Optilise pinna poleerimine. Optiliste osade ühendamise tehnoloogia "protsessitöötlus

Valgevene Vabariigi Haridusministeerium

Haridusasutus

"VALGEVENE RIIKÜLIKOOL

ARVUTITEADUS JA RAADIOELEKTROONIKA"

ABSTRAKTNE

Teemal:

"TEHNOLOOGILINE PROTSESS

OPTILISED OSAD ( üldised põhitõed

MINSK, 2008

Põhiline tehnoloogilised toimingud

Optiliste osade valmistamise tehnoloogiline protsess seisneb nende töö- ja kinnituspindade töötlemises. Toorikud (klaasitükk, plaadid, pressid jne) saavad vajalikud mõõdud, pindadele otstarbekohase struktuuri.

Kõige sobivama tehnoloogilise protsessi koostamisel tooraine tüüp, osade arv partiis, saadaolev tehnilisi vahendeid(seadmed, tööriistad jne) ja nõutav tootmistäpsus. Paljude optiliste osade töötlemise võib jagada mitmeks põhietapiks, millest igaühel on konkreetne eesmärk.

Ettevalmistus. Hanketoimingud hõlmavad liigse materjali eemaldamist, toorikule täpse kuju andmist, vajalike mõõtmete säilitamist ja vajaliku pinnastruktuuri (tuhmuse) tagamist järgnevaks peenlihvimiseks.

Pooltoote hankimise toimingud võivad olla väga mitmekesised. See on klaasi lõikamine, saagimine, freesimine, puurimine, ümardamine, karestamine, keskmine lihvimine, faasimine jne. Töötlemine toimub vabas või seotud olekus abrasiividega (rattad, lõikurid, teemantkeraamika tööriistad). Paljudes operatsioonides (kera lihvimine, tsentreerimine, freesimine, lihvimine) kasutatakse laialdaselt metallkeraamilise sidemega sünteetilistest teemantidest valmistatud tööriistu.

Abitoiminguid (kleebis, liimimine, blokeerimine jne) kasutatakse osade kinnitamiseks seadmetele ja rühmitamiseks edasiseks töötlemiseks või igasuguste saasteainete eemaldamiseks (loputamine, pühkimine).

Peen lihvimine. See on optilise detaili pinna ettevalmistamine poleerimiseks, s.t. toorikule jääkide eemaldamine ja külgede mõõtmete viimine määratud mõõtudele läbi järjestikuse töötlemise erineva suurusega abrasiividega (nn üleminekud). Peenlihvimise tulemusena saadakse väga peene struktuuriga matt pinnatekstuur.

Abrasiivsed terad, veeredes klaasi ja lihvketta vahel, kahjustavad klaasi oma lõikeservadega. Abrasiivsete terade löök-vibratsiooni toimel tekib klaasile kahjustatud pinnakiht (eendid ja konchoidaalsed murrud) ning selle all sisemine pragune kiht. Pragunenud kihi sügavus on mitu korda (4 või enam) suurem kui pinnakihi süvendite sügavus (N. N. Kachalovi, K. G. Kumanini ja teiste teadlaste uurimused).

Kui jahvatamisel tekib liigne vesi, pestakse terad ära, rõhk igale allesjäänud terale suureneb ja need purustatakse või ummistatakse. Sel juhul on kriimustused ja täkked vältimatud. Liigne abrasiiv, mis takistab terade vaba veeremist, põhjustab kriimustusi ja vähendab tootlikkust. Lihvimine on kõige produktiivsem, kui abrasiiviterad on jaotatud ühe kihina.

Spindli pöörlemiskiirus mõjutab terade valtsimise sagedust ja nende löök-vibratsiooniefekti. Liigne kiiruse suurenemine põhjustab tsentrifugaaljõu mõjul veel ammendamata terade äraviskamise.

Lihvimise kogus on võrdeline surve suurusega. Peaaegu piirav rõhk on rõhk, mille juures tera purustatakse (purustusjõud). Selle väärtus sõltub kasutatava abrasiivi tugevusest.

On kindlaks tehtud, et vesi põhjustab klaasi pinnal keemilisi protsesse, mille tulemusena tekivad kiilumisjõud, mis hõlbustavad klaasiosakeste eraldumist töödeldavast pinnast.

Poleerimine. See on operatsioon, mille käigus eemaldatakse pärast peenlihvimist optilise detaili pinnale jäänud ebatasasused, kuni saavutatakse nõutav karedus- ja puhtusklass, samuti kuni töödeldava pinna tasasuse või kumeruse ettenähtud täpsuse saavutamiseni. Protsess põhineb mitmete tegurite koosmõjul: mehaanilised, keemilised ja füüsikalis-keemilised

Erinevate niisutusvedelike kasutamine, nagu katsed on näidanud, võib poleerimisprotsessi kiirendada või aeglustada. On tõestatud, et klaasis olevad räniühendid moodustavad vee mõjul kõige õhema (0,0015 kuni 0,007 mikronit) kile, peatades vee juurdepääsu sügavamatesse klaasikihtidesse ja selle keemilise mõju neile. Mehaaniliste jõudude mõjul rebeneb see kile maha, paljastades värske klaasikihi, mis puutub uuesti kokku veega. Selle tulemusena moodustub uus kilekiht, mis rebitakse kohe maha jne. Kile ise on võimeline kleepuva jõudude toimel hoidma oma pinnal poleerimismaterjali osakesi.

Poleerimisvahenditena kasutatakse esiplaate, seeni ja tasse, millele kantakse vaigu- või kiudmaterjalide kiht.

Vitraažide, peeglite, ehitusklaaside kahepoolseks poleerimiseks, kvaliteetsete klaasnõude kaunistamiseks suur tähtsus on täiustanud klaaspindade keemilise (happe)töötluse meetodeid söövitamise teel. Seda meetodit saab kasutada klaasipinna mehaanilise poleerimise asemel, mõnikord kombineerituna mehaaniliste meetoditega

Tsentreerimine. See on optilise teljega sümmeetrilise läbimõõduga detaili töötlemisoperatsioon, milles kombineeritakse nii läätse optiline kui ka geomeetriline telg. Operatsiooni tegemise vajaduse põhjustavad järgmised asjaolud. Toorikute valmistamise käigus, näiteks postide ümardamisel (joonis 1, a), koorimisel, lihvimisel ja poleerimisel, võivad klaasikihi ebaühtlase eemaldamise tõttu olla läätsed kiilukujulised, mida iseloomustab ebavõrdne paksus osadest piki serva (joonis 1, b). Sellise osa puhul nihkuvad kera pealekandmisel sfääriliste pindade keskpunktid ja sellest tulenevalt ka optiline telg läätse geomeetrilise telje suhtes.

Joonis 1. Detsentratsiooni moodustamise skeem:

a - tooriku kolonni telje vale joondamine; b - sfäärilise pinna keskpunkti nihkumine

Riis. 2. Objektiivi detsentreerimine:

a - optiline telg on paralleelne geomeetrilise teljega; b - optiline telg geomeetrilise telje suhtes nurga all

Riis. 3 Skemaatiline illustratsioon

Joonis 4. Objektiivi automaatne paigaldamine kassettide vahel kokkusurumise teel:

1-objektiiv; 2-kassetid

Enne tsentreerimist võib läätse optiline telg olla paralleelne oma geomeetrilise teljega (joonis 2, a) või minna selle suhtes teatud nurga all (joonis 2, b). Sellise objektiivi puhul asuvad selle servad optilisest teljest erineval kaugusel ja on erineva paksusega. Sellist objektiivi ei saa seadme kaadrisse panna, kuna pilt jääb kehvaks (objektiivi optiline telg ei ühti kaadri geomeetrilise teljega). Tsentreeritud läätse puhul on servad sama paksusega ning optiline ja geomeetriline telg on joondatud detsentratsiooni tolerantsi piires (joonis 3, b).

Objektiivi paigaldamine kassetile enne tsentreerimist toimub optiliselt või mehaaniliselt.

Optiline meetod- paigaldamine "peegeldades" silma või optilise toru alla. Objektiiv kinnitatakse tsentreeriva vaiguga pöörlevale kassetile asendis, mis tagab lambi hõõgniidi kujutise või optilise toru “sähvatuse” kujutise liikumatuse.

Mehaaniline meetod (isetsentreerimine) seisneb selles, et objektiiv paigaldatakse automaatselt surumise teel kahe rangelt samal teljel paikneva kasseti vahele (joonis 4).

Mõlema meetodi puhul tagab õige paigalduse padrunite kinnitusserva hea ettevalmistus ja kärpimine ning tsentreeritud osa väljavoolamise puudumine pöörlemise ajal.

Liimimine. Liimimise eesmärk on saada jäigalt ühendatud ja tsentreeritud süsteem.

Mõnel juhul (eriti lamedate osade puhul) asendatakse liimimine optilise kontaktiga (kahe poleeritud pinna molekulaarne adhesioon).

