- •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
5.3. Материалы рабочей поверхности полировальников
Используют пекоканифолевые полировочные смолы, технические шерстяные ткани – шерстяной войлок, сукно шинельное и синтетические вещества (например, полиуретан). Материалы оценивают по интенсивности процесса полирования, времени, в течение которого инструмент сохраняет первоначальную форму, и способности образовывать чистую, без видимых дефектов полированную поверхность.
Полировочные смолы – сплавы сосновой канифоли и соснового пека с добавлением пластификатора (пчелиного воска или канифольного мыла). Свойства смол характеризуют вязкостью, определяемой по ГОСТ 11506-73*. Марки и область применения смол выбирают с учетом интенсивности процесса и температуры окружающей среды (ОСТ 3-6461-88). При изменении температуры смолы на ±5°С вязкость изменяется на порядок. Способность смол течь под действием нагрузки ограничивает как температурный интервал их применения, так и возможность интенсификации процесса. Для расширения температурного интервала и повышения стабильности формы рабочей поверхности полировальника в пекоканифолевые смолы вводят различные наполнители: древесные опилки (дуб, сосну, ольху), нефтяной битум, полистирол, полирит.
Полировочные смолы используют в качестве материала рабочей поверхности полировальников при изготовлении точных оптических поверхностей. Упругопластические свойства, которыми обладают смолы, позволяют поверхности полировальника, с одной стороны, принимать форму поверхности изделия, с другой, – противодействуя этому процессу, изменять форму полируемой поверхности соответственно настройке и режиму работы станка. При низкой температуре смолы превалируют ее упругие свойства, которые препятствуют изменению формы рабочей поверхности полировальника и увеличению площади контакта с поверхностью изделия. Интенсивность изнашивания стекла при этом мала. С повышением температуры смолы возрастает роль пластических свойств. Площадь контакта поверхности полировальника с изделием расширяется, увеличивается интенсивность изнашивания стекла. Начиная с некоторой температуры, пластические свойства приобретают доминирующее влияние. Прочность закрепления зерен полирующего абразива в подложке оказывается недостаточной для выполнения ими функции микрорезцов, и, встречая сопротивление стекла, они уходят в толщу сколы. Интенсивность изнашивания стекла снижается.
В оптическом производстве принято 19 марок наклеенных смолы (Н-1, 2, 3, 4, 5 и 6; СН-1, 2, 3, 4, 5, 6-1, 6-Н, 7, 8, 9, 10, 11 и 12) и 7 марок полировочных смол (СП-1, 2, 3, 4, 5, 6, 7). Обозначение марки смолы состоит из буквенного индекса Н – смола наклеечная (для интенсивных режимов обработки), СН – смола наклеечная и СП – смола полировочная и условного номера, характеризующего твердость или температуру размягчения смолы. Применяемость некоторых смол приведена в табл. 5.1.
Таблица 5.1
Марки наклеечных и полировочных смол
Тип смолы |
Наклеечная |
Полировочная |
||||||||
Марка смолы |
CH-12 |
CH-10 |
CH6-II |
СН-5 |
СП-7 |
СП-6 |
СП-5 |
СТМ |
СП-З |
СП-2 |
Рабочая температура, °С |
35 – 30 |
30 – 25 |
25 – 20 |
20 – 15 |
40 – 35 |
35 – 30 |
30 – 25 |
25 – 23 |
23 – 20 |
20 – 15 |
Употребляется и другое обозначение смол. Например, наклеечные смолы обозначаются условным порядковым номером от 1 и выше или уменьшенным в 10 раз показанием шкалы прибора для определения твердости. Полировочные смолы маркируются номерами 25, 22, 20, 18, 15, условно показывающими рабочую температуру, при которой рекомендуется применять смолу, или порядковым номером. Иногда к номеру смолы добавляется буква, характеризующая изменение рецептуры смолы и, следовательно, ее свойств.
Смолы, применяемые в заготовительной мастерской для склейки столбиков и наклейки деталей, независимо от их состава, называют воском, восковой смолой, склеенной; иногда им присваивается условный порядковый номер и буквенное обозначение.
Состав наиболее широко употребляемых полировочных и наклеечных смол приведен в табл. 5.2.
Таблица 5.2.
Состав полировочных и наклеечных смол
Марка смолы |
Массовая доля компонента, % |
|||
Канифоль с логарифмом вязкости 8, 5 при 40°С |
Пек с логарифмом вязкости 8 при 25°С |
Другие компоненты |
Наполнитель нейтральный |
|
СН-5 |
50 |
25 |
5 |
20 |
CH-6-II |
70 |
12 |
8 |
10 |
СН-10 |
37 |
18 |
5 |
40 |
СН-12 |
45 |
10 |
– |
45 |
СП-2 |
20 |
79 |
– |
– |
СП-3 |
30 |
69 |
– |
– |
СП-4 |
40 |
59 |
– |
– |
СП-5 |
50 |
45 |
5 |
– |
СП-6 |
60 |
35 |
5 |
– |
СП-7 |
70 |
25 |
5 |
– |
Варьируя соотношениями пека и канифоли, получают смолы нескольких марок с различными пластическими и механическими свойствами, характеризуемыми логарифмом вязкости.
Недостатком смоляных полировальников является способность смолы размягчаться при интенсивных режимах обработки, повышении температуры и давления, что приводит к потере формы полировальника, прилипанию смолы и образованию «завала» на краю детали.
Марку смолы выбирают с учетом материала обрабатываемой детали, точности и скорости обработки, температуры в зоне полирования. Мягкие смолы, имеющие логарифмы вязкости 7,5 – 9,0, лучше удерживают полирующие порошки, быстрее прирабатываются к поверхности шлифовальной детали, при их применении меньше вероятность образования местных ошибок. Твердые смолы обеспечивают большую скорость полирования. Пек древесный не имеет в своем составе кислотных остатков, присущих канифоли, поэтому при использовании смол с пеком вероятность появления налетов на химически нестойких стеклах уменьшается.
Синтетические вещества, из которых наиболее распространенным является пенополиуретан, используют в виде микропористых пленок толщиной от 0,2 мм и более. Материал имеет несколько модификаций – без наполнителя и с наполнителем, в качестве которого применяется полирующий абразив – диоксид церия (СеО2) или диоксид циркония (ZrO2). Зерна абразива, насыщая рабочую поверхность инструмента, повышают интенсивность процесса полирования водной суспензией СеО2 или ZrO2. Пенополиуретановые пленки используют в процессах полирования с повышенными скоростями и давлением. С корпусом инструмента их соединяют водостойким клеем. При повышении требований к точности формы полируемой поверхности толщину материала уменьшают. Соответственно повышаются требования к точности формы поверхности корпуса.
Материал, образующий рабочую поверхность полировальника, выбирают в зависимости от интенсивности процесса, требований к точности формы и высоте неровностей полированной поверхности (табл. 5.3).
Таблица 5.3
Основные свойства материалов рабочей поверхности полировальников
Материал рабочей поверхности |
Показатель качества полированной поверхности |
||
Точность формы |
Высота R2, мкм |
||
N |
ΔN |
||
Войлок шерстяной, сукно шинельное |
6,0-15,0 |
2,0-6,0 |
0,01 |
Смола полировочная |
0,1 |
0,05 |
0,05 |
Пенополиуретан |
2,0-3,0 |
0,2-0,5 |
0,10 |
Связанный полирующий абразив для инструмента типа «Аквапол» |
2,0-3,0 |
0,3-0,5 |
0,05 |