Зеркала из нержавеющей стали для самодельного телескопа Кассегрена (стр. 2 из 5)

Два шаблона, рассчитанной кривизны (вогнутый и выпуклый) изготовленные из тонкого листового дюралюминия позволяли контролировать правильность выпуклости одного диска и величину шарообразного углубления в другом - стрелку кривизны, которая, как помним, равняется 2, 3 мм.

Обработка заготовок напильниками, в результате которой они приобрели кривизну, соответствующую шаблонам, растянулась на два месяца ( по 10 - 12 часов в неделю).

Второй этап - это грубая шлифовка, притирание дисков с абразивом между ними до тех пор, пока они не пришлифуются друг к другу, а следы оставленные напильниками, полностью не исчезнут.

В качестве шлифующих материалов используют природные и искусственные абразивы (указаны с учетом возрастания их плотности и твердости): наждак, электрокорунд, карборунд, карбид бора. Для грубого шлифования применяют шлифзерно. Его автор получил, разбивая отработанные абразивные круги на куски, которые растолок и затем просеял сквозь мелкое сито.

Работа велась на поворотном столике в прямоугольном ящике из оцинкованного железа с невысокими бортиками, прилаженном к прочной табуретке. Ее устойчивость обеспечивала двухпудовая гиря, которая подвешивалась к ней на металлическом стержне.

Поворотный столик – это фанерный круг 25-миллиметровой толщины и поперечником, немного большим поперечника дисков, предназначенных для обработки на нем, который, благодаря запрессованной в его центре латунной втулке, имеет возможность вращаться вокруг металлической же оси, вмонтированной в днище ящика.

Нижний диск во время обработки опирается на три равноудаленные точки (кожаные кружки), лежащие на кругу, диаметр которого на 10 меньший диаметра дисков, и удерживается на поворотном столике четырьмя шурупами, пропущенными сквозь резиновые пробки. Для обеспечения водостойкости, столик пропитан горячей олифой и покрыт масляной краской.

Шлифование производилось в положении "зеркало сверху" с соблюдением условий, о которых уже шла речь: при чередовании штрихов с поворачиванием зеркала относительно шлифовальника.

Порядок работы был следующий. Шлифовальник, закрепленный на поворотном столике, посыпался грубым абразивом (электрокорундом) и смачивался водой. Зеркало накладывалось сверху. Сделав с большим давлением на зеркало два-три центральных штриха, автор левой рукой поворачивал столик на 20-30º против часовой стрелки, а правой - зеркало на 15-20º по часовой стрелке, затем снова с сильным нажимом рук движения от себя и себе и - очередной поворот. И так на всем протяжении шлифования. Два-три штриха совершалось за секунду. Измельченный абразив, смываемый в отдельную посуду, сменялся новыми порциями с обильным добавлением воды.

Стрелка кривизны измерялась вполне достаточным на этом этапе способом. В просвет между центром зеркала и краем металлической линейки, положенной ребром, укладывались стопкой половинки лезвий для бритвы толщиной 0, 1 мм до тех пор, пока линейка не оказывалась плотно прижатой к лезвиям и краям зеркала. Количество лезвий указывало на величину стрелки кривизны. Когда их число достигло 20, а заготовки полностью пришлифовались друг к другу, шлифовальник был отложен в сторону. Его место занял винипластовый диск, того же, что и зеркало диаметра и толщиной 20 мм.

Здесь необходима оговорка. Существует много способов изготовления шлифовальников для тонкого шлифования. Например, наклеить на цементную отливку соответствующего зеркалу поперечника квадратики из оргстекла или винипласта; нанести на металлический или пластмассовый диск, тех же, что и зеркало, диаметра и толщины слой эпоксидной смолы, по которому, после его затвердения, и вести шлифование.

Автор с оглядкой на то, что металлический шлифовальник - основа будущего полировочного притира, а к тонкому шлифованию иногда приходиться возвращаться и в ходе полирования, изготовил диск диаметром 185 мм и толщиной 20 мм из цельного листа винипласта.

После нанесения сети канавок (резцом для резки оргстекла) и чернового придания выпуклости (напильниками под шаблон) диск подвергся пришлифованию к зеркалу, служившему в данном случае инструментом для обработки, и приобрел после этой процедуры хорошую сферическую форму. Извлекло из этого выгоду, впрочем, и само зеркало: поверхность его стала более сглаженной, иначе говоря, вполне подготовленной к тонкому шлифованию.

Второй этап своего рода материализация поговорки "Терпение и труд - все перетрут") обошелся автору в три месяца напряженного труда.

Этап третий. Основная цель тонкой шлифовки - получение сглаженной, плавной поверхности - осуществлялась последовательным применением все более тонких абразивов, минутников.

Автор приготовил их "домашним" способом - отмучиванием отработанного в ходе грубой шлифовки электрокорунда (микропорошки М40, М28, М20, М14).

