шліфування сферичної поверхні на верстатах типу «Алмаз-70» з подальшим контролем товщини заготовки по центру і радіусів її сферичних поверхонь R. Товщину вимірюють індикатором або мікрометром, а радіус - за допомогою притирочное інструменту. Іноді після цього на лінзи наносять технологічні фаски.
Блокування. Блокування лінз виконують еластично або жорстко. Корпус наклеечного пристосування виготовляють з чавуну СЧ 12-28, стали 20 і сплаву АЛ2 при мм.
Еластичне блокування застосовують для лінз з розмірами t ц / d ≥ 1 / 6, з значеннями   і допуском на товщину до 0,01 мм. При блокуванні заготівлі приклеюють товстим шаром смоли на корпус наклеечного пристосування, що має форму гриба або чашки. Радіус наклеечного пристосування для блокування вибирають із співвідношення , Де і - Товщина відповідно по центру заготівлі та смоляний подушки (див. рис.6). Висота наклеечного пристосування . Перед блокуванням виготовляють смоляні подушки у вигляді усіченого конуса і приклеюють їх до заготовок.
Еластичне блокування - простий і універсальний метод; застосовують при обробці лінз з похибкою до одного кільця і ​​допуском на товщину 0,01 мм. Однак цей метод має наступні недоліки: по-перше, він не застосовний при обробці тонких лінз (t ц / d ≤ 1 / 6), так як велика маса смоли на смоляних подушках сильно деформує оптичну деталь при наклеюванні, по-друге, необхідно виконувати попереднє одиночне двостороннє шліфування лінз.
Тонкі лінзи, виготовлені серійно, блокують жорстко. При жорсткому блокуванні для кожного типорозміру лінз необхідно спеціальне наклеечное пристосування, тому цей метод застосовують в серійному і великосерійному виробництві. Наклеечние пристосування виготовляють з алюмінієвих сплавів або термостійкої пластмаси і мають точно оброблені майданчики для кріплення лінз.
Разом з пресування на наклеечное пристосування у центрі і на краю блоку наклеюють «маяки». «Маяками» називають лінзи, у яких на поверхні, що підлягає обробці, нанесені попередньо алмазним інструментом лунки діаметром 3-5мм, необхідні для контролю товщини лінз під час обробки блоку. Глибина лунок витримана з похибкою до 0,05 мм і дорівнює товщині видаляється припуску. При шліфуванні блоку робочий візуально стежить зa станом цих лунок. Як тільки лунка зникне, так можна припиняти шліфування. Жмути з заготовками лінз після алмазного шліфування поступають на операцію дрібного шліфування вільним абразивом, яку виконують на шліфувально-полірувальних верстатах типу ШЛ.
Підготовка інструменту. Підготовка шліфувального інструменту полягає в доведенні радіуса кривизни расшліфовиваніем робочих поверхонь грибів і чашок для кожного технологічного переходу. Готують весь комплект інструментів по переходах, необхідним для обробки лінз, заданого радіуса. Расшліфовку поверхні інструменту виробляючи: під пробне скло або під сферометр.
Расшліфовку під пробне скло починають з інструменту, призначеного для шліфування самим дрібним абразивом. Інструмент встановлюють в шпинделі верстата ШО або ТИП і підганяють його робочу поверхню шпажкою або абразивним бруском вручну, притискаючи їх і переміщаючи від центру інструменту, що обертається до його краю, під шаблон заданого радіуса, після чого блокують на ньому блок лінз. Шліфують блок цим же інструментом, роблячи останній перехід абразивом М7, прополіровивают і контролюють поверхню лінз пробним склом. Операцію підгонки інструменту повторюють до отримання необхідних значень N і Δ N. Після виготовлення шліфовальніка для дрібного абразиву виробляють підгонку шліфовальніка для попереднього абразиву. Виготовлений спочатку інструмент використовують як притиральні для контролю на заготівельному ділянці. Блоки з радіусами кривизни, великими 70 мм, повинні притиратися до інструменту на 1 / 4 частину свого діаметру від краю, а з радіусами кривизни менше 70 мм - на 1/6-1/7 діаметра. Таким чином налагоджують весь комплект шліфувального інструменту
Расшліфовка під сферометр зводиться до підгонці і расшліфовиванію інструменту по переходах і відносному контролі їх кривизни за допомогою сферометра, нульове показання якого встановлено за еталоном. Як еталони для сферометров використовують пробні скла найближчого радіусу.
