Реферат: Заготовки и процесс обработки оптических деталей

ность

Сферические линзы Прессовки со сферическими поверхностями Выпуклый и вогнутый - 0,2 0,3 0,3 0,4 0,4 0,6 0,6 0,9 Прессовка с плоской поверхностью Выпуклый 0,4 0,5 Плоский 0,2+h 0,3+h 0,2+h 0,3+h 0,3+h 0,4+h 0,4+h 0,6+h вогнутый 0 0 0 0 Предварительно плоскошлифовальные Выпуклый h h h h Вогнутый Призмы и детали, ограниченные плоскостями Любые, кроме обколотых Плоский 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 0,9 0,9 Обколотые 1,5 1 1 1,25 1,25 1,5 1,5 1,75 1,75

- на грубое шлифование (табл. 1.4)

Таблица 1.4

Припуски на грубое шлифование

Размер диаметра или наибольшей стороны	Величина припуска на 1-ю поверхность
До 10	До 0,1
Свыше 10	Свыше 0,16

- на мелкое (тонкое) шлифование и полирование (табл. 1.5)

- на кругление (табл. 1.6)

Таблица 1.5

Припуски на мелкое шлифование и полирование

Диаметр или размер наибольшей стороны, мм	Заданная точность изготовления		Величина припуска на одну сторону, мм
	Линейных размеров (толщина или высота), мм	Углов призм, мин
До 10	До 0,1	Любая	0,1
	Свыше 0,1	До 6
		Свыше 6	0,06-0,07
Свыше 10 до 65	До 0,3	Любая	0,15
	Свыше 0,3	До 4
		Свыше 4	0,07-0,08
Свыше 65	До 0,3	Любая	0,2
	Свыше 0,3	До 3
		Свыше 3	0,07-0,08

Таблица 1.6

Припуски на кругление

Заготовки	Толщина	Диаметр заготовки линз
		Припуски на диаметр
		До 10	Свыше 10 до 25	Свыше 25 до 40	Свыше 40 до 65	Свыше 65 до 100	Свыше 100
Прессовки, предварительно шлифованные	любая	1	1,5	2	2,5	3	3,5
	До 5	2	2,5	3	3,5	4	5
	Свыше 5 до 10	3	3,5	4	4,5	5	6
Обколотые	Свыше 10 до 15	-	-	5	6	7	8

- на центрировку линз (табл. 1.7)

Таблица 1.7

Припуски на центрировку

Диаметр линз	Свыше 1,5 до 2,5	Свыше 2,5 до 4	Свыше 4 до 6	Свыше 6 до 10	Свыше 10 до 15	Свыше 15 до 25	Свыше 25 до 40	Свыше 40 до 65	Свыше 65 до 100	Свыше 100
Величина припуска на диаметр	0,4	0,6	0,8	1	1,2	1,5	2	2	2,5	3

2. СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ

Шлифование свободным абразивом

Стекла и другие хрупкие оптические материалы шлифуют сво­бодным абразивом, используя жесткий металлический инструмент 1 (рис. 2.1), который давит на заготовку 4 с силой Р и перемещается с относительной скоростью v . Между заготовкой и инструментом располагаются зерна 2 абразивного порошка, смешанные с жидкостью 3. При перемещении инструмента по заготовке они взаимно изнашиваются под действием абразивных зерен и притираются друг к другу.

Природа обработки стекла водными суспензиями зерен абразивных порошков имеет двоякий характер. С физической стороны—это процесс механического разрушения стекла абразивными зернами.

Рис. 2.1.Шлифование свободным абразивом

С химической стороны — это взаимодействие воды с растворимыми компонен­тами стекла.

Основой механического разрушения стекла является возникновение внутри поверхностного слоя хрупкого тела трещин, пересекающихся между собой и создающих ослабление связей между соседними частицами материала. Абразивные зерна вместе с водой находятся между рабочей поверхностью металлического инструмента и обрабатываемой поверхностью стекла. Эти поверхности имеют неровности, размеры которых соизмеримы с размерами абразивных зерен. При относительном движении стекла но инструменту абразивные зерна перекатываются или проскальзывают с некоторой скоростью.

Наиболее крупные из зерен взаимодействуют со стеклом и инструментом. Более мелкие зерна переносятся водой до тех пор, пока крупные не раздробятся, после чего и мелкие зерна вовлекаются во взаимодействие со стеклом и инструментом.

Под действием ударов зерна раскалываются на более мелкие зерна взаимодействуют не только со стеклом и инструментом, но и между собой, перетираясь и еще более измельчаясь. Измельченные зерна, смешанные с осколками стекла, уносятся из-под шлифовальника вместе с водой.

На обрабатываемой поверхности создается разрушенный слой, верхняя часть которого (рельефный слой) состоит из впадин и конических выступов и трещиноватого слоя. Разрушение происхо­дит после многократного воздействия абразивных зерен на одно и то же место стекла. Образующиеся трещины пересекаются и между ними образуется объем, отошедший от остальной соседней массы стекла. Этот объем под действием абразивных зерен и воды удаля­ется с поверхности стекла. Высота поверхностных неровностей со­ставляет примерно ¹ /₄ —¹ /₃ размера зерен. Под рельефным слоем образуется трещиноватый слой глубиной в 2—4 раза больше пер­вого. По мере уменьшения абразивных зерен величина поверхност­ных неровностей уменьшается.

Равномерность структуры шлифованной поверхности нарушается дефектами — царапинами, точками и выколками. Они образуются в том случае, когда зерно надолго закрепляется в шлифовальнике или имеются зерна размером в несколько раз больше, чем зерна основной фракции. В последнем случае крупные зерна не раскалываются и оставляют на стекле крупные царапины и выколки.

Химическое взаимодействие воды с растворимыми компонентами стекла проявляется в том, что вода активно вступает в реакцию с поверхностным слоем стекла, образуя внутри трещин коллоидную пленку кремневой кислоты, которая занимает объем больший, чем стекло. Таким образом, вода расширяет и углубляет трещины, ускоряя и облегчая удаление осколков стекла при абразивной обработке.

Шлифование закрепленным абразивом

На заготовительных операциях, а в последнее время и па операциях среднего и мелкого шлифования, используют инструменты с закрепленным абразивом. Особенно широко этот способ обработки, стал применяться в оптической промышленности после появления синтетических алмазных порошков. Это позволило наладить выпуск алмазных инструментов, в которых алмазные зерна 2 (рис. 2.2.) определенной крупности жестко закреплены в теле инструмента металлической связкой из сплавов меди и железа.

Шлифование таким инструментом 1 (рис. 2.2) производится на станке при перемещении его по заготовке 5 со скоростью v и давлением Р . Между инструментом и заготовкой находятся вырванные из связки абразивные или алмазные зерна 3 и слой смазочно-охлаждающей жидкости 4. Кроме силового воздействия инструмента на заготовку он подается на глубину снимаемого припуска с помощью механизма поперечной подачи станка.