Tehnoloogilised abitoimingud

Kõige olulisem abiblokeerimisoperatsioon on detailide või toorikute ühendamine seadmega (kleebis, mehaaniline meetod, optiline kontaktmeetod, vaakumkinnitus, paigutamine separaatoritesse jne) nende edasiseks vuugitöötluseks. Armatuuri ja selle külge kinnitatud osade või toorikute kombinatsiooni nimetatakse plokiks. Alates õige valik Blokeerimismeetod, sõltuvalt osade suurusest ja kujust, määratud täpsusest, sõltub suuresti toote kvaliteedist ja tehnoloogilise protsessi efektiivsusest.

Blokeerimine peab tagama:

1) võimalikult suure hulga toorikute kinnitamine;

2) töötlemise lihtsus selle toimingu ajal (näiteks: lihvimine, poleerimine);

3) töö käigus vajalike mõõtmiste tegemise mugavus;

4) kinnituse töökindlus kõige intensiivsemates töötingimustes;

5) detailide või detailide mehaaniliste kahjustuste ja deformatsioonide puudumine;

6) töödeldavate pindade õige ja sümmeetriline paigutus kinnitusseadme ja töötlusvahendi suhtes;

7) lukustamise ja avamise lihtsus ja kiirus.

Optika tootmisel kasutatakse mitmeid blokeerimismeetodeid. Kuid kõige levinum meetod on endiselt elastne kinnitusviis.

Elastne kinnitus. Kasutatakse väikesemahulistes ja masstoodang keskmise täpsusega osadele. See toiming sisaldab järgmisi üleminekuid:

1. Kleebis vaigupadjaosa ühele töödeldud küljele käsitsi või spetsiaalsel poolautomaatsel masinal.

Poleerimise eesmärk on anda kasutatavale pinnale nõutav läbipaistvus ja N, DN, P väärtused.. Klaasi poleerimise protsess poleerimispulbrite vesisuspensioonidega on keerulisema füüsikalise ja keemilise olemusega kui lihvimine. Poleerimisel on vaja saavutada pinna karedus, mis ei ületa 3-5 sajandikku mikronit. Vastavalt standardile GOST 2789-73.

Lihvimisel moodustunud välimine reljeefne kiht eemaldatakse poleerimisega täielikult ja mõranenud jääb osaliselt alles, kuid pinnal olevad praod on poleeritud hüdrolüüsitud klaasi osakestega ega sega valguse läbipääsu sellest.

Väliselt näeb poleerimisprotsess välja selline. Peamiselt tseerium- või raudoksiididest koosnevad poleerimispulbri terad on mõõtmetega 0,2 - 2 mikronit, need hõljuvad vees ning paiknevad poleerpadja ja klaasi lihvimispindade vahel.

Võrreldes lihvimisteradega on poleerimispulbri teradel väiksem kõvadus ja vähem väljendunud abrasiivsed iseterituvad omadused lõhestamise ajal. Enamikul juhtudel 0,2–1,0 mikroni suuruste poleerimispulbrite terade lõhenemist ja tuhmumist saab hinnata ainult sekundaarsete kaudsete märkide järgi.

Poleerimispadjal on vaigu töökiht. Pinna ebatasasuste alad lihvklaasi pinnal ja poleerimispadja vaigupinnal on oluliselt suuremad kui poleerimispulbri terasuurused. Kuid klaasil on maapinna ebatasasustel mikrogeomeetriline karakteristik, vaigul aga makrogeomeetrilise karakteristikuga. Plastiliselt deformeerunud viskoosse vaigu poleerimispadja tööpind silutakse mööda maapinna mikroebatasasusi.

Vesi, milles terad on suspendeeritud, avaldab suspensiooni tarnimise esimestel hetkedel hüdrostaatilist vasturõhku väljapoole, seejärel levib ja terad fikseeritakse, adsorbeeritakse vaigu välimisse kihti. Osa teradest, mis pole veel vaigurullis fikseeritud või hetkeks kinnistunud, jätkavad liikumist suhtelise kiiruse vektori suunas.

Terad lõikavad ära reljeefse kihi tipud, mis muutuvad koheselt siledaks ja poleeritud. Järgnevalt suurenevad poleeritud alade mõõtmed, ebatasasuste kõrgus väheneb karedusklassidele 13-14 iseloomulikuni.

Vaigu sisse ja samal ajal õõnsuste, pooride ja soonte jäänustesse, klaasi poleeritud elementaarsetele aladele kinnitatud (adsorbeeritud) veereterad näivad liimivat need poleerimispadja pinnale ja seejärel, suhtelise liikumisega rebida keemilise mõju all vee toimel klaasi pinnale tekkinud kolloidkile tükke.

Poleeritud pinna jääk ebatasasused on alla 0,03 mikroni, s.o. väiksem kui nähtava kiirguse lainepikkus, kuna klaasi läbistava tera osa suurus ei ületa 0,3 mikronit.

Terasid hoidva vaigu ja kolloidkile plastilised omadused tagavad, et poleerimispulbri terade tööga ei kaasne rebenenud servadega kriimustuste tekkimine ning klaasi laiuse ja sügavuse pragunemine. Tänu ränihappe kolloidkile plastilistele omadustele pingutatakse “laastude” eemaldamisel tekkinud sooned. Lihvimisel järelejäänud praod täidetakse klaasi hüdrolüüsi kolloidsete saadustega.

Tehnoloogiliste ja konstruktsiooniliste arvutuste puhul eeldatakse, et kinemaatilise klaasi-tööriista paari elementide suhtelisel liikumisel kulutatud kineetilist energiat kasutatakse klaasi vastupidavuse ületamiseks poleerimispulbri teradega lõikamisele. Igale terale mõjuvad elementaarjõud ja poleerimise integraalne lõiketugevus on oma olemuselt staatilised.

Elementaarjõudude terviksumma moodustab klaasi ja tööriista vastastikmõju jõu, mis on masina kasulik koormus poleerimise ajal. Poleerimisel eemaldatakse väike, kuid üsna märgatav varukiht, nagu seda tehti lihvimisel.

Poleerimisel avaldub keemiline protsess selles, et vesi moodustab klaasile toimides kolloidse kile. Kile paksus kasvab kiiresti sõltuvalt klaasi keemilisest vastupidavusest, saavutades maksimaalse paksuse umbes ühe minutiga. Kui varem arvati, et poleerimisprotsess võib toimuda terade koosmõjul ainult kolloidkilega, siis nüüd on töötlemisrežiimid muutunud nii intensiivseks, et kile ei jõua moodustuda ja poleerimispulbri terad mõjuvad klaasile, mis teeb seda. ei sisalda pinnakilet. On tõestatud, et sel juhul moodustub 13. ja 14. karedusklassi poleeritud pind.

Seega on valdava tähtsusega terade mehaaniline toime ja selle tugevdamine tõstab klaasi poleerimise efektiivsust. Mehaaniliste mõjutustega poleerimisel on võimalik kontrollida pinna moodustumise protsessi määratud N ja P väärtustega.

Poleeritud pinnal võib lisaks ebatasasustele, mille väärtused on GOST 2789-73 järgi määratud 13. ja 14. klassis, alati esineda defekte. Karedusdefektid jäävad maapinna struktuurist või ilmnevad kriimustustena töödeldud detaili pinnal.

Poleerimisprotsessi käigus tekivad kriimud, kui tööriista alla satuvad osakesed, mis on poleerimispulbri teradest kõvemad ja suuremad. Optiliste osade poleeritud pindade puhtuse defektide suurused on standarditud ja näidatud vastavate väärtustega standardis GOST 11141 - 76.

Poleerimine toimub samadel masinatel nagu lihvimine, kuid tööosade väiksema pöörlemiskiirusega. Lihvimine võtab aega minuteid ja poleerimine tunde, st aeg on umbes 20 korda pikem kui lihvimisaeg.

Joonis 13.1 Fikseeritud abrasiivtera tööskeem

Valgevene Vabariigi Haridusministeerium

Haridusasutus

"VALGEVENE RIIKÜLIKOOL

ARVUTITEADUS JA RAADIOELEKTROONIKA"

ABSTRAKTNE

Teemal:

« TEHNOLOOGILINEPROTSESSHOOLDUSED

OPTILISED OSAD (üldised alused)»

MINSK, 2008

Tehnoloogilised põhitoimingud

Optiliste osade valmistamise tehnoloogiline protsess seisneb nende töö- ja kinnituspindade töötlemises. Toorikud (klaasitükk, plaadid, pressid jne) saavad vajalikud mõõtmed, pindadele nende otstarbele vastav struktuur.

Sobivaima tehnoloogilise protsessi koostamisel tuleb arvestada tooraine liiki, osade arvu partiis, olemasolevaid tehnilisi vahendeid (seadmed, tööriistad jne) ja nõutavat valmistamise täpsust. Paljude optiliste osade töötlemise võib jagada mitmeks põhietapiks, millest igaühel on konkreetne eesmärk.

Ettevalmistus. Hanketoimingud hõlmavad liigse materjali eemaldamist, toorikule täpse kuju andmist, vajalike mõõtmete säilitamist ja vajaliku pinnastruktuuri (tuhmuse) tagamist järgnevaks peenlihvimiseks.

