Принципы изготовления пластин линз призм для ЭОС (стр. 3 из 5)

Эластичное блокирование применяют для линз с размерами t_ц/d≥1/6, с значениями

и допуском на толщину до 0,01 мм. При блокировании заготовки приклеивают толстым слоем смолы на корпус наклеечного приспособления, имеющего форму гриба или чашки. Радиус наклеечного приспособления для блокирования выбирают из соотношения , где и - толщина соответственно по центру заготовки и смоляной подушки (см. рис.6). Высота наклеечного приспособления . Перед блокированием изготовляют смоляные подушки в виде усеченного конуса и приклеивают их к заготовкам.

Эластичное блокирование - простой и универсальный метод; применяют при обработке линз с погрешностью до одного кольца и допуском на толщину 0,01 мм. Однако этот метод обладает следующими недостатками: во-первых, он не применим при обработке тонких линз (t_ц/d≤1/6), так как большая масса смолы на смоляных подушках сильно деформирует оптическую деталь при наклеивании; во-вторых, необходимо выполнять предварительное одиночное двустороннее шлифование линз.

Тонкие линзы, изготовляемые серийно, блокируют жестко. При жестком блокировании для каждого типоразмера линз необходимо специальное наклеечное приспособление, поэтому этот метод применяют в серийном и крупносерийном производстве. Наклеечные приспособления изготовляют из алюминиевых сплавов или термостойкой пластмассы и имеют точно обработанные площадки для крепления линз.

Вместе с прессовками на наклеечное приспособление в центре и на краю блока наклеивают «маяки». «Маяками» называют линзы, у которых на поверхности, подлежащей обработке, нанесены предварительно алмазным инструментом лунки диаметром 3-5мм, необходимые для контроля толщины линз во время обработки блока. Глубина лунок выдержана с погрешностью до 0,05 мм и равна толщине удаляемого припуска. При шлифовании блока рабочий визуально следит зa состоянием этих лунок. Как только лунка исчезнет, так можно прекращать шлифование. Клоки с заготовками линз после алмазного шлифования поступают на операцию мелкого шлифования свободным абразивом, которую выполняют на шлифовально-полировальных станках типа ШЛ.

Подготовка инструмента. Подготовка шлифовального инструмента заключается в доводке радиуса кривизны расшлифовыванием рабочих поверхностей грибов и чашек для каждого технологического перехода. Подготавливают весь комплект инструментов по переходам, необходимым для обработки линз, заданного радиуса. Расшлифовку поверхности инструмента производя: под пробное стекло или под сферометр.

Расшлифовку под пробное стекло начинают с инструмента, предназначенного для шлифования самым мелким абразивом. Инструмент устанавливают в шпинделе станка ШО или ТИП и подгоняют его рабочую поверхность шпажкой или абразивным бруском вручную, прижимая их и перемещая от центра вращающегося инструмента к его краю, под шаблон заданного радиуса, после чего блокируют на нем блок линз. Шлифуют блок этим же инструментом, делая последний переход абразивом М7, прополировывают и контролируют поверхность линз пробным стеклом. Операцию подгонки инструмента повторяют до получения необходимых значений N и ΔN. После изготовления шлифовальника для мелкого абразива производят подгонку шлифовальника для предшествующего абразива. Изготовленный первоначально инструмент используют как притирочный для контроля на заготовительном участке. Блоки с радиусами кривизны, большими 70 мм, должны притираться к инструменту на 1/4 часть своего диаметра от края, а с радиусами кривизны менее 70 мм - на 1/6—1/7 диаметра. Таким образом налаживают весь комплект шлифовального инструмента

Расшлифовка под сферометр сводится к подгонке и расшлифовыванию инструмента по переходам и относительном контроле их кривизны с помощью сферометра, нулевое показание которого установлено по эталону. В качестве эталонов для сферометров используют пробные стекла ближайшего радиуса.

Шлифование. Одиночные линзы и блоки шлифуют па станках типа ШП в несколько переходов в зависимости от размера деталей и блоков. Мелкое шлифование, как правило, производят в два перехода - абразивами М20 и М10. Для одиночных деталей и блоков, близких к полусфере,- в три перехода М28, М14, М7.

Абразивную суспензию для этих порошков составляют из одной части абразива и трех частей воды. Шлифование ведут до полного исчезновения следов предыдущей обработки с поверхности линз. Режим работы стайка при шлифовании выбирают в зависимости от диаметра блока, зернистости используемого абразива, метода подачи суспензии и других технологических факторов. Удельное давление выбирают около 0,30—1 Н/см². Окружная скорость нижнего звена от 0,6 для больших блоков, до 1 м/с для малых блоков.

