Соединение оптических деталей (стр. 2 из 2)

Клей УФ-235М – раствор полимера винилацетата в циклогексаноле. Применяется для склеивания деталей из увиолевого и кварцевого стекла, фтористого кальция, фтористого лития и других кристаллов, прозрачных в УФ области спектра λ<220 нм.

При склеивании детали прогревают до 60 °С, а клей до 100 °С. Склеенные детали прогревают при температуре 75 °С в течение 2 суток, после чего температуру повышают до 95 °С и выдерживают детали в течение суток. Клей ОК-60, представляющие собой раствор кремнийорганической смолы К-40 в тетрахлорэтилене, применяют для склеивания деталей из фтористого кальция, хлористого натрия, бромистого калия и других кристаллов, прозрачных в ИК области, имеющих малую разность ТКЛР. Склеивание выполняют при температуре 18-26 °С с прогревом через сутки при температуре 120 °С в течение 2ч.

Клей ММА и ММА_к – смесь двух растворов эпоксидной смолы ЭД-20 в мономере полиметилметакрилата. Клей ММА применяют для склеивания деталей диаметром до 250 мм с большой разностью ТКЛР, работающих в средней климатической зоне, на севере, в сухих и влажных тропиках.

Клей ММА_к применяют для склеивания крупногабаритных деталей диаметром 250-600 мм с целым ТКЛР. Склеивание выполняют при температуре 18-26 °С с выдержкой при этой же температуре в течение 5 суток.

ТЕХНОЛОГИЯ СОЕДИНЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ

Соединение склеиванием. Наиболее распространенным способом соединения оптических деталей между собой является их склеивание. Выбор марки клея, технологии склеивания и дополнительной термической обработки определяется размерами и материалом склеиваемых деталей, качеством сопрягаемых поверхностей (погрешностью напряжения поверхностей

и чистотой поверхностей ), техническими требованиями к соединению, свойствами клея.

Обычно технологический процесс склеивания оптических деталей включает следующие основные операции: подготовку деталей к склеиванию, подготовку клея, нанесение клея, взаимную юстировку склеиваемых деталей и фиксацию найденного положения, удаление клея с боковых поверхностей, выдержку склеенного соединения в заданных условиях, контроль.

1. Подготовка деталей состоит из двух последовательно выполняемых операций – комплектации деталей и чистки склеиваемых поверхностей органическими растворителями. Комплектация линз снижает суммарную погрешность толщин склеиваемых линз и тем самым обеспечивает получение заданных значений фокусных отрезков и качества изображения. При комплектации линз должны быть выполнены следующие условия:

а) алгебраическая сумма отклонений толщин отдельных линз двухлинзового комплекта должна быть минимальной и удовлетворять требованиям чертежа. У трехлинзовых комплектов отклонение толщины одной из линз должно быть равно по абсолютному значению и противоположно по знаку сумме отклонений толщин двух других.

Для обеспечения условий комплектации склеенных таким образом двух- или трехлинзовых комплектов с другими элементами оптической системы компоненты должны иметь определенные (по знаку) отклонения от номинала;

б) точность сопряжения склеиваемых поверхностей должна быть

.

Соединяемые поверхности линз промывают, чистят, накладывают одну на другую и комплектами устанавливают на строго выставленную по горизонту плоскость.

Комплектация призм по углам снижает погрешности углов отклонения лучей, других геометрических параметров, повышает качество изображения за счет снижения хроматизма.

2. Подготовка клея зависит от выбранной марки клея. Пробирки с бальзамом нагревают в водяной бане до температуре 130-135 °С. Синтетические клеи, состоящие из нескольких компонентов, тщательно смешивают в пробирке с помощью механического смесителя.

3. Нанесение клея осуществляется с помощью стеклянной палочки – капельницы на верхнюю вогнутую поверхность нижней линзы. Затем накладывается верхняя линза и деревянной рукояткой с замшей или пробковой шайбой плавно круговыми движениями притирается к нижней. При этом пузырьки воздуха выдавливаются вместе с избытком клея. Оптимальная толщина слоя клея составляет 0,005-0,01 мм. Избыток клея удаляется салфеткой, смоченной органическими растворителями.

4. Юстировку и фиксацию найденного положения деталей для совмещения оптической оси склеенного линзового комплекта с геометрической осью нижней – боковой выполняют с помощью центрировочных автоколлимационных микроскопов. Для склеивания пластин, клиньев и призм используют специальные устройства, включающие коллиматоры, зрительные трубы, микроскопы и юстировочные приспособления.

5. Удаление клея с боковых поверхностей склеенных деталей выполняют механическим путем. Иногда дополнительно протирают ватным тампоном, смоченным в растворителе.

6. Выдержка склеенных деталей в заданных условиях производится в термостатах или в помещении под электроламповыми нагревателями.

7. Контроль склеенных деталей выполняют по расклейкам и царапинам, а по точности поверхностей и геометрическим параметрам.

Соединение запеканием. Применяют для обеспечения большой стойкости деталей типа кювет к химическим, термическим, механическим воздействиям. Перед спеканием поверхности очищают и протирают органическими растворителями.

Затем с помощью стеклянной палочки на спекаемые поверхности наносят пасту. Взаимная ориентация найденного положения осуществляются на специальных столиках или с помощью струбции.

Температура печи, время и режим спекания и охлаждения печи зависят от марки стекла, размеров деталей и состава пасты.

Соединение оптическим контактом. В ряде случаев в целях более точной взаимной ориентации соединяемых деталей применяют оптический контакт. Для этого тщательно очищенные и промытые поверхности сжимаются для удаления между ними воздуха.

Критерием качества соединения является отсутствие световых оттенков и пятен в плоскости контакта, наблюдаемых при боковом освещении.

Для предохранения от самопроизвольного снятия деталей с контакта стыки покрывают лаком или герметиком. Предварительное нанесение на контактируемые поверхности тонкой пленки кремнезема с последующим прогревом при 250 °С делает соединение неразъемным.

Такое соединение носит название “глубокий оптический контакт”, который значительно расширяет область применения оптического контакта, заменяет спекание и сварку.

Соединение свариванием. Сваривание кварцевых деталей выполняют в пламени кислородно-водородной горелки при температуре 2000 °С. Высокая температура местного нагрева вызывает кристаллизацию поверхностного слоя, что приводит к деформациям деталей.

Соединение паянием. Операция выполняется лазерным излучением, сфокусированным в плоскость шва, содержащего светопоглощающий припой.Для этого используют специальные технологические лазерные установки с возможностью точных перемещений луча вдоль стыка.

ЛИТЕРАТУРА

1. Малов А.Н., Законников Обработка деталей оптических приборов. Машиностроение, 2006. - 304 с.

2. Бардин А.Н. Сборник и юстировка оптических приборов. Высшая школа, 2005. - 325с.

3. Кривовяз Л.М., Пуряев Д.Т., Знаменская М.А. Практика оптической измерительной лаборатории. Машиностроение, 2004. - 333 с.

4. Справочник технолога-оптика под редакцией М.А. Окатова, Политехника Санкт-Петербург, 2004. - 679 с.

5. Справочник технолога-машиностроителя в 2-х частях. Под редакцией А.М. Дальского, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. Машиностроение 2001