Pooltoote hankimise toimingud võivad olla väga mitmekesised. See on klaasi lõikamine, saagimine, freesimine, puurimine, ümardamine, karestamine, keskmine lihvimine, faasimine jne. Töötlemine toimub vabas või seotud olekus abrasiividega (rattad, lõikurid, teemantkeraamika tööriistad). Paljudes operatsioonides (kera lihvimine, tsentreerimine, freesimine, lihvimine) kasutatakse laialdaselt metallkeraamilise sidemega sünteetilistest teemantidest valmistatud tööriistu.

Abitoiminguid (kleebis, liimimine, blokeerimine jne) kasutatakse osade kinnitamiseks seadmetele ja rühmitamiseks edasiseks töötlemiseks või igasuguste saasteainete eemaldamiseks (loputamine, pühkimine).

Peen lihvimine. See on optilise detaili pinna ettevalmistamine poleerimiseks, s.t. toorikule jääkide eemaldamine ja külgede mõõtmete viimine määratud mõõtudele läbi järjestikuse töötlemise erineva suurusega abrasiividega (nn üleminekud). Peenlihvimise tulemusena saadakse väga peene struktuuriga matt pinnatekstuur.

Abrasiivsed terad, veeredes klaasi ja lihvketta vahel, kahjustavad klaasi oma lõikeservadega. Abrasiivsete terade löök-vibratsiooni toimel tekib klaasile kahjustatud pinnakiht (eendid ja konchoidaalsed murrud) ning selle all sisemine pragune kiht. Pragunenud kihi sügavus on mitu korda (4 või enam) suurem kui pinnakihi süvendite sügavus (N. N. Kachalovi, K. G. Kumanini ja teiste teadlaste uurimused).

Kui jahvatamisel tekib liigne vesi, pestakse terad minema, rõhk igale allesjäänud terale suureneb ja need purustatakse või ummistatakse. Sel juhul on kriimustused ja täkked vältimatud. Liigne abrasiiv, mis takistab terade vaba veeremist, põhjustab kriimustusi ja vähendab tootlikkust. Lihvimine on kõige produktiivsem, kui abrasiivsed terad on jaotatud ühes kihis.

Spindli pöörlemiskiirus mõjutab terade valtsimise sagedust ja nende löök-vibratsiooniefekti. Liigne kiiruse suurenemine põhjustab tsentrifugaaljõu mõjul veel ammendamata terade äraviskamise.

Lihvimise kogus on võrdeline surve suurusega. Peaaegu piirav rõhk on rõhk, mille juures tera purustatakse (purustusjõud). Selle väärtus sõltub kasutatava abrasiivi tugevusest.

On kindlaks tehtud, et vesi põhjustab klaasi pinnal keemilisi protsesse, mille tulemusena tekivad kiilumisjõud, mis hõlbustavad klaasiosakeste eraldumist töödeldavast pinnast.

Poleerimine. See on operatsioon, mille käigus eemaldatakse pärast peenlihvimist optilise detaili pinnale jäänud ebatasasused, kuni saavutatakse nõutav karedus- ja puhtusklass, samuti kuni töödeldava pinna tasasuse või kumeruse ettenähtud täpsuse saavutamiseni. Protsess põhineb mitmete tegurite koosmõjul: mehaanilised, keemilised ja füüsikalis-keemilised

Erinevate niisutusvedelike kasutamine, nagu katsed on näidanud, võib poleerimisprotsessi kiirendada või aeglustada. On tõestatud, et klaasis olevad räniühendid moodustavad vee mõjul kõige õhema (0,0015 kuni 0,007 mikronit) kile, peatades vee juurdepääsu sügavamatesse klaasikihtidesse ja selle keemilise mõju neile. Mehaaniliste jõudude mõjul rebeneb see kile maha, paljastades värske klaasikihi, mis puutub uuesti kokku veega. Selle tulemusena moodustub uus kilekiht, mis rebitakse kohe maha jne. Kile ise on võimeline kleepuva jõudude toimel hoidma oma pinnal poleerimismaterjali osakesi.

Poleerimisvahenditena kasutatakse esiplaate, seeni ja tasse, millele kantakse vaigu- või kiudmaterjalide kiht.

Vitraažide, peegelklaaside, ehitusklaaside kahepoolsel poleerimisel ja kvaliteetsete klaasnõude kaunistamisel on suur tähtsus klaaspindade keemilise (happe) töötlemise meetodite täiustamisel söövitusega. Seda meetodit saab kasutada klaasipinna mehaanilise poleerimise asemel, mõnikord kombineerituna mehaaniliste meetoditega

Tsentreerimine. See on optilise teljega sümmeetrilise läbimõõduga detaili töötlemisoperatsioon, milles kombineeritakse nii läätse optiline kui ka geomeetriline telg. Operatsiooni tegemise vajaduse põhjustavad järgmised asjaolud. Toorikute valmistamise käigus, näiteks postide ümardamisel (joonis 1, a), koorimisel, lihvimisel ja poleerimisel, võivad klaasikihi ebaühtlase eemaldamise tõttu olla läätsed kiilukujulised, mida iseloomustab ebavõrdne paksus osadest piki serva (joonis 1, b). Sellise osa puhul nihkuvad kera pealekandmisel sfääriliste pindade keskpunktid ja sellest tulenevalt ka optiline telg läätse geomeetrilise telje suhtes.

Joonis 1. Detsentratsiooni moodustamise skeem:

a - tooriku kolonni telje vale joondamine; b -- sfäärilise pinna keskpunkti nihkumine

Riis. 2. Objektiivi detsentreerimine:

a - optiline telg on paralleelne geomeetrilise teljega; b -- optiline telg geomeetrilise telje suhtes nurga all

Riis. 3 Skemaatiline illustratsioon

Joonis 4. Objektiivi automaatne paigaldamine kassettide vahel kokkusurumise teel:

1-objektiiv; 2 ringi

Enne tsentreerimist võib läätse optiline telg olla paralleelne oma geomeetrilise teljega (joonis 2, a) või minna selle suhtes teatud nurga all (joonis 2, b). Sellise objektiivi puhul asuvad selle servad optilisest teljest erineval kaugusel ja on erineva paksusega. Sellist objektiivi ei saa seadme kaadrisse panna, kuna pilt jääb kehvaks (objektiivi optiline telg ei ühti kaadri geomeetrilise teljega). Tsentreeritud läätse puhul on servad sama paksusega ning optiline ja geomeetriline telg on joondatud detsentratsiooni tolerantsi piires (joonis 3, b).

Objektiivi paigaldamine kassetile enne tsentreerimist toimub optiliselt või mehaaniliselt.

Optiline meetod - paigaldamine "peegeldades" silmale või optilise toru alla. Objektiiv kinnitatakse tsentreeriva vaiguga pöörlevale kassetile asendis, mis tagab lambi hõõgniidi kujutise või optilise toru “sähvatuse” kujutise liikumatuse.

Mehaaniline meetod (isetsentreerimine) seisneb selles, et objektiiv paigaldatakse automaatselt surumise teel kahe rangelt samal teljel paikneva kasseti vahele (joonis 4).

Mõlema meetodi puhul tagab õige paigalduse padrunite kinnitusserva hea ettevalmistus ja kärpimine ning tsentreeritud osa väljavoolamise puudumine pöörlemise ajal.

Liimimine. Liimimise eesmärk on saada jäigalt ühendatud ja tsentreeritud süsteem.

Mõnel juhul (eriti lamedate osade puhul) asendatakse liimimine optilise kontaktiga (kahe poleeritud pinna molekulaarne adhesioon).

Tehnoloogilised abitoimingud

Kõige olulisem abiblokeerimisoperatsioon on detailide või toorikute ühendamine seadmega (kleebis, mehaaniline meetod, optiline kontaktmeetod, vaakumkinnitus, paigutamine separaatoritesse jne) nende edasiseks vuugitöötluseks. Armatuuri ja selle külge kinnitatud osade või toorikute kombinatsiooni nimetatakse plokiks. Toote kvaliteet ja tehnoloogilise protsessi efektiivsus sõltuvad suuresti lukustusmeetodi õigest valikust, sõltuvalt detailide suurusest ja kujust ning etteantud täpsusest.

Blokeerimine peab tagama:

1) võimalikult suure hulga toorikute kinnitamine;

2) töötlemise lihtsus selle toimingu ajal (näiteks: lihvimine, poleerimine);

3) töö käigus vajalike mõõtmiste tegemise mugavus;

4) kinnituse töökindlus kõige intensiivsemates töötingimustes;

5) detailide või detailide mehaaniliste kahjustuste ja deformatsioonide puudumine;

6) töödeldavate pindade õige ja sümmeetriline paigutus kinnitusseadme ja töötlusvahendi suhtes;

7) lukustamise ja avamise lihtsus ja kiirus.

Optika tootmisel kasutatakse mitmeid blokeerimismeetodeid. Samas on levinuim meetod endiselt elastne kinnitusviis.