Полирование. Сферические поверхности полируют па шлифовально-полировальных станках методом пробных проходов. Полирование проводят таким образом, чтобы обеспечить все требования, предъявляемые к оптической детали – N, ΔN, Р.

Режимы и условия обработки выбирают в зависимости от заданной точности детали. Для деталей пониженной точности применяют интенсивные режимы и инструменты с подложкой из волокнистых материалов - сукна, войлока, фетра. При этом окружная скорость достигает 3 м/с, а удельное давление - 2,50 Н/см². При полировании смоляным полировальником деталей средней точности применяют окружные скорости 0,5—1 м/с и давление 0,50—1,00 Н/см²; для деталей высокой точности — 0,2—0,3 м/с и 0,20—0,50 Н/см².

Интенсивность съема стекла и формообразование заданной оптической поверхности регулируют настройкой станка и подрезкой смолы полировальника, при этом значения технологических факторов (температуры, вязкости смолы, способа подачи полированной суспензии и т. д.) стараются стабилизировать.

После полирования первой стороны линз их лакируют на блоке, разблокировывают и повторяют все операции технологического процесса для обработки второй стороны. После окончательного разблокировывания и промывки линзы поступают на операцию центрирования.

Центрирование линз. Центрирование линз - это операция по совмещению геометрической и оптической осей линзы. Децентричность С линзы возникает как результат накопления погрешностей на всех предыдущих механических операциях линзы, кончая ее полированием. Операцию центрирования линз выполняют в два перехода: совмещением оптической оси линзы с осью вращения шпинделя станка; шлифованием цилиндрической поверхности линзы до диаметра заданного размера, при котором геометрическая осьлинзы, т. е. ось ее симметрии, совмещается с осью вращения шпинделя и, следовательно, с оптической осью линзы.

Точность центрирования зависит от способа установки и крепления линзы и точности шлифования ее цилиндрической поверхности. При центрировании линзу устанавливают тремя способами: по блику; в самоцентрирующем патроне; по прибору.

Установку линзы по блику применяют только в единичном производстве, когда надо центрировать линзу с погрешностью 0,04—0,1 мм. Установку производят приклеиванием центрируемой линзы 3 смолой 2 к трубчатому латунному патрону 1, закрепленному в шпинделе центрировочного станка (рис. 1Е2). Пока смола не застыла, линзу перемещают по торцу патрона (на рис.7показано пунктиром), совмещая ее оптическую ось с осью вращения шпинделя патрона 1. Контроль за правильностью

Рис.7. Схема центрирования по блику

Рис.8. Схема центрирования сжатием

установки линзы осуществляют наблюдением невооруженным глазом за положением блика от источника света S на поверхности линзы. При повороте шпинделя вручную блик должен не смещаться. Точность установки увеличивается, если контроль биения проводить с помощью автоколлимационной трубки.

Установку линз в самоцентрирующих патронахосуществляют непосредственно на специальных центрировочных станках типа ЦС, работающих с алмазным шлифовальнымкругом в полуавтоматическом цикле. Центрируемую линзу 2 зажимают в шпинделях станка: между левым ведущим 1и правым 3, который имеет осевое перемещение и с помощью пружины прижимает линзу к левому шпинделю (рис.8). На шпинделях закреплены стальные закаленные цилиндрические патроны, имеющие тонкие полированные рабочие кромки. В начальномположении оптическаяось линзы О₁О₂, линия, соединяющая центры кривизны сферических поверхностей, может быть смещенной относительно геометрической оси линзы А₁А₂. Однако при зажиме линзы между шпинделями на линзу будет действовать сила Q, сдвигающая ее к оси вращения шпинделей до тех пор, пока линза не коснется всей кольцевой поверхности патронов. Это произойдет автоматически в момент совмещения оптической оси линзы с осью шпинделей. Величина сдвигающей силuQ зависит от кривизны (R₁ и R₂)поверхностей линзы, характеризуемой углом

, т. е. углом между касательными к сферическим поверхностям в точке их контакта с патронами. Угол должен: быть не менее 20°.

Погрешность центрирования линз описанным выше методом зависит от соосности и точности изготовления кольцевых кромок патронов, размеров и кривизны сферических поверхностей линзы и составляет 0,005 - 0,02 мм. Способ прост и высокопроизводителен.