Шліфування. Поодинокі лінзи і блоки шліфують па верстатах типу ШП в кілька переходів в залежності від розміру деталей і блоків. Дрібне шліфування, як правило, роблять у два переходи - абразивами М20 і М10. Для одиночних деталей і блоків, близьких до півсфері, - у три переходу М28, М14, М7.
Абразивну суспензію для цих порошків складають з однієї частини абразиву і трьох частин води. Шліфування ведуть до повного зникнення слідів попередньої обробки з поверхні лінз. Режим роботи зграйка при шліфуванні вибирають залежно від діаметра блоку, зернистості використовуваного абразиву, методу подачі суспензії та інших технологічних факторів. Питомий тиск вибирають близько 0,30-1 Н / см 2. Окружна швидкість нижньої ланки від 0,6 для великих блоків, до 1 м / с для малих блоків.
Полірування. Сферичні поверхні полірують па шліфувально-полірувальних верстатах методом пробних проходів. Полірування проводять таким чином, щоб забезпечити всі вимоги, які пред'являються до оптичної деталі - N, ΔN, Р.
Режими та умови обробки вибирають в залежності від заданої точності деталі. Для деталей зниженою точності застосовують інтенсивні режими і інструменти з підкладкою з волокнистих матеріалів - сукна, повсті, фетру. При цьому окружна швидкість досягає 3 м / с, а питомий тиск - 2,50 Н / см 2. При поліруванні смоляним полірувальником деталей середньої точності застосовують окружні швидкості 0,5-1 м / с і тиск 0,50-1,00 Н / см 2; для деталей високої точності - 0,2-0,3 м / с і 0,20-0,50 Н / см 2.
Інтенсивність знімання скла і формоутворення заданої оптичної поверхні регулюють налаштуванням верстата і підрізуванням смоли полірувальником, при цьому значення технологічних факторів (температури, в'язкості смоли, способу подачі полірованої суспензії і т. д.) намагаються стабілізувати.
Після полірування першої сторони лінз їх лакують на блоці, разблокіровивают і повторюють всі операції технологічного процесу для обробки другої сторони. Після остаточного разблокіровиванія і промивки лінзи поступають на операцію центрування.
Центрування лінз. Центрування лінз - це операція з суміщенням геометричної і оптичної осей лінзи. Децентрічность З лінзи виникає як результат накопичення похибок на всіх попередніх механічних операціях лінзи, закінчуючи її поліруванням. Операцію центрування лінз виконують у два переходи: суміщенням оптичної осі лінзи з віссю обертання шпинделя верстата; шліфуванням циліндричної поверхні лінзи до діаметра заданого розміру, при якому геометрична вісь лінзи, тобто вісь її симетрії, поєднується з віссю обертання шпинделя і, отже, з оптичною віссю лінзи.
Точність центрування залежить від способу встановлення і кріплення лінзи і точності шліфування її циліндричної поверхні. При центруванні лінзу встановлюють трьома способами: за полиску; в самоцентруючому патроні; по приладу.
Установку лінзи по полиску застосовують тільки в одиничному виробництві, коли треба центрувати лінзу з похибкою 0,04-0,1 мм. Установку виробляють приклеюванням центрованої лінзи 3 смолою 2 до трубчастого латунному патрону 1, закріпленому в шпинделі центріровочного верстата (мал. 1Е2). Поки смола не застигла, лінзу переміщують по торцю патрона (на рис.7 показано пунктиром), суміщаючи її оптичну вісь з віссю обертання шпинделя патрона 1. Контроль за правильністю

Рис.7. Схема центрування по полиску

Рис.8. Схема центрування стисненням
установки лінзи здійснюють спостереженням неозброєним оком за положенням відблиску від джерела світла S на поверхні лінзи. При повороті шпинделя вручну відблиск повинен не зміщуватися. Точність установки збільшується, якщо контроль биття проводити за допомогою автоколлимационной трубки.