Elastne kinnitus. Kasutatakse väikesemahulises ja masstootmises keskmise täpsusega osade jaoks. See toiming sisaldab järgmisi üleminekuid:

1. Kleebis detaili ühele töödeldud küljele vaigupatjadega käsitsi või spetsiaalse poolautomaatse masina abil.

2. Töödeldava läätse teise pinna puhastamine

3. Läätsede lihvimine lappimisseadme põhjalikult puhastatud pinnale (seen, tass, esiplaat).

4. Osade liimimine liimimisseadmele.

5. Blokeeri jahutus.

Vaigukihi paksus pärast jahutamist peaks olema 0,1-0,2d (d on läätse läbimõõt), kuid mitte vähem kui 1 mm (väikese läbimõõduga läätsede puhul). Nii et näiteks 30 mm läbimõõduga objektiivi puhul on vaigupadja kõrgus 3-6 mm. Vaigupadja läbimõõt on võrdne detaili läbimõõduga ja on tehtud kerge koonusega, et seda oleks lihtne blokeerida (joonis 5). Avamine toimub külmkapis ja mõnikord lihtsalt puidust haamriga.

Täidist kasutatakse väikese läbimõõduga ja väikese kõverusraadiusega läätsede puhul. Sulanud vaik tilgutatakse ülalt lapitud läätsedele ja asetatakse vastavalt lappimisseadme pinnale. Vaik täidab tassi, soojendab läätsi ja kleepub nende külge. Kuni vaik ei ole kõvenenud, sisestatakse sellesse kuumutatud kleepumisseade, näiteks seen. Pärast piisavat kastmist vaigusse ja joondamist nii, et kinnituste teljed langevad kokku, jahutatakse plokk Pärast puhastamist pestakse ploki pind lahusti ja veega. Avamine toimub ploki kuumutamisega.

Jäik kinnitus. Seda kasutatakse osade mass- ja suuremahuliseks tootmiseks, mille pinnatäpsuse tolerantsid on 0,5 rõnga või rohkem, paksusega 0,05 mm või rohkem.

Esimese külje töötlemiseks liimitakse läätsed (pressid) jäigalt otse seadme külge spetsiaalsetesse pistikupesadesse või platvormidele (joonis 6, a).

Riis. 5. Vaigupatjade tüüp

Seadet kuumutatakse temperatuurini umbes 100° C. Samal ajal soojendatakse osi veidi. Kandke seadme kinnituspinnale õhuke kiht vaik või tõrvatud lapiga padi (teise külje töötlemisel). Peale pulgaga läätsede pealekandmist säilib detaili alt vaik nii palju kui võimalik. Pärast esimese külje töötlemist (lihvimine või freesimine, keskmine ja peenlihvimine, poleerimine) lakitakse kogu detaili pind ja töödeldakse teisest küljest samas järjekorras.

Pooljäik kinnitus. Kasutatakse õhukeste läätsede jaoks, millel on töödeldud pinna suur kõverusraadius. Objektiiv liimitakse tõrvatud riidest tihendiga metallseibile, mis omakorda liimitakse seadme külge (joonis 6, b). Prillide tootmisel liimitakse kuumutatud toorikud otse vaigukihile. Sellise kinnituse täpsuse tagamiseks moodustab spetsiaalne seade vaigukihile vastupidise kujuga istmed. Need määravad läätsede asukoha blokeerimisel (joonis 6, c).

Mehaaniline kinnitus. Kõige sagedamini kasutatakse hankeoperatsioonidel, näiteks prismade kinnitamiseks.

Osad asetatakse üksteise lähedale sobivate väljalõigetega metallkinnitustes. Välimised osad hoitakse paigal kruvi- või vedruklambritega. Välisosade alla asetatakse elastne tihend (kumm, papp).

Riis. 6. Kleebise muster (kõvad ja pooljäigad meetodid):

a - kõva meetod; b - pooljäik meetod; c - kleebis vaigueenditel

(1 - lääts; 2 - tõrvatud riidest padi; 3 - sfääriline plaat;

4 - vaik; 5 - kleebisseade);

Kips. Kõige sagedamini kasutatakse meetodit 3" ja suuremate nurkade tolerantsiga prismade ja suurte klaasitükkide kinnitamiseks. Krohvimine seisneb kipsi vesilahuse tsemendiga valamises poti, korpuse vms kujul olevasse seadmesse (joon. . 7) otse detailile , mis on lapitud esiplaadile. Poti põhi kinnitatakse kruvide või muude vahenditega rõnga külge. Tihti piirdutakse lapitava esiplaadi mähkimisega kummist veljega. Pärast krohvi kivistumist ja põhja seatud otse kipsi sisse, kinnitatakse sellesse, velg eemaldatakse.Vahelised ruumid

Riis. 7. Krohvimisskeem:

1 - prisma; 2 - lappiv esiplaat; 3 - plaat; 4 - põhi; 5 - prismadega korpuse rõngas pärast kipsi kõvenemist puhastatakse traatharjaga 2-3 mm sügavuselt ja pestakse.

Ploki puhastamise tagamiseks täidetakse prismade vaheline ruum enne valamist peeneks sõelutud kuivaga saepuru ja metalläär asetatakse 3--4 plaadile paksusega 2--3 mm. Niiskuse ja krohvi valgumise eest kaitsmiseks kaetakse puhastatud ruum sulaparafiiniga.

Blokeeringust vabastamine toimub krohvi poolitamisel puuhaamriga või spetsiaalse krohvivaba pressi abil. Pressi kasutamine vähendab avamisprotsessi töömahukust ja tagab kõrgema kvaliteedi, kuna peaaegu kõik prismad on täielikult krohvist vabastatud.

Optilise kontakti meetod. Täpsete pindadega (kuni 0,05 rõngast), nurgamõõtudega 1--2”, paralleelsusega 1-10” detailide töötlemisel (täppisplaadid, peeglid, kiilud, prismad) kasutatakse optilist kontaktkinnitust. Samal ajal puhastatakse põhjalikult ja rasvatustatakse (alkohol, eeter, oravahari, kambrilised salvrätikud) osade pindade 0,5-2 rõngast, mis on poleeritud “värviga”, ning surutakse sujuvalt alla ja surutakse vastu samuti hoolikalt ettevalmistatud poleeritud. kontaktseadme pind. Survet rakendatakse seni, kuni häiremuster kaob. Osade vaheline vahe kaetakse lakiga või puhastatud tootes oleva šellaki lahusega.

Kontaktseadmed võivad olenevalt kujust ja suurusest olla erineva kuju ja suurusega (joonis 8).

Riis. 8. Plaatide ja prismade kontaktseadmed: a - kontaktplaat tasapinnaliste paralleelsete plaatidega (1 - plaadid; 2 - kontaktplaat); b - seade toorikute prismade ja kiilude jaoks (1 - prismad; 2 - kontaktseade).

Nende pind tuleb poleerida 0,1-0,5 rõnga täpsusega. Kui paralleelsus on vajalik, säilitatakse see kuni 1--2”. Rangelt säilitatakse ka nurkade täpsust, kuna toote kvaliteet sõltub kontaktseadmete nurkmõõtmete täpsusest, paralleelsusest ja pinna kvaliteedist.

Kontaktilt eemaldamisel rakendatakse kütet või jahutamist. Õhukesed osad (0,1-0,5 mm) saab ettevaatlikult eemaldada žiletitera või detaili pinnale valatud tilga eetriga.

Kinnitus eraldajatesse. Pinna ja nurkmõõtmete täpseks viimistlemiseks kasutatakse toorikus ja lõpptoimingutes separaatoreid või eraldusseadmeid. Eraldaja on väljalõigetega puur, millesse toorikud asetatakse. Selliste osade töötlemine, näiteks tooriku sees, võib toimuda üheaegselt mõlemalt poolt (joonis 9, a). Täpse viimistluse jaoks kasutatakse erineva läbimõõduga väljalõigetega pakse klaasplaate, millesse erinevad osad(joonis 9, b). Väljalõiked ei lase detailil poleerimispadjast väljapoole kukkuda.

Riis. 9. Eraldaja: a - kahepoolne lihvimisskeem (1 - eraldaja; 2 - plaadid; 3 - lihvimispadjad); b-klaasi eraldaja lamedate osade mehhaniseeritud viimistlemiseks

Töötamise ajal korrigeerib separaator ise pidevalt poleerimispadja pinda, hoides seda sees heas seisukorras st see on ka vormiv ketas.

Kui detailil (plaat, kiil) on vaja kiilu nurka suurendada või vähendada, siis liimitakse selle servale pehme vahaga raskus, tänu millele aktiveerub soovitud ala tugevamini.

Aukude pindala ja kogu eraldaja osa suhe määratakse arvutusega.

Lihvimispatjade komplekti valmistamine

Kumera pinna lihvimine suurematelt abrasiividelt väiksematele liikudes algab alati servast. See tagab läätse soovitud paksuse säilimise keskel ja kogu pinna ühtlase lihvimise servadest keskkohani. Lihvimistööriista kõverusraadiusi muudetakse trimmimisega, kui liigutakse suurematelt abrasiividelt väiksematele.

Riis. 10. Tassi (a) ja seene (b) tööriista pinna kõverusraadiuse muutuste skemaatilised kujutised:

R 1 -- koorimisvahendi kõverusraadius; R 2 -- keskmise lihvimise tööriista kõverusraadius; R 3 -- tööriista kõverusraadius peenlihvimiseks

Tasside kõverusraadiused vähenevad järk-järgult (joonis 10, a) ja seened, vastupidi, suurenevad (joonis 10, b).

