2. Характеристики материала детали

Материал детали: стекло БК10 (ОСТ3-3677-82)

1.1 Оптические свойства:

- показатели преломления ne=1,5713, nd=1,5688;

- коэффициенты дисперсии νe=55,791,νd=56,0394;

- средние дисперсии nf’-nc’=0,01024; nf-nc=0,01015;

- температурный коэффициент линейного расширения α(t)= [°K^-1] (средний в интервале температур от 20 до 120 ).

1.2 Механические свойства:

- модуль упругости E= Н/м²;

- модуль сдвига G= Н/м²;

- относительная твёрдость по сошлифовыванию Hc=0,81;

- микротвёрдость Hk=4,54 ГПа;

- коэффициент поперечной деформации ν=0,244;

- плотность ρ=3,12 г/см^-3;

- прочность σ=0,173 ГПа;

- оптический коэффициент напряжения B= м²/Н;

- фотоупругие постоянные

C₁= м²/Н

_{C2= (-38,8)∙10-13 м2/Н.}

3. Расчёт коэффициента запуска

Расчет коэффициента запуска рассчитывается в соответствии с

[ОСТ3-5581-83]

1. Определение утрат заготовок при изготовлении:

1. 1 Заготовительные операции (распиловка, кругление, грубое шлифование): размер партии 100 шт

2. Блокирование, разблокирование, промывка

3. Шлифование

4. Полирование

5. Центрирование, фасетирование

_{А5=0,5%+1,0%=1,5%}

2. Определение коэффициента выхода годных заготовок:

;

;

;

;

_{К5вг=100-1,5 = 98,5%;}

3. Определение промежуточного коэффициента запуска:

;

;

;

;

К⁵_пр= ;

4. Определение коэффициентов запуска:

К⁵_з =1,015;

К⁴_з =1,015∙1,102=1,118;

К³_з =1,118∙1,083=1,211;

К²_з =1,211∙1,012=1,226;

К¹_з =1,226∙1,035=1,268.

5. Итог:

Коэффициент запуска равен К_з =1,268. Таким образом, для получения

с достаточной гарантией 100 деталей, необходимо запустить 100∙1,268=127 деталей.

4. Расчет заготовки

Исходя из формы детали, ее средних габаритов следует выбрать в качестве заготовки кратную заготовку: высотой 210мм и шириной 205мм, которая, в свою очередь, распиливается на 5 пластин высотой 38мм.

Расчет производится исходя из опыта прохождения практики на ОАО «НПП «Геофизика-Космос» с учетом [8].

Заготовка - куб

Определение толщины заготовки:

Расчет габаритных размеров:

Припуск на грубую шлифовку 0,5 мм

Припуск на тонкую шлифовку и полировку 0,2 мм

Припуск на распил δ = tд + δпм + tв = 0,4+1,5+0=1,9 мм, где

Tд – толщина алмазного круга,

Δпм – припуск на потерю материала,

Tв – верхний предел допуска на материал.

a = c = 103,3 + 103,3 = 206,6 мм

b = (0,7 + 38_-0,17 + 0,7 + 1,9)∙ 5 - 1,9 = 204,6 мм

5. Требования к изготавливаемой детали

В соответствии с чертежом, к изготавливаемому плоскому зеркалу предъявляются следующие требования:

1. Двулучепреломление – 3 категория; изменение показателя преломления не более Δn=13 нм/см. Двойное лучепреломление является показателем качества отжига стекла, который характеризуется разностью хода (в нанометрах на 1см пути) двух лучей, на которые разделяется падающий луч под действием остаточных напряжений при прохождении в толще стекла в направлении наибольшего размера. Допускаемое двойное лучепреломление нормируется пятью категориями. Числовые значения предельных отклонений для всех пяти категорий находятся в пределах от 1,5 до 65 нм/см. У заготовок малого размера двойное лучепреломление не оказывает существенного влияние на качество изображения. При определенных условиях отжига между оптической неоднородностью стекла и двойным лучепреломлением имеется соответствие, которое контроль оптической однородности крупных заготовок позволяет выполнить по двойному лучепреломлению. При этом абсолютные значения краевого двойного лучепреломления не так существенны, как их осевая симметрия.