Установку лінз у самоцентруються патронах здійснюють безпосередньо на спеціальних центріровочних верстатах типу ЦС, що працюють з алмазним шліфувальним колом в напівавтоматичному циклі. Центрована лінзу 2 затискають в шпінделях верстата: між лівим провідним 1 і правим 3, який має осьове переміщення і з допомогою пружини притискає лінзу до лівого шпинделя (рис.8). На шпінделях закріплені сталеві загартовані циліндричні патрони, що мають тонкі поліровані робочі крайки. У початковому положенні оптична вісь лінзи О 1 О 2, лінія, що з'єднує центри кривизни сферичних поверхонь, може бути зміщеною щодо геометричній осі лінзи А 1 А 2. Однак при затиску лінзи між шпинделями на лінзу буде діяти сила Q, зсуває її до осі обертання шпинделів до тих пір, поки лінза не торкнеться всієї кільцевої поверхні патронів. Це відбудеться автоматично в момент суміщення оптичної осі лінзи з віссю шпинделів. Величина зсувне сілu Q залежить від кривизни (R 1 і R 2) поверхонь лінзи, яка характеризується кутом , Тобто кутом між дотичними до сферичних поверхнях в точці їх контакту з патронами. Кут повинен: бути не менше 20 °.
Похибка центрування лінз описаним вище методом залежить від співвісності і точності виготовлення кільцевих кромок патронів, розмірів і кривизни сферичних поверхонь лінзи і складає 0,005 - 0,02 мм. Спосіб простий і потужний.


Рис.9. Схема центрування по приладу.
Установка лінз по приладу дозволяє центрувати лінзи з похибкою до 0,003 мм, при цьому необхідний набір спеціальних оправок для різних типорозмірів лінз. Схема установки лінзи по приладу показана на рис.9. Світло від коліматора 6 з сіткою 7 проходить через центральний отвір патрона 4, встановленого в конічний отвір столу 5. На патрон смолою 3 приклеюють лінзу 2. Підігріваючи смолу до розм'якшення, пересувають лінзу по кільцю оправлення і домагаються такого її положення, коли в полі зору окуляра 1 зображення сітки 7 коліматора потрапить між допускового Δ ризиками. При обертанні оправлення в гнізді столу 5 зображення сітки не повинна виходити за допускового полі Δ. Охолоджені оправлення з лінзами знімають з приладу, поміщають у тару і передають на центріровочние верстати. Конус оправлення 4 відповідає посадковому конусу центріровочного верстата, що забезпечує збіг оптичної осі лінзи з віссю оправлення і верстата.
Шліфування циліндричної поверхні лінзи роблять після установки центрованої лінзи на верстаті типу ЦС-50. Шліфування здійснюють алмазними колами ЛПП. Частота обертання кола 2800об/мін, лінзи - 57-200 об / хв. Обробку ведуть на центріровочних верстатах, налаштованих по упорах з автоматичним отриманням заданого розміру. При шліфуванні алмазний круг має автоматичну поперечну подачу на заготівлю та осцилюючі рух уздовж осі обертання лінзи. Після обробки діаметр лінзи контролюють скобою.
Фасетірованіе лінз. Фасетірованіе лінз - це операція нанесення фасок в місцях перетину сферичних і циліндричних поверхонь лінзи.