Tööriista lihvimisel antakse selle pinnale soovitud kõverusraadius või täpne tasapinnalisus. Samal ajal lihvitakse pinda, kuni lõikuri või kaabitsa jäljed on eemaldatud.

Toimingute järjekord on järgmine.

1. Tööriista pind lihvimise viimaseks etapiks reguleeritakse trimmimisega vastavalt etteantud raadiusega mallile ja pärast seda blokeeritakse sellel defektsete osade plokk.

2. Sama tööriista abil plokk lihvitakse ja poleeritakse. Vaadatakse häiremustrit (“värvi”).

3. Kui “värv” ei vasta antud lihvpatjade komplekti nõuetele, siis lihvimisalus trimmitakse uuesti, lihvitakse, poleeritakse ja uuritakse “värvi”.

Riis. 11. Lihvimisskeem:

a - väikese kumerusega pinnad; b -- suure kumerusega pinnad (D bl -- ploki läbimõõt)

4. Nõutava “värvi” saavutamisel lihvitakse tööriista kuni lõikuri või kaabitsa jäljed eemaldatakse ja plokki kontrollitakse veel kord katseklaasiga.

5. Kui valmistatakse ette viimane lihvketas, näiteks M10 mikropulbriga lihvimiseks, reguleeritakse viimasele eelnev lihvketas (pärast lappimist), näiteks M20 mikropulbriga lihvimiseks. Selleks lihvitakse sellele testplokk ja selle laastus kohandatakse lõplikuks lihvimiseks tööriistaga. Väikese kumerusega plokke (suure kõverusraadiusega) tuleks hõõruda vähemalt ½ läbimõõdust ja suure kumerusega plokke 1/6-1/7 läbimõõdust (joonis 11). Tootmises kasutatakse endiselt nimetusi: "nõrgad raadiused" (suured kõverusraadiused), "tugevad raadiused" või "järsud sfäärid" (väikesed kõverusraadiused). Neid nimesid ei tohiks kasutada.

6. Sellele eelnev reguleeritakse sirgendatud lihvimisaluse vms järgi, kuni kogu komplekt on reguleeritud.

7. Iga komplekti kuuluv lihvimisalus on lihvitud sellise suurusega abrasiiviga, mille jaoks see on ette nähtud.

8. Tavaliseks plokkide poleerimiseks, st. ploki serva intensiivsemaks poleerimiseks peaks lihvimise “värv” andma joonisel kirjeldatuga võrreldes mitme rõnga (2-3) veerisega “augu”.

Näiteks peaks viimistletud detailil olema pärast jahvatamist “värv” N = 3, viimase mikropulbriga lihvimise tööriist, näiteks M10, peaks andma plokil oleva katseklaasi alla 5-6 rõnga suuruse “augu”. .

9. Esiplaadid peaksid olema kergelt kumerad, st. tehke detailile umbes 2--3 mikroni suurune "auk".

Pinna õige kuju kontrollimine toimub katseklaasi, klaasist joonlaua või ortotesti abil. Seade on paigaldatud kolme tugitihvtiga esiplaadile. Keskel asuv ja noolega ühendatud liikuv ots näitab läbipainde suurust. Noole kõrvalekalle paremale näitab “muhke” olemasolu, vasakule - “auku”. Käe keskmine asend sihverplaadi skaalal (null-asend) näitab head tasasust. Skaala annab näidud mikromeetrites (µm).

Poleerimispatjade valmistamine

Vaigu poleerimispadi. Sobiva kuju ja suurusega tööriist (seen, tass, esiplaat) kuumutatakse ja sellele valatakse vaik, mis ei ole sulanud väga vedelaks. Mõnikord valatakse väikesteks tükkideks purustatud vaik kuumutatud instrumendile ja tasandatakse spetsiaalse spaatliga, säilitades samal ajal kihi vajaliku paksuse ja ühtluse kogu instrumendi pinnal.

Pärast vaigusubstraadi mõningast paksenemist vormitakse see lõpuks niisutatud ploki või soovitud kõverusraadiusega spetsiaalse vormimisseadme abil. Kihi keskele tehakse väike süvend ja poleerimispadja servad lõigatakse noaga.

Riide poleerimispadi. Poleerimispadja alusosa lõigatakse vastavalt mustrile. Väga fliisi materjalid põlevad kergelt. Ühtlasema kleebise saamiseks tuleks paksu materjali korral seda vees leotada ja korralikult välja pigistada.

Pärast sobiva tööriista (seene, tassi või esiplaadi) kuumutamist katke selle pind purustatud vaiguga, asetage sellele alus (riie, vilt) ja suruge kokku. eriline vorm(pressimise teel) või plokiga käsitsi või pressil.

Nii vaigu kui ka riide poleerimispatju niisutatakse poleerimissuspensioonis, kuni aluspind on tugevalt liimitud, ja poleeritakse klotsiga, kuni see on saanud soovitud kuju.

Täpsete optiliste pindade poleerimine (vaigupoleerimine)

Nagu eespool märgitud, sõltub poleerimise kvaliteet suurel määral kõigi eelnevate toimingute (kleepimine, blokeerimine, lihvimine jne) korrektsest sooritamisest, põhitöötluse ja kasutatud abimaterjalide (abrasiiv, vaik jne) kvaliteedist ning temperatuuri ja ruumi niiskuse püsivus (+20° ± 1°) jne.

Tootmises teostavad mitmeid toiminguid ja tööriistade ettevalmistamist spetsiaalsed töötajad. Näiteks liimimine, blokeerimine, poleerimispatjade valmistamine ja lihvimistööriistad on sageli eraldatud iseseisvateks toiminguteks.

Sellest hoolimata peab töötaja ise kontrollima tööriista, kleebiste ja lukustuse kvaliteeti. Valesti tehtud tööd tuleb uuesti teha.

Läätsed (elastne meetod) ei tohiks ulatuda liimiseadme servadest kaugemale. Objektiivid ei tohiks olla liiga kõrged ega, vastupidi, liiga täidetud.

Läätsede vahedest tuleb eemaldada vaik.

Ilma faasideta, teravate servadega, jämedate abrasiividega töödeldud faasidega läätsed võivad anda

Riis. 12. Poleerimispadja äärmise tsooni kärpimise skeem: a - poleerpadja pööramisel; b - statsionaarse poleerimispadjaga

Poleerimisprotsessi käigus võetakse protsessi reguleerimiseks arvesse mitmeid punkte.

Kui detaili servad on rohkem mõjutatud ("muhk"), siis lõigatakse noa servaga poleerimispadja see osa, mis moodustab detaili serva, st poleerimispadja kõige välimine tsoon (joon. . 12). Vastupidi, kui detaili keskel on rohkem tööd (“süvend”), lõigatakse poleerimispadja keskmine tsoon (joon. 13).

Kui plokk (või osa) asub allosas, siis vastastikuse lihvimise ajal töötavad selle servad alati rohkem ja kui see on peal - keskel. Seetõttu mõnikord muudetakse ploki ja tööriista suhtelist asendit.

Tabelis 1 annab praktilisi juhiseid, kuidas reguleerida vaigu poleerimisprotsessi kulgu, muutes trimmimise olemust, kinemaatikat ja režiime.

Kuivatamisega töötades on keerulisem säilitada “värvi”, st pinna etteantud kumerust, kuid poleerimine toimub kiiremini. Protsessi tuleks alati (täpselt töötades) läbi viia nii, et mattpinna jäänused tuleksid maha samaaegselt ettenähtud täpsuse saavutamisega.

Vildil töötamisel ja seal, kus ei nõuta suurt pinnatäpsust, on eriti olulised intensiivsed režiimid, surve ja vedrustuse automaatne etteandmine, mis aitab kaasa mati pinna jääkide kiireimale eemaldamisele, s.t. tööviljakuse tõstmine.

Tabel 1

Kirjandus

1. Optikatehnoloogi käsiraamat, toimetanud M.A. Okatova, Peterburi polütehnikum, 2004. - 679 lk.

3. Rakendusoptika, toimetanud Dubovik A.S. Mechanical Engineering, 2002. - 470 lk.

4. Pogarev G.V. Optiliste instrumentide reguleerimine Masinaehitus, 1982. - 320 lk.

5. Masinaehitustehnoloogi käsiraamat 2 osas. Toimetanud A.M. Dalsky, A.G. Kosilova, R.K. Meshcheryakova. Masinaehitus 2001

Valgevene Vabariigi Haridusministeerium

Haridusasutus

"VALGEVENE RIIKÜLIKOOL

ARVUTITEADUS JA RAADIOELEKTROONIKA"

ABSTRAKTNE

Teemal:

"TEHNOLOOGILINE PROTSESS

OPTILISED OSAD (üldised alused)"

MINSK, 2008

Tehnoloogilised põhitoimingud

Optiliste osade valmistamise tehnoloogiline protsess seisneb nende töö- ja kinnituspindade töötlemises. Toorikud (klaasitükk, plaadid, pressid jne) saavad vajalikud mõõdud, pindadele otstarbekohase struktuuri.

