5. Материалы корпусных деталей

Большинство корпусных деталей оптических приборов изготовляют из литейных сплавов на основе алюминия (АЛ2, АЛ8, АЛ9, АЛ 16), магния (МА5, МАЮ) и деформируемых сплавов марок Д1Т, Д16Т и др. Кроме того, корпусные детали изготавливают из сталей (35Л, 45Л, 50Л, 1X13, 4X13 и др.), бериллиевой бронзы, титановых сплавов, чугуна. Для изготовления неответственных корпусных деталей применяют пластмассы.

Заготовки корпусных деталей получают различными способами литья, прессованием, сваркой или пайкой, комбинированным способом, когда отдельные элементы заготовки корпуса отливают, а затем их сваривают или соединяют пайкой. Выбор способа получения заготовок осуществляют исходя из размеров и формы детали, материала и его свойств, программы выпуска приборов и дополнительных требований, предъявляемых к корпусу (например, герметичность). В условиях серийного производства основным методом получения заготовок является литье, в мелкосерийном и единичном производстве корпусные детали изготавливают "из куска" или применяют сварные и паяные заготовки. Выбор способа получения заготовки должен рассматриваться комплексно, т.е. собственно процесс получения заготовки и процесс дальнейшей ее механической обработки, а следовательно, при сравнении вариантов технологического процесса критерием должны быть не затраты на изготовление заготовки или на механическую обработку, а затраты на изготовление детали.

6. Технологичность корпусных деталей

Трудоемкость изготовления корпусных деталей существенно зависит от технологичности их конструкции, т.е. от правильного выбора материала детали, назначения конструкторских баз, постановки размеров, формы поверхностей, их расположения, заданной точности размеров и качества поверхностей и т.д. При проектировании корпусных деталей рекомендуется обеспечить следующие технологические требования: -

1. Корпусная деталь должна быть жесткой и прочной; стенки и внутренние перегородки должны быть достаточных размеров,, чтобы при закреплении заготовки и в процессе ее обработки под воздействием силы резания не возникали деформации, а следовательно, и погрешности обработки.

2. В корпусных деталях, заготовки которых получают литьем, обработкой давлением,

сваркой или пайкой, нерабочие поверхности желательно оставлять без механической

обработки, ограничиваясь только обдувкой песком.

3. Поверхности большой протяженности, подвергаемые обработке, следует прерывать

необработанными участками, получаемыми в заготовках.

4) Следует избегать наклонного расположения обрабатываемых поверхностей относительно основных осей под разными углами. Наличие наклонных плоскостей, требующих поворота детали вокруг дополнительных осей, усложняет обработку и конструкцию приспособлений.

7. Необходимо разграничивать обрабатываемые и необрабатываемые поверхности.

8. Базовые поверхности корпусной детали должны иметь достаточную протяженность, обеспечивающую хорошую устойчивость.

9. Обрабатываемые поверхности должны быть открыты и доступны для подхода режущего инструмента при врезании и на выходе.

10. Отверстия в корпусной детали должны иметь по возможности простую геометрическую форму без кольцевых канавок, а диаметры отверстий, расположенных на одной оси, уменьшались от наружных стенок к промежуточным перегородкам.

11. Основные отверстия должны быть сквозными, бет пересечения с другими отверстиями и оками, глухие отверстия требуют большей затраты времени на обработку.

12. Наличие в основных отверстиях "карманов" усложняет обработку и требует I применения специальных оправок с устройствами для радиальной подачи резца.

13. При наличии внутренних стенок в корпусах с большими отверстиями, чем во 1 внешних стенках, необходимо устанавливать инструменты на борштанги внутри корпуса. Кроме дополнительных ошибок, снижающих точность обработки, имеет место увеличение затрат вспомогательного времени. Такая корпусная деталь на агрегатных станках не может быть обработана.

14. Отверстия, расположенные под углом относительно стенки обрабатываемой детали, нежелательны, так как при сверлении подобных отверстий создаются неблагоприятные условия резаний, что приводит к уводу и поломке сверл.

15. Точно обрабатываемые отверстия должны быть только во внешних стенках корпусных деталей. Наличие точных отверстий в промежуточных стенках нежелательно.

16. Крепежные отверстия корпусной детали должны быть стандартными, а их номенклатура - минимальной.

17. Необходимо добиваться минимального числа очагов возникновения внутренних напряжений, чтобы получить максимально возможную стабильность размеров детали.

Процесс изготовления корпусных деталей в общем вида включает следующие этапы:

4. получение заготовки;

5. термическую обработку;

6. предварительную механическую обработку;

7. термическую обработку;

8. чистовую механическую обработку;

9. снова термическую обработку;

10. гальванические или лакокрасочные покрытия.

В ряде случаев при обработке корпусов включают операции сборки с крышками

маркировку, фрезерование контура корпуса и крышки, после чего следует окончательна« обработка основных отверстий и получение крепежных отверстий. При изготовлевлении корпуса в зависимости от его назначения и требований к точности и стабильности размеру процесс включает часть или полностью приведенные в перечне этапы обработки.