Отмучивание проводится так. В объемистую стеклянную банку, высотой 25-30 см с теплой кипяченой водой всыплем пригоршню-другую порошка всех фракций, хорошо взболтаем ее и дадим воде отстояться. Спустя 30 минут с помощью сифона сольем воду в другую банку большего объема, внимательно следя, чтобы конец сифона находился в нескольких сантиметрах от уровня отстоявшегося абразива.

Снова нальем воду в первую бутыль и дадим отстояться ей те же полчаса. Воду с абразивом, который не успел осесть, сольем, и так проделаем несколько раз, пока вода в первой бутыли не станет прозрачной. Во второй посудине соберется «минутник» М10, предназначенный для самого тонкого шлифования. Так само взболтаем абразив в первой бутыли, дадим отстояться 15 минут, сливаем его в другую банку, получаем М14. Сокращая вдвое время каждого последующего отстаивания в первой посудине получим абразивы: в третьей банке М20, в четвертой – М28, в пятой – М40.

Полученные «минутники» покроем слоем воды в несколько миллиметров. Высушивать их не следует, иначе они слипнутся в твердые комочки, которые неминуемо поцарапают поверхность зеркала; к тому же, во время работы они все равно должны быть влажными.

К слову, непозволительной роскошью для любителя будет отказаться от приобретения готовых абразивов, которые больше, чем самодельные, отвечают требованиям относительно процентного наличия в них основной фракции, например - не меньше 55% в М14.

Шлифование производилось с неукоснительным соблюдением условий, влияющих на окончательный результат. Это и аккуратность и чистота во всем, особенно при переходе к очередному "минутнику", и неторопливые движения с умеренным давлением на зеркало, и длина штрихов (в пределах 1/4-1/3 радиуса), и строгий осмотр шлифованной поверхности в косых лучах света и с помощью короткофокусной линзы.

Загипсованная кольцевая канавка на лицевой стороне зеркала страховала в немалой степени от царапин.

Стрелка кривизны измерялась индикатором часового типа с ценой деления 0, 01мм, закрепленным в центре металлического бруска, рабочие поверхности которого были тщательно обработаны.

Рис.4

Уменьшение радиуса кривизны, обусловленное постоянным положением зеркала сверху в ходе шлифования, позволило "добрать" до рассчитанной стрелки кривизны недостающие 0, 3 мм.

Залогом получения хорошей поверхности вращения были правильные ритмичные движения и незначительные различия в длине штрихов, естественные при ручной (в отличии от машинной) обработки.

На этом тонкое шлифование, отнявшее около двадцати часов непрерывного времени, закончилось.

Этап четвертый. Полировка, в ходе которой тонко шлифованная заготовка приобретает зеркальный блеск и оптически точную поверхность, производилась на полировочном притире.

Авторы книг для любителей, сходясь на том, что полировочной смоле принадлежит важная, если не основная, роль в полировочном процессе, способы изготовления полировальников предлагают разные. Все они вполне надежны, но требуют доработки, и прежде всего, в нанесении специальных канавок, о чем будет сказано в своем месте.

По окончании тонкой шлифовки была удалена центральная часть будущего кассегреновского зеркала (сверлением по окружности перемычки сквозь кольцевую канавку на задней стороне зеркала и дальнейшей работой надфилем и полукруглым напильником).

Известно, что сплошная поверхность, без отверстия в центре, лучше "слушается" полировальника, а это облегчает фигуризацию. Поэтому образовавшуюся пробку рекомендуется вклеить с помощью гипса или воска на место.

Совет дельный, однако автор, в качестве эксперимента изготовивший из полученного блока сферическое зеркало диаметром 56 мм и фокусным расстоянием 700 мм, лишил себя такой возможности и тем самым добавил проблем в процессе фигуризации.

Основанием для полировочного притира служил металлический шлифовальник, выпуклая форма которого имеет существенное значение: толщина слоя смолы на всей площади полировальника одинакова. Л. Л. Сикорук, к слову, советует для выполнения этого условия, придать алюминиевой пластине подходящую кривизну ударами тяжелого молотка в ее центр или же – сделать еще один диск с эпоксидным слоем по радиусу кривизны зеркала (2).

Очевидно, что при изготовлении металлического зеркала эти хлопоты исключены. Если же продолжить разговор о материалах для любительских зеркал, то следует отметить готовность металлического шлифовальника еще не раз послужить для изготовления и стеклянных астрономических зеркал. А это, с практической точки зрения, тоже - не минус.

Полировочная смола для металлического зеркала должна быть твердой. Твердость в первую очередь зависит от количества канифоли. Процентное соотношение составных частей смолы (битума и канифоли) приблизительно 40%-60% соответственно. Твердость смолы достаточна, если ноготь большого пальца, при сильном давлении в течение полминуты оставит на ней неглубокую, но заметную зарубку.