Sobivaima tehnoloogilise protsessi koostamisel tuleb arvestada tooraine liiki, osade arvu partiis, olemasolevaid tehnilisi vahendeid (seadmed, tööriistad jne) ja nõutavat valmistamise täpsust. Paljude optiliste osade töötlemise võib jagada mitmeks põhietapiks, millest igaühel on konkreetne eesmärk.

Ettevalmistus. Hanketoimingud hõlmavad liigse materjali eemaldamist, toorikule täpse kuju andmist, vajalike mõõtmete säilitamist ja vajaliku pinnastruktuuri (tuhmuse) tagamist järgnevaks peenlihvimiseks.

Pooltoote hankimise toimingud võivad olla väga mitmekesised. See on klaasi lõikamine, saagimine, freesimine, puurimine, ümardamine, karestamine, keskmine lihvimine, faasimine jne. Töötlemine toimub vabas või seotud olekus abrasiividega (rattad, lõikurid, teemantkeraamika tööriistad). Paljudes operatsioonides (kera lihvimine, tsentreerimine, freesimine, lihvimine) kasutatakse laialdaselt metallkeraamilise sidemega sünteetilistest teemantidest valmistatud tööriistu.

Abitoiminguid (kleebis, liimimine, blokeerimine jne) kasutatakse osade kinnitamiseks seadmetele ja rühmitamiseks edasiseks töötlemiseks või igasuguste saasteainete eemaldamiseks (loputamine, pühkimine).

Peen lihvimine. See on optilise detaili pinna ettevalmistamine poleerimiseks, s.t. toorikule jääkide eemaldamine ja külgede mõõtmete viimine määratud mõõtudele läbi järjestikuse töötlemise erineva suurusega abrasiividega (nn üleminekud). Peenlihvimise tulemusena saadakse väga peene struktuuriga matt pinnatekstuur.

Abrasiivsed terad, veeredes klaasi ja lihvketta vahel, kahjustavad klaasi oma lõikeservadega. Abrasiivsete terade löök-vibratsiooni toimel tekib klaasile kahjustatud pinnakiht (eendid ja konchoidaalsed murrud) ning selle all sisemine pragune kiht. Pragunenud kihi sügavus on mitu korda (4 või enam) suurem kui pinnakihi süvendite sügavus (N. N. Kachalovi, K. G. Kumanini ja teiste teadlaste uurimused).

Kui jahvatamisel tekib liigne vesi, pestakse terad ära, rõhk igale allesjäänud terale suureneb ja need purustatakse või ummistatakse. Sel juhul on kriimustused ja täkked vältimatud. Liigne abrasiiv, mis takistab terade vaba veeremist, põhjustab kriimustusi ja vähendab tootlikkust. Lihvimine on kõige produktiivsem, kui abrasiiviterad on jaotatud ühe kihina.

Spindli pöörlemiskiirus mõjutab terade valtsimise sagedust ja nende löök-vibratsiooniefekti. Liigne kiiruse suurenemine põhjustab tsentrifugaaljõu mõjul veel ammendamata terade äraviskamise.

Lihvimise kogus on võrdeline surve suurusega. Peaaegu piirav rõhk on rõhk, mille juures tera purustatakse (purustusjõud). Selle väärtus sõltub kasutatava abrasiivi tugevusest.

On kindlaks tehtud, et vesi põhjustab klaasi pinnal keemilisi protsesse, mille tulemusena tekivad kiilumisjõud, mis hõlbustavad klaasiosakeste eraldumist töödeldavast pinnast.

Poleerimine. See on operatsioon, mille käigus eemaldatakse pärast peenlihvimist optilise detaili pinnale jäänud ebatasasused, kuni saavutatakse nõutav karedus- ja puhtusklass, samuti kuni töödeldava pinna tasasuse või kumeruse ettenähtud täpsuse saavutamiseni. Protsess põhineb mitmete tegurite koosmõjul: mehaanilised, keemilised ja füüsikalis-keemilised

Erinevate niisutusvedelike kasutamine, nagu katsed on näidanud, võib poleerimisprotsessi kiirendada või aeglustada. On tõestatud, et klaasis olevad räniühendid moodustavad vee mõjul kõige õhema (0,0015 kuni 0,007 mikronit) kile, peatades vee juurdepääsu sügavamatesse klaasikihtidesse ja selle keemilise mõju neile. Mehaaniliste jõudude mõjul rebeneb see kile maha, paljastades värske klaasikihi, mis puutub uuesti kokku veega. Selle tulemusena moodustub uus kilekiht, mis rebitakse kohe maha jne. Kile ise on võimeline kleepuva jõudude toimel hoidma oma pinnal poleerimismaterjali osakesi.

Poleerimisvahenditena kasutatakse esiplaate, seeni ja tasse, millele kantakse vaigu- või kiudmaterjalide kiht.

Vitraažide, peegelklaaside, ehitusklaaside kahepoolsel poleerimisel ja kvaliteetsete klaasnõude kaunistamisel on suur tähtsus klaaspindade keemilise (happe) töötlemise meetodite täiustamisel söövitusega. Seda meetodit saab kasutada klaasipinna mehaanilise poleerimise asemel, mõnikord kombineerituna mehaaniliste meetoditega

Tsentreerimine. See on optilise teljega sümmeetrilise läbimõõduga detaili töötlemisoperatsioon, milles kombineeritakse nii läätse optiline kui ka geomeetriline telg. Operatsiooni tegemise vajaduse põhjustavad järgmised asjaolud. Toorikute valmistamise käigus, näiteks postide ümardamisel (joonis 1, a), koorimisel, lihvimisel ja poleerimisel, võivad klaasikihi ebaühtlase eemaldamise tõttu olla läätsed kiilukujulised, mida iseloomustab ebavõrdne paksus osadest piki serva (joonis 1, b). Sellise osa puhul nihkuvad kera pealekandmisel sfääriliste pindade keskpunktid ja sellest tulenevalt ka optiline telg läätse geomeetrilise telje suhtes.

Joonis 1. Detsentratsiooni moodustamise skeem:

a - tooriku kolonni telje vale joondamine; b - sfäärilise pinna keskpunkti nihkumine

Riis. 2. Objektiivi detsentreerimine:

a - optiline telg on paralleelne geomeetrilise teljega; b - optiline telg geomeetrilise telje suhtes nurga all

Riis. 3 Skemaatiline illustratsioon

Joonis 4. Objektiivi automaatne paigaldamine kassettide vahel kokkusurumise teel:

1-objektiiv; 2-kassetid

Enne tsentreerimist võib läätse optiline telg olla paralleelne oma geomeetrilise teljega (joonis 2, a) või minna selle suhtes teatud nurga all (joonis 2, b). Sellise objektiivi puhul asuvad selle servad optilisest teljest erineval kaugusel ja on erineva paksusega. Sellist objektiivi ei saa seadme kaadrisse panna, kuna pilt jääb kehvaks (objektiivi optiline telg ei ühti kaadri geomeetrilise teljega). Tsentreeritud läätse puhul on servad sama paksusega ning optiline ja geomeetriline telg on joondatud detsentratsiooni tolerantsi piires (joonis 3, b).

Objektiivi paigaldamine kassetile enne tsentreerimist toimub optiliselt või mehaaniliselt.

Optiline meetod - paigaldamine "peegeldades" silmale või optilise toru alla. Objektiiv kinnitatakse tsentreeriva vaiguga pöörlevale kassetile asendis, mis tagab lambi hõõgniidi kujutise või optilise toru “sähvatuse” kujutise liikumatuse.

Mehaaniline meetod (isetsentreerimine) seisneb selles, et objektiiv paigaldatakse automaatselt surumise teel kahe rangelt samal teljel paikneva kasseti vahele (joonis 4).

Mõlema meetodi puhul tagab õige paigalduse padrunite kinnitusserva hea ettevalmistus ja kärpimine ning tsentreeritud osa väljavoolamise puudumine pöörlemise ajal.

Liimimine. Liimimise eesmärk on saada jäigalt ühendatud ja tsentreeritud süsteem.

Mõnel juhul (eriti lamedate osade puhul) asendatakse liimimine optilise kontaktiga (kahe poleeritud pinna molekulaarne adhesioon).

Tehnoloogilised abitoimingud

Kõige olulisem abiblokeerimisoperatsioon on detailide või toorikute ühendamine seadmega (kleebis, mehaaniline meetod, optiline kontaktmeetod, vaakumkinnitus, paigutamine separaatoritesse jne) nende edasiseks vuugitöötluseks. Armatuuri ja selle külge kinnitatud osade või toorikute kombinatsiooni nimetatakse plokiks. Toote kvaliteet ja tehnoloogilise protsessi efektiivsus sõltuvad suuresti lukustusmeetodi õigest valikust, sõltuvalt detailide suurusest ja kujust ning etteantud täpsusest.

Blokeerimine peab tagama:

1) võimalikult suure hulga toorikute kinnitamine;

2) töötlemise lihtsus selle toimingu ajal (näiteks: lihvimine, poleerimine);

3) töö käigus vajalike mõõtmiste tegemise mugavus;

4) kinnituse töökindlus kõige intensiivsemates töötingimustes;

5) detailide või detailide mehaaniliste kahjustuste ja deformatsioonide puudumine;

6) töödeldavate pindade õige ja sümmeetriline paigutus kinnitusseadme ja töötlusvahendi suhtes;

7) lukustamise ja avamise lihtsus ja kiirus.