Лекция 23. Изготовление оправ, колец и тубусов оптических приборов

18. Общие конструкторско-технологические требования

Оправы, тубусы и кольца являются специфическими деталями оптических приборов для крепления круглых оптических деталей (линз, шкал, сеток, светофильтров, защитных стекол) и придания им в процессе, сборки заданного взаимного расположения (обеспечение точного центрирования и воздушных промежутков). Конструкции оправ и тубусов обеспечивают относительное перемещение по заданному закону отдельных компонентов оптической системы, например, в объективах, поэтому в оправах тем или иным способом (завальцовкой, пружинными, резьбовыми кольцами) закрепляют оптические детали. В одной оправе может быть закреплена одна или несколько оптических деталей воздушные промежутки между ними выдерживаются промежуточными упорными кольцами- В тубусах компонуются элементы оптической системы и диафрагмы.

19. Анализ конструктивных технологических характеристик деталей

Оправы представляют собой сложные по конструкции тонкостенные (от 0,5 до 5 мм) втулки диаметром от 20 мм до нескольких метров. Оправы могут быть сборными. Внутренние поверхности оправ характеризуются наличием гладких цилиндрических посадочных поверхностей бортиков и торцов, которые являются базами для установки в , оправах круглых оптических деталей. Для закрепления оптических деталей на внутренних поверхностях оправ выполняют специальные проточки (при креплении пружинным кольцом), нарезают резьбы (при креплении резьбовым кольцом), или специальную кольцевую кромку (при креплении завальцовкой). Для уменьшения отражения света от внутренних стенок оправ на них делают рыхление, в виде кольцевых или винтовых канавок с шагом от 0.35 до 5 мм и углом профиля 60. Наружные поверхности оправ имеют цилиндрические посадочные поверхности и лезвия, .необходимые для соединения оправ с тубусами или промежуточными оправами. С целью обеспечения центрировки оптических систем внутренние и наружные поверхности оправ делают соосными. В отдельных случаях наружные и внутренние поверхности оправ обрабатывают с некоторым заданным эксцентриситетом. Такие эксцентриситетные оправы используют для юстировки взаимного положения оптических осей в бинокулярных приборах.

Тубусы являются несущими силовыми деталями, имеют жесткую конструкцию, рабочая поверхность в них внутренняя. На ней обрабатывают одну или несколько соосных, посадочных, цилиндрических и резьбовых поверхностей для закрепления в тубусах оправ. Кроме того конструкции тубусов предусматривают установочные и промежуточные отверстия для закрепления тубуса в корпусе прибора. На оправах и тубусах нарезают специальную многозаходную окулярную резьбу, обеспечивающую значительное осевое перемещение оправ при небольших углах их поворота.

На наружных поверхностях окуляров и тубусов делают накатку, насечку - рифления удобные для захвата рукой при поворотах. В приборах с дистанционным автоматическим управлением на оправах и тубусах изготовляют зубчатые венцы или секторы. На торцевых и боковых поверхностях оправ и тубусах наносят шкалы, обозначение оптических характеристик приборов, порядковые номера, торговые марки изготовителей. На отдельные поверхности оправ и тубусов наносят защитные и декоративные химические и лакокрасочные покрытия. Качество обработки отдельных поверхностей оправ и тубусов определяется функциональным значением этих поверхностей и всей детали, а также условием эксплуатации и назначением приборов.

Посадочные цилиндрические поверхности выполняют по 2 и 3 классам точности, остальные диаметральные размеры по 4 и 5, Линейные размеры по 3 и 5 классам, а крепежные резьбы по 2 и 3 классам. Шероховатость посадочных поверхностей соответствует 7 и 8 классам, остальных по 5 и 6 классам.

Внешние декоративные поверхности оправ и тубусов и поверхности со шкалами обрабатывают по 7 и 9 классам шероховатости. Весьма жесткие требования предъявляются к точности формы и расположению оправ и тубусов, например, допустимый эксцентриситет посадочных поверхностей ограничивается пределами 0.01-

20. 05 мм. Неперпендикулярность осям посадочных диаметров оправ 0.02-0.05 мм. Допустимая некруглость, неконусность, непрямолинейность образующих посадочных поверхностей ограничивается от 1/5 до 1/2 . Ниже на рис.23.1а, б, в, г приведены примеры конструкций оправ и тубусов. Кольца представляют собой короткие втулки с гладкими, рифлеными или резьбовыми цилиндрическими и коническими поверхностями, как показано на рис.23.1 д. У резьбовых колец на торцах имеются шлицы или отверстия под ключ. Пружинные кольца имеют выступы на торцах и пазы на боковых поверхностях. Диаметральные размеры обрабатывают по 3 и 4 классам, линейные по 5 классу, шероховатость в пределах 5-7. Кольца подвергают чернению или окраской черной матовой эмалью.

Наиболее широко для изготовления оправ и тубусов применяют алюминиевые сплавы Д1, Д16Т, ВТ, АД1М; латуни JI62, JI62H, JIC59-1; реже бронзы БРАК 9-4, БРКМ 3-1: остальные сплавы встречаются реже, их изготовляют из конструкционных сталей 20, 45, 50 или легированных сталей Х18 Н9Т, 1Х18Н10Т, 4Х18Н2М. В последнее время чаще применяют титановые сплавы ВТЗ, ВТ31, ВТ8. Резьбовые, пружинные и крепежные кольца изготавливают из сталей А12, 20, 50; латуни JIC59-1; алюминиевых сплавов Д1Т, Д6, Д16. Большинство оправ, тубусов и колец малых и средних размеров , изготавливают из прутков и труб, а больших размеров - литьем или штамповкой.