- •Содержание
- •14.2.2. Окончательная обработка исполнительных поверхностей 146
- •1. Детали оптических систем
- •1.1. Классификация оптических деталей
- •1.2. Особенности оформления чертежа
- •1.3. Требования к конструктивным параметрам деталей
- •1.4. Требования к материалу
- •1.5. Требование к изготовлению
- •1.6. Технологические свойства оптических материалов
- •1.7. Унификация и типизация технологических процессов
- •2. Контроль параметров оптических деталей
- •2.1. Контролируемые параметры
- •2.2. Методы и средства контроля формы шлифованных поверхностей
- •2.3. Контроль формы полированных плоских и сферических поверхностей
- •2.4. Пробные стекла, их типы и классы
- •2.5. Интерферометры
- •2.6. Контроль взаимного расположения поверхностей линз
- •3. Обрабатывающие материалы
- •3.1. Шлифующие абразивы
- •3.1.1. Зернистость и зерновой состав порошков алмаза
- •3.1.2. Порошки корунда, электрокорунда и других абразивов
- •3.2. Полирующие абразивы
- •4. Инструмент
- •4.1. Алмазный инструмент
- •4.1.1. Типы и характеристики алмазного инструмента
- •4.1.2. Изготовление алмазного инструмента
- •4.2. Инструмент и приспособления для шлифования и полирования
- •4.2.1. Шлифовальный инструмент
- •4.2.2. Полировальный инструмент
- •4.2.3. Приспособления
- •5. Вспомогательные материалы
- •5.1. Смазочно-охлаждающие жидкости (сож)
- •5.2. Материалы для соединения заготовок с приспособлением
- •5.3. Материалы рабочей поверхности полировальников
- •5.4. Жидкости для промывки и чистки деталей
- •5.5. Защитные лаки и эмали
- •5.6. Протирочные материалы
- •5.7. Материалы для чистки оптических деталей
- •6. Способы формообразования сферических и плоских поверхностей
- •7. Способы механической обработки оптических материалов
- •7.1. Шлифование алмазным инструментом
- •7.2. Обработка полирующими абразивами
- •8. Операции механической обработки оптических материалов
- •8.1. Распиливание стекла
- •8.2.Сверление отверстий
- •8.3. Круглое шлифование пластин
- •8.4. Центрирование линз
- •8.5. Шлифование сферических и плоских поверхностей
- •8.5.1.Предварительное шлифование алмазными кольцевыми кругами
- •8.2.2. Тонкое шлифование алмазным инструментом
- •8.6. Полирование сферических и плоских поверхностей
- •9. Механическая обработка оптических кристаллических материалов
- •9.1. Основные физико-механические и физико-химические свойства
- •9.2. Условия для обработки кристаллов и техника безопасности
- •9.3. Механическая обработка оптических кристаллических материалов с повышенной микротвердостью
- •9.4. Разделение кристаллов на заготовки
- •9.5. Грубое шлифование
- •9.6. Кругление
- •9.7. Фасетирование
- •9.8. Сборка блоков заготовок (блокирование)
- •9.9. Среднее и тонкое шлифование
- •9.10. Полирование
- •10. Установка заготовок на приспособлениях
- •10.1. Сборка блоков
- •10.2. Разборка блоков
- •11. Влияние технологических факторов на точность формообразования
- •11.1. Деформации, вызываемые остаточными напряжениями в стекле
- •11.2. Деформации, вызываемые напряжениями в нарушенном слое шлифованной поверхности
- •11.3. Температурные деформации
- •12. Расчет нормируемых параметров процесса
- •12.1. Коэффициент запуска
- •12.2. Припуски на обработку заготовок
- •13. Расчет плоских и сферических блоков
- •13.1. Плоский блок
- •13.2. Сферический блок
- •14. Технология типовых деталей
- •14.1. Технологический процесс изготовления плоскопараллельных пластин и клиньев
- •14.1.1. Предварительная обработка
- •14.1.2. Окончательная обработка исполнительных поверхностей
- •14.1.3. Изготовление точных пластин
- •14.2. Технологический процесс изготовления призм
- •14.2.1. Предварительная обработка
- •14.2.2. Окончательная обработка исполнительных поверхностей
- •14.3. Технологический процесс изготовления линз
- •15. Технология нестандартных деталей
- •15.1. Шаровидные линзы
- •15.1.1. Характеристики деталей
- •15.1.2 Технология изготовления