2. Бессвильность – 2Б. Свили являются резко выраженными локальными оптическими неоднородностями стекла. Они представляют собой прозрачные нитевидные или слоистые включения, имеющие показатель преломления, отличный от показателя преломления основной массы стекла. Присутствие в стекле свилей снижает качество изображения. Класс бессвильности стекла характеризуется отсутствием видимых включений различного рода при осмотре стекла в определенных условиях в одном (А) или двух (Б) взаимно перпендикулярных направлениях. Установлены две категории бессвильности. При осмотре стекла на установке, градуированной по контрольным образцам свилей, соответствующих 1-ой и 2-ой категориям бессвильности, свили не должны обнаруживаться (ГОСТ). Стекло, бессвильное в двух взаимно перпендикулярных направлениях, бессвильно и в любом другом направлении. Мелкие и крупные нитевидные одиночные свили не оказывают влияния на технологию обработки заготовки. Свили в виде слоев вызывают астигматизм поверхности. В местах выхода на поверхность узловых или одиночных свилей возникают местные ошибки поверхности.

3. Пузырность – 8Б; максимальный диаметр пузыря – 2,0 мм, число пузырей на 1кг стекломассы не более 10.

Пузыри нормируют из-за видимости их в поле зрения прибора. В случае их расположения в фокальной плоскости изображения возможно появление размытых пятен, а если пузыри расположены вблизи этой плоскости, то увеличивается количества диффузно рассеянного света. Камни, кристаллы и головки узловых свилей приравнивают к пузырям. Камни, сопровождающиеся трещинами, в заготовках не допустимы. Камни, имеющие отличные от основной массы стекла теплофизические характеристики, являются потенциальными центрами локальных напряжений, приводящих при интенсивных режимах обработки или при прохождении мощных световых потоков к разрушениям. Присутствие на поверхности вскрывшихся пузырей и тем более их скопления исключает возможность получение поверхностей высоких классов чистоты.

4. Общая ошибка формы поверхности N = 2; предельно допустимое отклонение стрелки кривизны поверхности детали от стрелки кривизны пробного стекла, выраженное в интерференционных кольцах Ньютона. Одно кольцо в линейной мере соответствует толщине воздушного промежутка в 0,00025 мм; 4 кольца – 0,001 мм (1 мкм). Общую ошибку определяют по формуле

где  – стрелка прогиба полосы;

– интервал между полосами (ширина полосы).

Допускается определить общую ошибку N 1,5 по числу наблюдаемых интерференционных колец.

5. Местная ошибка формы – 0,3; предельно допустимое отклонение формы поверхности оптической детали от сферической или плоской. Характеризуется числом интерференционных колец или полос. Местную ошибку вычисляют по формуле

где  – стрелка прогиба изгиба полосы в данном месте;

 – интервал между полосами.

6. Класс оптической чистоты P=IV. Чистоту оптической поверхности оценивают возникающими при обработке случайными дефектами в виде точек, царапин, выколок и т.д., которые приводят к дополнительным энергетическим потерям по сравнению с потерями, вызываемые шероховатостью оптической поверхности. Количество, продольные и поперечные размеры, а также скопление этих дефектов нормируют классами чистоты в соответствии с ГОСТ 11141-84 [5]. Класс чистоты IV – ширина царапины не более 0,020/0,003 мм, диаметр точки не более 0,3/0,01 мм, диаметр ограниченного участка 5 мм, площадь царапин и точек не более 0,1 мм².

7. Пирамидальность π=2’. Это непараллельность ребер призмы, которую выражают допуском p, или отклонение перпендикуляра к преломляющей или отражающей поверхности призмы от ее главного сечения. Назначается в пределах 1-30’

8. Клиновидность пластин θ=2’. Отклонение от параллельности наружных поверхностей плоского оптического элемента (фильтра или стекла), измеряемое в угловых секундах или минутах. Значительная величина клиновидности вызывает угловое отклонение фронта волны, проходящей через этот элемент, что в свою очередь приводит к смещению изображения и ошибкам в его записи. Клиновидность определяется допуском на хроматическую аберрацию. Допуск задается в зависимости от величины конструкторских параметров на качество изображения.