- •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
4. Инструмент
4.1. Алмазный инструмент
4.1.1. Типы и характеристики алмазного инструмента
Алмазные инструменты широко используют для выполнения различных технологических операций обработки оптических деталей. Инструмент состоит из металлического корпуса и алмазоносного слоя, нанесенного на режущую кромку или рабочую поверхность корпуса. Основными характеристиками алмазного инструмента, определяющими его назначение, производительность и износостойкость, является: форма и размеры алмазоносного слоя, зернистость и массовая концентрация алмазного порошка в алмазоносном слое, материал связки.
Инструментальная промышленность централизованно выпускает для нужд оптического производства большое количество типоразмеров стандартизированного алмазного инструмента: круги, планшайбы, кольца, сверла и др. (табл.4.1).
Таблица 4.1
Типоразмеры стандартизированного алмазного инструмента
Стандарт |
ЭСКИЗ профиля инструмента |
Область применения |
Круг чашечный конической формы 12А2 ГОСТ 16172—80 |
|
Обработка плоских и сферических поверхностей |
Круг плоский прямого профиля формы 1А1 ГОСТ 16167—80 |
|
Обработка цилиндрических поверхностей, центрирование |
Круг плоский трехсторонний прямого профиля формы 14U1 ГОСТ 16169—81 |
|
Обработка пазов, торцев, канавок |
Круг плоский формы 6А2Т ГОСТ 17007—80 |
|
Нанесение фасок на призмах, пластинах |
Окончание табл. 4.1
Круг кольцевой формы 2А2 ГОСТ 17006—80 |
|
Обработка сферических и плоских поверхностей, сверление |
Круг плоский с выточкой формы 6А2 ГОСТ 16170—81 |
|
Обработка плоских поверхностей широких фасок на пластинах |
Алмазные инструменты некоторых типов: притиры для тонкого алмазного шлифования, фасонные фрезы, сборные круги, специальные сверла – изготавливают в инструментальных мастерских оптических заводов.
Вид и зернистость алмазного порошка выбирают исходя из условий работы инструмента, требований к производительности и шероховатости обрабатываемой поверхности. Чем больше зернистость алмаза, тем интенсивнее работает инструмент, но шероховатость поверхности и глубина нарушенного поверхностного слоя увеличиваются. В инструментах с малой шириной кромки, например в сверлах, кольцах, крупные зерна в результате воздействия сил резания удерживаются материалом связки и выкрашиваются.
Массовая концентрация алмазного порошка определяет содержание алмаза в алмазоносном слое объемом 1 см3. За 100 %-ную массовую концентрацию условно принята масса 4,4 кар, или 0,88 г. При плотности алмаза 3,52 г/см3 объем, занимаемый алмазным порошком при 100 %-ной массовой концентрации, составит 0,25 см3. Оптимальной является массовая концентрация, обеспечивающая максимальные размещения на поверхности алмазоносного слоя режущих кромок зерен при условии их надежного охвата материалом связки и достаточности промежутков между ними для размещения продуктов изнашивания стекла. С увеличением размеров зерна массовую концентрацию алмазного порошка повышают, с уменьшением – снижают.
Наряду с зернистостью и массовой концентрацией алмаза в алмазоносном слое, важным фактором, влияющим на производительность работы и износостойкость алмазного инструмента, является связка. Связка должна прочно удерживать алмазные зерна, обладать по отношению к ним и к корпусу хорошей адгезией и быть достаточно термостойкой. В то же время износостойкость связки не. должна препятствовать самозатачиванию инструмента. Притупившиеся зерна алмаза необходимо удалить из поверхностного слоя. Затем обнажить новый алмазоносный слой с зернами, имеющими острые режущие кромки.
Для алмазного инструмента, используемого для обработки оптических деталей, применяют в основном многокомпонентные металлические связки на основе порошков меди, алюминия, железа, кобальта. Универсальной связки, пригодной для всех видов обработки оптических деталей, не существует. В каждом конкретном случае состав связки подбирают экспериментально с учетом условий обработки, варьируя содержание компонентов введением легирующих добавок и наполнителей.
Связки на основе меди (М, Ml, M10 и др.) с добавкой олова, никеля, цинка хорошо спекаются при сравнительно небольших температурах (~750°С), имеют высокую прочность. Их широко используют для изготовления алмазного инструмента типа кругов, пил, сверл.
Связки на основе алюминия (МО) и железа (МЖ) применяют для изготовления инструментов, работающих с большими нагрузками, например, для алмазных сегментных пил, сборных фрез и т.п.