Фаски на лінзах за своїм призначенням поділяють на технологічні і конструктивні. Технологічні призначені для запобігання країв лінзи від виколок під час обробки лінзи на різних технологічних операціях. Розміри технологічних фасок на кресленні готової деталі не проставляють. Їх вказують тільки в технологічних картах. Конструктивні фаски обов'язково вказують на кресленні лінзи. Розміри конструктивних фасок залежать від способу кріплення лінзи в оправі і діаметра самої лінзи. Якщо лінзу кріплять в оправі завальцювання, то розміри фасок витримують від 0,1 +0,2 мм для лінз діаметром до 6 мм і до 1,0 +0,5 для лінз діаметром 50-80 мм. Якщо лінзу в оправі НЕ завальцовиваются, то наносять запобіжні фаски для запобігання виколок. Величина цих фасок менше і лежить в межах від 0,1 +0,1 мм для лінз діаметром до 6 мм і до 0,4 +0,5 мм для лінз діаметром 50-80 мм.
Фаски у лінз не завдають з боку випуклої поверхні, якщо відношення діаметра лінзи до радіусу кривизни дорівнює або більше 1,5.
Технологічні фаски наносять безпосередньо після грубого шліфування (обдирання) лінз на заготівельному ділянці (див. рис.5). У процесі подальшого шліфування та полірування сферичних поверхонь ці фаски зменшують, а після операції центрування остаточно зрізають.
Всі види конструктивних фасок наносять після центрування лінзи. Фасетірованіе виконують декількома способами. У дрібносерійному виробництві - вручну з допомогою алмазних фасетіровочних чашок на верстатах типу ШО. Зернистість синтетичного алмазного порошку М10. У центрі фасетіровочной чашки є отвір для подачі води. Так як сферична поверхня лінзи вже відполірована, то лінзу 1 тримають - допомогою вакуумної присоски й роблять вручну переміщення по поверхні фасетіровочной чашки 2 (Рис.10). Радіус R сферичної поверхні фасетіровочной чашки для нанесення фаски під кутом до бічної поверхні призначають із співвідношення , Де d - Діаметр лінзи. Якщо кут фаски φ =- 45 °, то R = 0,7 d..

Рис.10. Фасетірованіе лінз.
У великосерійному виробництві при знятті фасок розміром 0,1-0,3 мм обробку здійснюють на одношпіндельних обдирних верстатах типу ОС-100 в спеціальному цангові патрони, що нагвинчується на перехідник шпинделя верстата. Латунна цанга має посадочне місце під лінзу певного діаметру. Фасетіровочную алмазну чашку робочий тримає рукою, торкається чашкою, до лінзи і злегка похитує.
В одиничному виробництві фасетірованіе проводять в чавунних чашках вільним абразивом.
У великосерійному і масовому виробництві лінз операцію фасетірованія суміщають з центруванням яке виконують комбінованим алмазним кругом на центріровочном верстаті. Ріжуча кромка алмазного круга має циліндричну і конічну частини, а саме коло для зручності його виготовлення і правки роблять складеним.
Після нанесення фасок па лінзи наносять задані кресленням покриття, найчастіше просвітлюючі, якщо потрібно, передають на склеювання і остаточний цехової контроль.

3. Виготовлення призм
Орієнтовна узагальнена схема технологічного процесу виготовлення найбільш поширеною прямокутної призми типу АР-90 0 з пресування вказана на рис.11. Конкретний технологічний процес залежить від конструкції, заданої точності виконання кутів і граней призм. Для призм складної конструкції технологічні процеси дуже різні і складаються з декількох десятків операцій. Для серійного і масового виробництва призм заготівлею є пресування, а для одиничного і досвідченого - шматок скла. При виготовленні призми зі шматка скла технологічний процес буде включати в себе додатково операції розмітки, розпилювання, подшліфовиванія сторін і т. д.
Обробку призми з пресування починають з операції шліфування допоміжних паралельних бічних поверхонь. Найчастіше її виконують на шліфувально-обдирних верстатах типу ОС-1000, ОС-1500 абразивами № 6 і М28, на стайках типу СТШ-400, а також плоскошліфувальних верстатах типу ЗБ-756 за допомогою алмазного інструмента. Після шліфування паралельних сторін призм виконують контроль за допомогою скоб. Ці сторони у призм надалі не обробляють, їх приймають за бази.
