Оптичні деталі та контроль їх параметрів

Можливість застосування прогресивних технологій для процесів виготов­лення та складання оптичних деталей в багатьох випадках визначається їх конструкцією. Тому при конструюванні згідно з ГОСТ 14.204-73 завжди повинні братись до уваги не тільки службові призначення, але й можливість виготовлення. Ці вимоги диктуються як при виборі матеріалу і нормуванні його якості, так і технології наступної їх обробки та контролю.

Раціональний технологічний процес може бути побудований лише при дотриманні наступних вимог.

1. Конфігурація деталі повинна для застосування високовиробничих технологічних методів обробки представляти собою сукупність простих геометричних форм, мати зручну і надійну базу для постановки і закріплення заготовки в процесі її обробки, достатню жорсткість конструкції при закріплені та обробці. В тих випадках, коли конструкція деталі не відповідає цим вимогам, потрібно передбачити технологічні отвори, приливи, фаски і т.д., котрі можуть бути знищенні після обробки, або залишені (без впливу на функціональні ознаки деталі). Контур деталі повинен мати правильну геометричну форму (коло, квадрат, трикутник), котра дозволяє застосовувати блочну обробку.

Геометричні розміри розмірні ланцюги деталі повинні бути проставлені з можливістю використання конструкторських баз в якості технологічних і вимірювальних.

2. Властивість та якість матеріалу повинні відповідати заданим параметрам деталі або складальної одиниці.

3. Вимоги до якості поверхні деталі (точність форми N і ∆N, шорсткість √, чистота Р) повинні бути обґрунтовані її службовим призначенням та узгодженими з нормованими показниками якості матеріалу: подвійним променезаломленням, безвільністю і пузирністю та н. Ці вимоги також повинні бути узгодженими з фізико-хімічними якостями матеріалу: відносною твердістю по зішліфуванню, хімічною стабільністю і анізотропією якостей (для кристалів).

4. Вигляд поверхні і форма її задання (вигляд рівняння асферичної поверхні, координати точок т.д.) повинні бути узгоджені з передбачуваною технологією виробництва і контролю.

5. Точність взаємного розташування поверхонь (децентровка, клиновидність, пірамідальність, відступ кутів та ін.) повинна бути обґрунтована службовим призначенням деталі і узгоджена з показниками якості матеріалу по оптичній однорідності і подвійному променезаломленню.

6. Вихідні параметри: розрізнююча здатність, допустиме дифракційне коло розсіювання, зкривлення хвильового фронту, мінімальна фокусність, кут відхилення променя та н. - повинні бути обґрунтовані службовим призначенням деталі та погоджені з показниками якості матеріалу.

7. Конструкції деталей повинні бути однаковими за рахунок стандартизації, уніфікації складальних одиниць, використання параметричних рядів, підвищення коефіцієнта застосування т.д.

Виконання цих вимог дозволить чітко визначити належність деталі до класифікаційної групи, за якою існує типовий технологічний процес, і забезпечить автоматизацію технологічного процесу.

Під час контролю та обробки креслень оптичних деталей на технологічність потрібно використовувати рекомендації для вибору показників якості оптичного скла, допусків на відхилення форми поверхні оптичних деталей, класів чистоти та інших параметрів у відповідності з призначенням деталей.

Виготовлені оптично-механічною промисловістю оптичні деталі відрізняються великою різноманітністю розмів, конфігурацій та форм поверхні. Так, наприклад, діаметр окремих лінз об’єктивів мікроскопів небагато перевищує 1 мм. У той же час, діаметри сучасних телескопів досягають 6 м. Через вказану різноманітності оптичних деталей та спеціалізації підприємств, немає можливості створення набору типових контрольно-вимірювальних засобів, придатних для використання на усіх оптично-механічних підприємствах. Разом з тим, з всієї різноманітності параметрів можна виділити такі, котрі зустрічаються в виробах більшості підприємств. Це габаритні розміри деталей, радіуси кривизни і децентровка поверхонь лінз, фокусні відстані, кути призм, клинів, а також форма і чистота поверхонь.

Для вимірювання габаритних розмірів найчастіше використовуються прилади і пристрої загальнопромислового призначення (мікрометри, штангенциркулі, індикатори та ін.). Крім приладів стандартного типу застосовуються спеціальні пристрої, котрі виготовляються невеликими партіями, інколи в одному або декількох примірниках. Прикладом таких спеціальних пристроїв може бути набір пробного скла.

Крім вказаних груп вимірювальних приладів і пристроїв, використо­вуються методики проведення вимірювань та контролю, котрі базуються на застосуванні існуючих оптичних приладів: інтерферометрів, коліматорів, автоколіматорів, зорових трубок, гоніометрів. В останній час ці методи удосконалюються з метою реєстрації та обробки результатів на мікро-ЕВМ. При цьому використовуються позиційно-чутливі фотоприймачі, ПЗЗ-лінійки і матриці для реєстрації вимірюваних параметрів. Машинна обробка результатів дозволяє прискорити цикл вимірювання, підвищити точність і автоматизувати контрольні операції. Для контролю оптичних деталей широко застосовують штучні голограми, як дозволяють побудувати схеми контролю асферичних поверхонь по інтерференційній картині, яка виводиться на дисплей.