- •15.2. Цилиндрические и торические поверхности
- •15.3. Оптические детали лазеров
- •15.4. Основы технологии изготовления волоконно–оптических элементов (воэ)
- •15.4.1. Основные технические характеристики воэ
- •15.4.2. Основные требования к стеклам для воэ
- •15.4.3. Изготовление волоконно-оптических пластин (вол)
- •15.4.4 Изготовление микроканальных пластин (мкп)
- •15.5. Методы изготовления деталей с асферическими поверхностями
- •1 5.5.1. Методы нанесения слоя
- •15.5.2 Методы механической обработки
- •15.6. Изготовление крупногабаритных деталей
- •Окончание табл. 15.4
- •15.7. Изготовление шкал и сеток
- •15.7.1 Виды шкал и сеток, требования к ним
- •15.7.2 Основные технологические процессы и оборудование
- •1 5.8. Оптические детали из полимеров
- •15.9. Стеклометаллические зеркала
- •16. Соединение оптических деталей
- •16.1. Способы соединения
- •16.2. Материалы, применяемые для соединения
- •16.3. Технология соединения оптических деталей
- •17. Основы сборки и юстировки оптических приборов
- •17.1. Сборочные элементы приборов
- •17.2 Структура технологического процесса сборки
- •17.3. Общие принципы построения технологического процесса сборки
- •18. Фокусировка изображения в оптическом приборе
- •18.1. Параллакс в оптическом приборе
- •18.2. Способы фокусировки
- •18.2.1 Фокусировка при помощи астрономической зрительной трубы
- •18.2.2 Фокусировка при помощи плоскопараллельной пластинки
- •18.3. Контроль параллакса по бесконечно удаленному предмету
- •18.3.1 Проверка параллакса при помощи коллиматора
- •19. Сборка и юстировка типовых узлов оптических приборов
- •19.1. Сборка и юстировка объективов
- •19.1.1. Типы конструкций объективов оптических приборов. Общие требования к сборке объективов
- •19.1.2. Сборка объективов насыпной конструкции
- •19.1.3. Методы контроля и юстировки объективов. Контрольноюстировочные приборы
- •19.1.4. Сборка и юстировка узлов с призмами и зеркалами, работающими в параллельных и сходящихся пучках
- •20. Сборка и юстировка типовых оптических приборов
- •20.1. Сборка и юстировка спектральных приборов
- •20.2. Сборка и юстировка угломерных приборов
- •20.2.1. Общие требования к сборке и юстировке оптических угломерных приборов
- •20.2.2 Сборка и юстировка угломерных приборов с поворотными визирами
- •Библиографический список
3.1.2. Порошки корунда, электрокорунда и других абразивов
Абразивные материалы после добычи или синтеза очищают от примесей, измельчают до определенной степени дисперсности и классифицируют по размеру зерен – зернистости.
Классификация абразивных материалов по зернистости и зерновому составу. Порошки электрокорунда, карбида бора и других абразивных материалов, кроме алмаза, в зависимости от размера зерен делят на группы: шлифзерно (2000 – 160 мкм), шлифпорошки (125 – 40 мкм), микрошлифпорошки (63 – 14 мкм), тонкие микрошлифпорошки (10 – 3 мкм), а внутри каждой группы классифицируют шлифпорошки по зернистости.
Шлифзерна и шлифпорошки классифицируют просевом через набор контрольных сит с калиброванными ячейками сеток. Размер стороны ячейки сетки в свету в микрометрах соответствует номеру сита. Сита устанавливают одно под другим с последовательно убывающими номерами. Абразивные зерна, задерживающиеся на каком-нибудь сите, имеют большие размеры, чем размер ячейки нижнего сита, и меньшие, чем размер верхнего. Зернистость такого порошка обозначается уменьшенным в 10 раз номером сита, на котором задерживаются зерна. На практике не удается полностью выделить зерна с заданной зернистостью в узком диапазоне размеров. Некоторые крупные зерна проходят через ячейки верхнего сита по диагонали, мелкие зерна могут заклиниваться по нескольку штук в ячейках нижнего сита. Таким образом, порошок каждой зернистости состоит из нескольких фракций: основной с заданными размерами зерен, более крупных и мелких. Процентное содержание фракций в порошке данной зернистости характеризует его зерновой состав.