Для обробки виконавчих поверхонь і підгонки кутів призм заготовки склеюють в стовпчик, довжина якого по відношенню до висоти призми становить 6:1.
В одиничному виробництві обробляють призми одного типорозміру стовпчиками вручну, в серійному - одночасно але кілька штук в металевих пристосуваннях.
Блокування призм у пристосуваннях здійснюють приклеюванням або затиском. Точність виконання кутових розмірів пазів у пристосуванні, за якими базують призми, повинна бути вище заданої точності виготовлення кутів самих призм.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Промивання
Шліфування паралельних сторін
Склеювання в стовпчик
Контроль
Блокування стовпчиків
Шліфування 1-й катетной межі
Переблокірованіе
Шліфування гіпотенузной межі
Переблокірованіе
Контроль <45 0
Шліфування 2-й катетной межі
Розбирання блоку, розклеювання стовпчиків
Контроль <90 0, <45 0, δ45, π і лінійних розмірів
Нанесення фасок на ребрах і тригранних кутах
Гипсовка 1-й катетной межі
Контроль фасок
Шліфування 1-й катетной межі
Полірування 1-й катетной межі
Лакування 1-й катетной межі
Контроль N 1, ΔN 1, P 1
Разгіпсовка
Блокування та обробка 2-й катетной і гіпотенузной грані.
Повторення попередніх операцій
Промивання
Нанесення покриттів
Контроль

Рис.11. Схема технологічного процесу виготовлення призми АР-90 0 в серійному виробництві
На металевих пристосуваннях обробляють призми з похибкою кутів до 5-8 '. Для отримання призм з похибкою кутів менше 1-2' застосовують пристосування з шліфованих скляних призматичних брусків, кути яких виконані з похибкою до 20 ".
Першу катетную грань стовпчиків, яка буде базовою при кріпленні їх у пристосуванні, зазвичай шліфують вручну, витримуючи необхідну перекіс. Косина призм полягає в тому, що ребра призми залишаються паралельними один одному, але не перпендикулярними (ε ≠ 90 °) бічних поверхнях (рис.12, а). Контроль косини в окремих стовпчиків призм виконують косинцем.
Після шліфування катетной межі виробляють переблокіровку в іншому пристосуванні і шліфують гіпотенузную грань, після чого контролюють кут 45 ° за допомогою косинців.
Після вторинного переблокірованія і шліфування останньої катетной межі виробляють контроль π і різниці кутів δ 45. Пирамидальность π-непаралельність відбиває грані і протилежної їй ребра - оцінюють у стовпчика призм різницею розмірів a 1 і а 2 на кінцях стовпчика (рис.12, б), Δ a = a 1 - a 2. На блоці пирамидальность визначають як різницю розмірів h 1 і Н 2 (на малюнку не показаний), виміряних на двох кінцях стовпчика (рис.12, в).
Величину δ 45 визначають таким же чином, але вимірювання h 1 і Н 3 виконують для стовпчиків, що знаходяться на протилежних сторонах пристосування.

Рис.12. Визначення косини і пірамідальності
Після обробки призм в стовпчиках наносять фаски на ребрах, контролюють кути 90 °, 45 ° па приладі, розклеюють стовпчики і промивають призми. Потім наносять фаски на інших ребрах і тригранних кутах і, якщо потрібно за кресленням, виконують пази, заокруглення, скоси і т. д. Останні обробляють алмазними інструментами у пристосуваннях з механічним затиском призм. Нанесення фасок, так зване гранування призм, здійснюють на алмазній або чавунної планшайбі вручну на шліфувально-обдирного верстаті.
На подальших операціях виконують шліфування та полірування виконавчих поверхонь призм. Для шліфування і полірування призм з похибкою кутових розмірів до 6-8 'застосовують кріплення призм в блоці з допомогою тверднучого розчину гіпсу.
