- •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
20. Сборка и юстировка типовых оптических приборов
20.1. Сборка и юстировка спектральных приборов
Процессы сборки и юстировки преследуют цель – обеспечить выполнение технических условий или требований ГОСТа на прибор. Спектральные приборы сложны в юстировке, поэтому их серийное изготовление сопровождается соответствующей инструкцией.
Окончательную сборку и юстировку прибора проводят после проверки отдельных ответственных деталей и узлов на соответствие чертежу.
Помещение, где юстируется прибор, должно быть с постоянной температурой (22±2)°С, влажностью 50 – 65%, свободным от вибраций, электрических и магнитных полей, в помещении должна быть предусмотрена возможность затемнения. Процесс сборки спектрального прибора состоит из следующие этапов:
предварительной сборки, юстировки и фиксации положений элементов оптической схемы, настройки и проверки электрической и кинематической частей прибора,
о
Рис.20.1. Схема установки щели
кончательной юстировки, градуировки и проверки правильности показаний прибора.
Для предварительной сборки узлов используют в необходимом количестве различные точно изготовленные металлические прутки, валики, втулки, бруски, плитки, угольники. В качестве примера приведем характеристики некоторых приспособлений, используемых при сборке и юстировке спектрометров ИКС-14, ИКС-22. Плоскопараллельные бруски с непараллельностью сторон ±10" используют для установки щелей. Плоскопараллельные плитки – концевые меры, длины, используют при постановке щелей с погрешностью линейной установки ±0,1 мм и угловой установки ±5; шаблон с углом 109о±30" используют для установки внеосевого параболического зеркального объектива; шаблон-указатель высоты оси 65±0,05 мм устанавливают над базовой платой прибора.
Юстировку спектральных приборов начинают с установки щелей в фокальной плоскости объективов- коллиматоров, погрешность установки 0,1 мм. В приборе с линзовой оптикой узлы щелей и объективы выставлены предварительно по высоте и находятся на одной оси. Установку производят линейным перемещением одного элемента – стойки с объективом коллиматора. Освещают входную щель источником белого света 4 (рис. 20.1). Зрительную трубу 1 настраивают на бесконечность и устанавливают со стороны объектива 2 коллиматора. При установке добиваются, чтобы перекрестие зрительной трубы совпало с изображением щели 3. Перемещением стойки с объективом 2 вдоль оптической оси добиваются резкого изображения щели 3, совпадающего с перекрестием сетки зрительной трубы 1. Такое взаимное положение щели и объектива обеспечивает на выходе из объектива параллельный пучок лучей. В том же порядке проводят установку стойки с объективом выходного коллиматора относительно выходной щели.
В приборе с зеркальной оптикой (рис. 20.2) входная 7 и выходная 2 щели установлены на корпусе прибора, коллиматорное параболическое зеркало 3 – по разметке. На основание монохроматора устанавливают угловой шаблон 4 с опорой на технологические стержни 6 прижимают юстировочную призму 5 с зеркальной гипотенузой гранью, установленную на основание прибора.
О
Рис. 20.2. Схема установки зеркального объектива
свещают входную щель источником белого света 8 и добиваются качественного изображения лезвий ножей входной щели 7 в плоскости выходной щели 2: совмещение изображения входной и выходной щелей, а также фокусирование изображения производят поворотом зеркального объектива 3 вокруг горизонтальной и вертикальной осей, а также подвижкой всего узла зеркала вдоль оптической оси. Все необходимые перемещения зеркала предусмотрены конструкцией узла. Качество изображения оценивают со стороны выходной щели 2 сначала невооруженным глазом, затем, с помощью микроскопа 1 (60х).Проверяют параллельность оптической оси зеркального объектива 3 основанию прибора. Для этого перед входной 7 и выходной 2 щелями устанавливают диафрагмы с поперечной риской, проходящей на высоте оптической оси прибора. Погрешность установки риски по высоте ±0,05 мм. Устанавливают юстировочную призму на столике диспергирующей призмы так, чтобы изображение входной щели совпало с выходной щелью. Наблюдение ведут в микроскоп 1, расположенный за выходной щелью 2. Наклоняют зеркальный объектив вокруг горизонтальной оси и добиваются совмещения изображения риски диафрагмы входной щели с риской диафрагмы выходной щели.
Окончательный контроль установки зеркального объектива осуществляют по оценке качества изображения точечной диафрагмы размером 0,02 – 0,03 мм, установленной на входную щель. Диафрагму подсвечивают ртутной лампой. При полном заполнении зеркального объектива светом изображение диафрагмы в плоскости выходной щели имеет вид круглого пятна без бликов и фона. При расфокусировке микроскопа изображение диафрагмы должно быть симметрично. Отсутствие симметрии в картине и нарушение формы изображения отверстия диафрагмы является следствием погрешности установки объектива. Небольшими перемещениями вокруг оптической и вертикальной осей находят такое положение зеркального объектива, когда изображение диафрагмы имеет форму кружка. При этом увод изображения вверх в поле зрения микроскопа устраняют наклоном объектива вокруг горизонтальной оси.
П
Рис. 20.3. Схема установки призмы в спектрофотометре СФ-18
огрешность установки диспергирующих призм в положение угла наименьшего отклонения для определенной длины волны равна ±30". В спектральных приборах принято два способа установки призм по заданному углу. Первый – это способ автоколлимации от поверхности дополнительного юстировочного клина, прижатого к диспергирующей призме и дополняющего угол призмы до значений угла, при которых возможно получить автоколлимационное изображение щели (ИКС-22) или перекрестия зрительной трубы (прибор СФ-18).Включают и юстируют источник излучения 7 (рис. 20.3) так, чтобы изображение нити накала через конденсатор и входную щель 6 заполнило объектив коллиматора 5 и было при этом резким. Устанавливают юстировочную зрительную трубу 1 на рельсе 2, расположенном перпендикулярно оптическим осям входного 5 и выходного коллиматоров. Изображение щели 6 совмещают с перекрестием трубы 1. Стойку с диспергирующей призмой 4 устанавливают по разметке так, чтобы световой пучок полностью заполнил призму. На призму накладывают юстировочный клин 3. От плоскости клина 3 наблюдается автоколлимационное изображение перекрестия зрительной трубы 1.
При юстировке используют тонкую оптическую бумагу, во-первых, в качестве экранов, по которым судят о заполнении светом объектива и призмы. Во-вторых, как прокладку между призмой 4 и клином 3, чтобы не повредить поверхность призмы при наложении клина и не допустить контакта между ними.
П
Рис. 20.4. Схема измерения углов в системе сферических координат
ри втором способе установки призмы по заданному углу устанавливают призму под углом, соответствующим длине волны 546,1 нм. В момент прохождения линии через середину выходной щели снимают отсчет длины волны от счетчика или барабана длин волн. Регулировкой кинематики привода устанавливают соответствие оцифровки счетчика или барабана истинной длине волны.Выведение спектральной линии на выходную щель производят всегда вручную, сохраняя одно и то же направление движения – от меньших длин волн к большим.
Допустимая погрешность градуировки одного порядка, но несколько меньше выделяемого прибором спектрального интервала. Так, в приборе СФ-18 она равна 0,5 нм.
Проверяют точность градуировки сравнением записи спектров, образцовых светофильтров с записями спектра, прилагаемых к карте технического контроля.