Присутствующие в порошке мелкие фракции зерен в объеме 3 – 5 % не оказывают влияния ни на интенсивность абразивного изнашивания, ни на фактуру (шероховатость) шлифованной поверхности. Крупные зерна оставляют на поверхности обрабатываемой детали царапины большей глубины, чем зерна основной фракции. В зависимости от процентного содержания основной фракции порошки выпускают различных категорий качества, обозначая их буквенными индексами В, П, Н, Д.
С высшей категорией качества (В) с процентным содержанием основной фракции 55 – 60 % выпускаются только микрошлифпорошки и тонкие микрошлифпорошки.
Зерновой состав абразивных порошков различной зернистости и категорий качества приведен в ГОСТ 3647-80 «Материалы шлифовальные».
Микрошлифпорошки по зернистости разделяют методом гидроклассификации. В основу метода положено свойство твердых частиц, взвешенных в воде, о
Рис. 3.1. Установка для гидроклассификации
седать с различной скоростью, зависящей от состояния жидкости (покой, движение), массы и состояния поверхности частиц.
Установка для гидроклассификации (рис. 3.1) представляет собой ряд вер тикально расположенных конических цик лонов, соединенных переливными устрой ствами и трубопроводами. Абразивная пульпа 2, приготовленная в дозаторе 1, подается в нижнюю часть конуса циклона 3, заполняет его и, переливаясь через цилиндрическую часть, по сливному кольцу стекает в циклон 4. Зерна абразива находятся в восходящем потоке жидкости, скорость которой меняется по сечению конуса. Те из зерен, которые не удерживаются вертикальной составляющей скорости восходящего потока, оседают в конусе циклона или находятся в нем во взвешенном состоянии. Более мелкие зерна вместе с водой сливаются в следующий циклон, имеющий больший объем и диаметр цилиндра. Скорость восходящего потока пульпы в циклонах 4 и 6 соответственно уменьшается, и в них осаждаются зерна более мелких размеров. Через определенное время подачу порошка в дозатор прекращают, и в циклоны подается чистая вода, происходит доочистка пульпы от мелких фракций порошка и стабилизации зернового состава. После прекращения подачи воды пульпу из каждого циклона сливают в емкости 5, где выдерживают до полного оседания порошка. Отдельные мельчайшие зерна абразива улавливаются из сточной воды в отстойнике 7.
Для разделения шлифпорошка малой зернистости и микропорошков применяют метод отмучивания. Абразивную пульпу наливают в емкость, размешивают и дают ей отстояться некоторое время, кратное числу минут.
Частицы определенной зернистости осаждаются за этот период времени на дне емкости. Оставшаяся жидкость со взвешенными в ней более мелкими зернами сливается с помощью сифона в другую емкость, где выдерживается более длительное время. Последовательно проводя эти операции, разделяют порошки по зернистости. Для осаждения зерен, например, со средним размером 15 мкм, необходимо 30 мин. Соответственно такой порошок иногда называют «тридцатиминутник».
В процессе шлифования абразивная суспензия загрязняется частицами стекла, смол и металлической пылью от изнашивания шлифовальников, зерна абразива измельчаются. Для удаления загрязнений и повторного использования дорогостоящего абразива его подвергают регенерации, для чего абразив из отстойников собирают в контактные чаны, где обрабатывают серной или азотной кислотой для удаления металлических частиц и промывают водой. Получившуюся пульпу подвергают гидроклассификации или отмучиванию.
Линейные размеры зерен микрошлифпорошков измеряют под микроскопом или определяют косвенно путем измерения воздухопроницаемости поверхности навески порошка, что позволяет вычислить средний размер зерна.
Микрошлифпорошки обозначают буквой М и цифрой, указывающей наибольший размер зерен основной фракции в микрометрах.
Классификация шлифовальных порошков по зернистости и область их применения в технологических процессах обработки оптических деталей показаны в табл. 3.2.