Достоїнствами гипсовка є простота способу, можливість обробки різних за габаритними розмірами і конфігурації призм в одному пристосуванні, а також максимальне використання корисної майданчики блоку, що дає найбільший економічний ефект при обробці. Недоліки гіпсування: тривалість процесу, недостатньо висока точність кутів призм після обробки і забрудненість виробничої дільниці відходами гіпсу. Невисока точність обробки пояснюється деформаціями і розворотом призм в застигаючої гіпсовому розчині.
Перед розбиранням блоку виконують контроль полірованих поверхонь призм на інтерферометрі або пробним склом, визначаючи N і ΔN. Контролюють клас чистоти Р, після чого поліровані поверхні лакують, призми разблокіровивают.
Для обробки двох інших граней призми послідовно повторюють операції технологічного процесу (див. рис.11).

Рис.11. Контактна пристосування
Промивання полірованих призм від захисного лаку здійснюють аналогічно промиванні лінз.
Для призм з неплощинність виконавчих поверхонь менш N = 1 і похибкою кутів до 2 "застосовують доведення призм в сепараторах, яку виробляють аналогічно доведенню пластин. Для доведення точних призм (з похибкою кутів 3-5'') застосовують спеціальні контактні пристосування. Пристосування являє собою прямокутну скляну пластину 8, кути й поверхні якої оброблені з похибкою 1-2''(рис.13, а, в). У центрі пластини епоксидним клеєм 2 приклеєний ніпель 1 для передачі руху від кульового пальця повідця верстата. Призми 4 полірованої стороною кріплять з помощио оптичного контакту до бічних поверхонь пластини 3. Щоб оброблювані поверхні призм 4 лежали в одній площині з поверхнею контактної пластини 3, збірку всього пристосування виробляють на точно відполірованою круглої пластині 5, яка часто є пробним склом. Спочатку на неї встановлюють контактну пластину 3. При цьому зверху повинна бути видна інтерференційна картина. Потім на це ж пробне скло 5 кладуть призми тією стороною, яку в подальшому будуть обробляти. Видима інтерференційна картина говорить про те, що призма всією своєю поверхнею лежить на пробному склі.
Рухаючи призму до бічної поверхні контактної пластини 3, домагаються того, щоб вона сіла на оптичний контакт. При цьому поверхня призми, яка лежала на пробному склі 5, трохи піднімається і інтерференційна картина зникає. Після такого складання контактного пристосування пробне скло 5 видаляють, зібраний блок встановлюють на планшайбу шліфувально-полірувального верстата і роблять обробку (рис. 13, б). Всі пристосування разом з призмами шліфують мікропорошків М10, а потім полірують. Кути готових призм контролюють на гоніометр або автоколіматора.

ЛІТЕРАТУРА
1. Довідник конструктора оптико-механічних приладів під редакцією Панова В.М., Машинобудування, 2000. - 742с.
2. Довідник технолога-оптика під редакцією М.А. Окатова, Політехніка Санкт-Петербург, 2004. - 679 с.
3. Запрягаева Л.А., Свєшнікова І.С. Розрахунок і оптичних систем. М. Логос, 2000. - 581 с.
4. Апенко М.І., Запрягаева Л.А., Свєшнікова І.С. Задачник з прикладної оптики, Вища школа, 2003. - 591 с.
5. Прикладна оптика під редакцією Дубовика А.С Машинобудування, 2002. - 470 с.
6. Погарі Г.В. Юстировка оптичних приладів Машинобудування, 2002. - 320 с.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Комунікації, зв'язок, цифрові прилади і радіоелектроніка | Реферат
118.4кб. | скачати


Схожі роботи:
Обгрунтування ефективності патентного винаходу Удосконалення ріжучих пластин для токарних
Дослідження надійності твердосплавних пластин для токарних різців з надтвердих матеріалів
Технологічні принципи виготовлення матеріалів з дерева
Виготовлення скриньки для дівчинки
Вивчення тонких лінз і сферичних дзеркал
Виготовлення контейнера для деталей за ескізом
Визначення фокусної відстані збиральної і розсіює лінз
Економічні дані для виготовлення ступеневої валу
Термічна обробка матеріалу для виготовлення кернера
© Усі права захищені
написати до нас