Optika tootmisel kasutatakse mitmeid blokeerimismeetodeid. Kuid kõige levinum meetod on endiselt elastne kinnitusviis.

Elastne kinnitus. Kasutatakse väikesemahulises ja masstootmises keskmise täpsusega osade jaoks. See toiming sisaldab järgmisi üleminekuid:

1. Kleebis detaili ühele töödeldud küljele vaigupatjadega käsitsi või spetsiaalse poolautomaatse masina abil.

2. Töödeldava läätse teise pinna puhastamine

3. Läätsede lihvimine lappimisseadme põhjalikult puhastatud pinnale (seen, tass, esiplaat).

4. Osade liimimine liimimisseadmele.

5. Blokeeri jahutus.

Vaigukihi paksus pärast jahutamist peaks olema 0,1-0,2d (d on läätse läbimõõt), kuid mitte vähem kui 1 mm (väikese läbimõõduga läätsede puhul). Nii et näiteks 30 mm läbimõõduga objektiivi puhul on vaigupadja kõrgus 3-6 mm. Vaigupadja läbimõõt on võrdne detaili läbimõõduga ja on tehtud kerge koonusega, et seda oleks lihtne blokeerida (joonis 5). Avamine toimub külmkapis ja mõnikord lihtsalt puidust haamriga.

Täidist kasutatakse väikese läbimõõduga ja väikese kõverusraadiusega läätsede puhul. Sulanud vaik tilgutatakse ülalt lapitud läätsedele ja asetatakse vastavalt lappimisseadme pinnale. Vaik täidab tassi, soojendab läätsi ja kleepub nende külge. Kuni vaik ei ole kõvenenud, sisestatakse sellesse kuumutatud kleepumisseade, näiteks seen. Pärast piisavat kastmist vaigusse ja joondamist nii, et kinnituste teljed langevad kokku, jahutatakse plokk Pärast puhastamist pestakse ploki pind lahusti ja veega. Avamine toimub ploki kuumutamisega.

Jäik kinnitus. Seda kasutatakse osade mass- ja suuremahuliseks tootmiseks, mille pinnatäpsuse tolerantsid on 0,5 rõnga või rohkem, paksusega 0,05 mm või rohkem.

Esimese külje töötlemiseks liimitakse läätsed (pressid) jäigalt otse seadme külge spetsiaalsetesse pistikupesadesse või platvormidele (joonis 6, a).


Riis. 5. Vaigupatjade tüüp

Seadet kuumutatakse temperatuurini umbes 100° C. Samal ajal soojendatakse osi veidi. Seadme kinnituspinnale (teise külje töötlemisel) kantakse õhuke vaiku kiht või tõrvatud riidest padi. Peale pulgaga läätsede pealekandmist säilib detaili alt vaik nii palju kui võimalik. Pärast esimese külje töötlemist (lihvimine või freesimine, keskmine ja peenlihvimine, poleerimine) lakitakse kogu detaili pind ja töödeldakse teisest küljest samas järjekorras.

Pooljäik kinnitus. Kasutatakse õhukeste läätsede jaoks, millel on töödeldud pinna suur kõverusraadius. Objektiiv liimitakse tõrvatud riidest tihendiga metallseibile, mis omakorda liimitakse seadme külge (joonis 6, b). Prillide tootmisel liimitakse kuumutatud toorikud otse vaigukihile. Sellise kinnituse täpsuse tagamiseks moodustab spetsiaalne seade vaigukihile vastupidise kujuga istmed. Need määravad läätsede asukoha blokeerimisel (joonis 6, c).

Mehaaniline kinnitus. Kõige sagedamini kasutatakse hankeoperatsioonidel, näiteks prismade kinnitamiseks.

Osad asetatakse üksteise lähedale sobivate väljalõigetega metallkinnitustes. Välimised osad hoitakse paigal kruvi- või vedruklambritega. Välisosade alla asetatakse elastne tihend (kumm, papp).

Riis. 6. Kleebise muster (kõvad ja pooljäigad meetodid):

a - kõva meetod; b - pooljäik meetod; c - kleebis vaigueenditel

(1 - lääts; 2 - tõrvatud riidest padi; 3 - sfääriline plaat;

4 - vaik; 5 - kleebisseade);

Kips. Kõige sagedamini kasutatakse meetodit 3" ja suuremate nurkade tolerantsiga prismade ja suurte klaasitükkide kinnitamiseks. Krohvimine seisneb kipsi vesilahuse tsemendiga valamises poti, korpuse vms kujul olevasse seadmesse (joon. . 7) otse detailile , mis on lapitud esiplaadile. Poti põhi kinnitatakse kruvide või muude vahenditega rõnga külge. Tihti piirdutakse lapitava esiplaadi mähkimisega kummist veljega. Pärast krohvi kivistumist ja põhja seatud otse kipsi sisse, kinnitatakse sellesse, velg eemaldatakse.Vahelised ruumid


Riis. 7. Krohvimisskeem:

1 - prisma; 2 - lappiv esiplaat; 3 - plaat; 4 - põhi; 5 - prismadega korpuse rõngas pärast kipsi kõvenemist puhastatakse traatharjaga 2-3 mm sügavuselt ja pestakse.

Ploki puhastamise tagamiseks täidetakse prismade vaheline ruum enne valamist peeneks sõelutud kuiva saepuruga ja metalläär asetatakse 3-4 plaadile paksusega 2-3 mm. Niiskuse ja krohvi valgumise eest kaitsmiseks kaetakse puhastatud ruum sulaparafiiniga.

Blokeeringust vabastamine toimub krohvi poolitamisel puuhaamriga või spetsiaalse krohvivaba pressi abil. Pressi kasutamine vähendab avamisprotsessi töömahukust ja tagab kõrgema kvaliteedi, kuna peaaegu kõik prismad on täielikult krohvist vabastatud.

Optilise kontakti meetod. Täpsete pindadega (kuni 0,05 rõngast), nurgamõõtudega 1-2”, paralleelsusega 1-10” detailide töötlemisel (täppisplaadid, peeglid, kiilud, prismad) kasutatakse optilist kontaktkinnitust. Samal ajal puhastatakse “värviga” poleeritud 0,5-2 rõngast osade pinnast põhjalikult ja rasvatustatakse (alkohol, eeter, oravahari, kambrilised salvrätikud) ning lastakse sujuvalt alla ja surutakse vastu samuti hoolikalt ettevalmistatud poleeritud pinda. kontaktseade. Survet rakendatakse seni, kuni häiremuster kaob. Osade vaheline vahe kaetakse lakiga või puhastatud tootes oleva šellaki lahusega.

Kontaktseadmed võivad olenevalt kujust ja suurusest olla erineva kuju ja suurusega (joonis 8).

Riis. 8. Plaatide ja prismade kontaktseadmed: a - kontaktplaat tasapinnaliste paralleelsete plaatidega (1 - plaadid; 2 - kontaktplaat); b - seade toorikute prismade ja kiilude jaoks (1 - prismad; 2 - kontaktseade).

Nende pind tuleb poleerida 0,1-0,5 rõnga täpsusega. Kui paralleelsus on vajalik, säilitatakse see 1-2”. Rangelt säilitatakse ka nurkade täpsust, kuna toote kvaliteet sõltub kontaktseadmete nurkmõõtmete täpsusest, paralleelsusest ja pinna kvaliteedist.

Kontaktilt eemaldamisel rakendatakse kütet või jahutamist. Õhukesed osad (0,1-0,5 mm) saab ettevaatlikult eemaldada žiletitera või detaili pinnale valatud tilga eetriga.

Kinnitus eraldajatesse. Pinna ja nurkmõõtmete täpseks viimistlemiseks kasutatakse toorikus ja lõpptoimingutes separaatoreid või eraldusseadmeid. Eraldaja on väljalõigetega puur, millesse toorikud asetatakse. Selliste osade töötlemine, näiteks tooriku sees, võib toimuda üheaegselt mõlemalt poolt (joonis 9, a). Täpseks viimistlemiseks kasutatakse erineva läbimõõduga väljalõigetega pakse klaasplaate, millesse asetatakse erinevad osad (joon. 9, b). Väljalõiked ei lase detailil poleerimispadjast väljapoole kukkuda.


Riis. 9. Eraldaja: a - kahepoolse lihvimise skeem (1 - eraldaja; 2 - plaadid; 3 - lihvimispadjad); b-klaasi eraldaja lamedate osade mehhaniseeritud viimistlemiseks

Töötamise ajal korrigeerib separaator ise pidevalt poleerimispadja pinda, hoides seda heas korras, st toimib ka vormimiskettana.

Kui detailil (plaat, kiil) on vaja kiilu nurka suurendada või vähendada, siis liimitakse selle servale pehme vahaga raskus, tänu millele aktiveerub soovitud ala tugevamini.

Aukude pindala ja kogu eraldaja osa suhe määratakse arvutusega.

Lihvimispatjade komplekti valmistamine

Kumera pinna lihvimine suurematelt abrasiividelt väiksematele liikudes algab alati servast. See tagab läätse soovitud paksuse säilimise keskel ja kogu pinna ühtlase lihvimise servadest keskkohani. Lihvimistööriista kõverusraadiusi muudetakse trimmimisega, kui liigutakse suurematelt abrasiividelt väiksematele.


Riis. 10. Tassi (a) ja seene (b) tööriista pinna kõverusraadiuse muutuste skemaatilised kujutised:

R 1 - koorimisvahendi kõverusraadius; R 2 - keskmise lihvimise tööriista kõverusraadius; R 3 - tööriista kõverusraadius peeneks lihvimiseks

Tasside kõverusraadiused vähenevad järk-järgult (joonis 10, a) ja seened, vastupidi, suurenevad (joonis 10, b).

Tööriista lihvimisel antakse selle pinnale soovitud kõverusraadius või täpne tasapinnalisus. Samal ajal lihvitakse pinda, kuni lõikuri või kaabitsa jäljed on eemaldatud.

Toimingute järjekord on järgmine.

1. Tööriista pind lihvimise viimaseks etapiks reguleeritakse trimmimisega vastavalt etteantud raadiusega mallile ja pärast seda blokeeritakse sellel defektsete osade plokk.

2. Sama tööriista abil plokk lihvitakse ja poleeritakse. Vaadatakse häiremustrit (“värvi”).

3. Kui “värv” ei vasta antud lihvpatjade komplekti nõuetele, siis lihvimisalus trimmitakse uuesti, lihvitakse, poleeritakse ja uuritakse “värvi”.


Riis. 11. Lihvimisskeem:

a - väikese kumerusega pinnad; b - suure kumerusega pinnad (D bl - ploki läbimõõt)

4. Nõutava “värvi” saavutamisel lihvitakse tööriista kuni lõikuri või kaabitsa jäljed eemaldatakse ja plokki kontrollitakse veel kord katseklaasiga.

5. Kui valmistatakse ette viimane lihvketas, näiteks M10 mikropulbriga lihvimiseks, reguleeritakse viimasele eelnev lihvketas (pärast lappimist), näiteks M20 mikropulbriga lihvimiseks. Selleks lihvitakse sellele testplokk ja selle laastus kohandatakse lõplikuks lihvimiseks tööriistaga. Väikese kumerusega plokke (suure kõverusraadiusega) tuleb hõõruda vähemalt ¼ läbimõõdust ja suure kumerusega plokke 1/6-1/7 läbimõõdust (joonis 11). Tootmises kasutatakse endiselt nimetusi: "nõrgad raadiused" (suured kõverusraadiused), "tugevad raadiused" või "järsud sfäärid" (väikesed kõverusraadiused). Neid nimesid ei tohiks kasutada.

6. Sellele eelnev reguleeritakse sirgendatud lihvimisaluse vms järgi, kuni kogu komplekt on reguleeritud.

7. Iga komplekti kuuluv lihvimisalus on lihvitud sellise suurusega abrasiiviga, mille jaoks see on ette nähtud.

8. Tavaliseks plokkide poleerimiseks, st. ploki serva intensiivsemaks poleerimiseks peaks lihvimise “värv” andma joonisel kirjeldatuga võrreldes mitme rõnga (2-3) veerisega “augu”.

Näiteks peaks viimistletud detailil olema pärast jahvatamist “värv” N = 3, viimase mikropulbriga lihvimise tööriist, näiteks M10, peaks andma plokil oleva katseklaasi alla 5-6 rõnga suuruse “augu”. .

9. Esiplaadid peaksid olema kergelt kumerad, st. tehke detailile umbes 2-3 mikroni suurune "auk".

Pinna õige kuju kontrollimine toimub katseklaasi, klaasist joonlaua või ortotesti abil. Seade on paigaldatud kolme tugitihvtiga esiplaadile. Keskel asuv ja noolega ühendatud liikuv ots näitab läbipainde suurust. Noole kõrvalekalle paremale näitab “muhke” olemasolu, vasakule - “auku”. Käe keskmine asend sihverplaadi skaalal (null asend) näitab head tasasust. Skaala annab näidud mikromeetrites (µm).

Poleerimispatjade valmistamine

Vaigu poleerimispadi. Sobiva kuju ja suurusega tööriist (seen, tass, esiplaat) kuumutatakse ja sellele valatakse vaik, mis ei ole sulanud väga vedelaks. Mõnikord valatakse väikesteks tükkideks purustatud vaik kuumutatud instrumendile ja tasandatakse spetsiaalse spaatliga, säilitades samal ajal kihi vajaliku paksuse ja ühtluse kogu instrumendi pinnal.

Pärast vaigusubstraadi mõningast paksenemist vormitakse see lõpuks niisutatud ploki või soovitud kõverusraadiusega spetsiaalse vormimisseadme abil. Kihi keskele tehakse väike süvend ja poleerimispadja servad lõigatakse noaga.

Riide poleerimispadi. Poleerimispadja alusosa lõigatakse vastavalt mustrile. Väga fliisi materjalid põlevad kergelt. Ühtlasema kleebise saamiseks tuleks paksu materjali korral seda vees leotada ja korralikult välja pigistada.

Pärast vastava tööriista (seene, tassi või esiplaadi) soojendamist katke selle pind purustatud vaiguga, asetage peale alus (riie, vilt) ja suruge see spetsiaalse vormiga (crimp) või klotsiga käsitsi või pressil. .

Nii vaigu kui ka riide poleerimispatju niisutatakse poleerimissuspensioonis, kuni aluspind on tugevalt liimitud, ja poleeritakse klotsiga, kuni see on saanud soovitud kuju.

Täpsete optiliste pindade poleerimine (vaigupoleerimine)

Nagu eespool märgitud, sõltub poleerimise kvaliteet suurel määral kõigi eelnevate toimingute (kleepimine, blokeerimine, lihvimine jne) korrektsest sooritamisest, põhitöötluse ja kasutatud abimaterjalide (abrasiiv, vaik jne) kvaliteedist ning temperatuuri ja ruumi niiskuse püsivus (+20° ± 1°) jne.

Tootmises teostavad mitmeid toiminguid ja tööriistade ettevalmistamist spetsiaalsed töötajad. Näiteks liimimine, blokeerimine, poleerimispatjade valmistamine ja lihvimistööriistad on sageli eraldatud iseseisvateks toiminguteks.

Sellest hoolimata peab töötaja ise kontrollima tööriista, kleebiste ja lukustuse kvaliteeti. Valesti tehtud tööd tuleb uuesti teha.

Läätsed (elastne meetod) ei tohiks ulatuda liimiseadme servadest kaugemale. Objektiivid ei tohiks olla liiga kõrged ega, vastupidi, liiga täidetud.

Läätsede vahedest tuleb eemaldada vaik.

Ilma faasideta, teravate servadega, jämedate abrasiividega töödeldud faasidega läätsed võivad anda


Riis. 12. Poleerimispadja välistsooni trimmimise skeem: a - poleerpadja pööramisel; b - statsionaarse poleerimispadjaga

Poleerimisprotsessi käigus võetakse protsessi reguleerimiseks arvesse mitmeid punkte.

Kui detaili servad on rohkem mõjutatud ("muhk"), siis lõigatakse noa servaga poleerimispadja see osa, mis moodustab detaili serva, st poleerimispadja kõige välimine tsoon (joon. . 12). Vastupidi, kui detaili keskel on rohkem tööd (“süvend”), lõigatakse poleerimispadja keskmine tsoon (joon. 13).

Kui plokk (või osa) asub allosas, siis vastastikuse lihvimise ajal töötavad servad alati rohkem ja kui see on peal - keskel. Seetõttu mõnikord muudetakse ploki ja tööriista suhtelist asendit.

Tabelis 1 annab praktilisi juhiseid, kuidas reguleerida vaigu poleerimisprotsessi kulgu, muutes trimmimise olemust, kinemaatikat ja režiime.

Kuivatamisega töötades on keerulisem säilitada “värvi”, st pinna etteantud kumerust, kuid poleerimine toimub kiiremini. Protsessi tuleks alati (täpselt töötades) läbi viia nii, et mattpinna jäänused tuleksid maha samaaegselt ettenähtud täpsuse saavutamisega.

Vildil töötamisel ja seal, kus ei nõuta suurt pinnatäpsust, on eriti olulised intensiivsed režiimid, surve ja vedrustuse automaatne etteandmine, mis aitab kaasa mati pinna jääkide kiireimale eemaldamisele, s.t. tööviljakuse tõstmine.

Tabel 1


Kirjandus

1. Optikatehnoloogi käsiraamat, toimetanud M.A. Okatova, Peterburi polütehnikum, 2004. - 679 lk.

3. Rakendusoptika, toimetanud Dubovik A.S. Mechanical Engineering, 2002. - 470 lk.

4. Pogarev G.V. Optiliste instrumentide reguleerimine Masinaehitus, 1982. - 320 lk.

5. Masinaehitustehnoloogi käsiraamat 2 osas. Toimetanud A.M. Dalsky, A.G. Kosilova, R.K. Meshcheryakova. Masinaehitus 2001