Lucidatura della superficie ottica. Tecnologia per il collegamento di parti ottiche "elaborazione tecnologica

Ministero dell'Istruzione della Repubblica di Bielorussia

Istituto d'Istruzione

"UNIVERSITÀ STATALE BIELORUSSA

SCIENZE DELL'INFORMAZIONE E RADIOELETTRONICA»

ASTRATTO

Sul tema di:

"PROCESSO TECNOLOGICO DI LAVORAZIONE

PARTI OTTICHE ( fondamentali generali

MINSK, 2008

Principale operazioni tecnologiche

Il processo tecnologico di produzione di parti ottiche consiste nell'elaborazione delle loro superfici di lavoro e di montaggio. Ai pezzi grezzi (vetro grumo, piastrelle, pressatura, ecc.) Vengono fornite le dimensioni richieste e alle superfici viene data una struttura in base al loro scopo.

Quando si elabora il processo tecnologico più appropriato, il tipo di materia prima, il numero di parti nel lotto, la disponibilità mezzi tecnici(attrezzature, strumenti, ecc.) e la precisione di fabbricazione richiesta. La lavorazione di molte parti ottiche può essere suddivisa in diverse fasi principali, ognuna delle quali ha uno scopo specifico.

vuoto. Le operazioni di approvvigionamento sono la rimozione del materiale in eccesso, dando al pezzo una forma precisa, mantenendo le dimensioni desiderate, fornendo la struttura superficiale desiderata (opacità) per la successiva molatura fine.

Le operazioni per ottenere un semilavorato possono essere molto diverse. Si tratta di taglio del vetro, segatura, fresatura, foratura, arrotondamento, pelatura, molatura media, smussatura, ecc. La lavorazione viene eseguita con abrasivi allo stato libero o legato (cerchi, frese, utensili diamantati ceramica-metallo). In molte operazioni (molatura di sfere, centratura, fresatura, sfaccettatura), sono ampiamente utilizzati utensili realizzati con diamanti sintetici su legante metallo-ceramica.

Le operazioni ausiliarie (adesivo, incollaggio, bloccaggio, ecc.) vengono utilizzate per fissare le parti agli infissi e raggrupparle per l'ulteriore lavorazione del giunto o per rimuovere tutti i tipi di contaminanti (lavaggio, asciugatura).

macinazione fine. Questa è la preparazione della superficie di una parte ottica per la lucidatura, ovvero la rimozione di quote sul pezzo e il portare le dimensioni dei lati a quelle specificate grazie all'elaborazione sequenziale con abrasivi di varie dimensioni (le cosiddette transizioni) . Come risultato della macinazione fine si ottiene una struttura superficiale opaca con una struttura molto fine.

I grani abrasivi, rotolando tra il vetro e la mola, danneggiano il vetro con i loro bordi taglienti. A causa dell'azione shock-vibrazione dei grani abrasivi, sul vetro si forma uno strato superficiale danneggiato (sporgenze e fratture concoidali) e al di sotto di esso uno strato fessurato interno. La profondità dello strato fratturato è diverse volte (4 o più) maggiore della profondità dei fori dello strato superficiale (studi di N. N. Kachalov, K. G. Kumanin e altri scienziati).

Se c'è acqua in eccesso durante la macinazione, i chicchi vengono lavati via, la pressione su ogni chicco rimanente aumenta, vengono schiacciati o inceppati. In questo caso, graffi e sgorbie sono inevitabili. L'eccesso di abrasivo, impedendo ai grani di rotolare liberamente, provoca graffi e riduce la produttività. La molatura è più produttiva quando i grani abrasivi sono distribuiti in uno strato.

La velocità del mandrino influisce sulla frequenza di rotolamento dei grani e sulla loro azione di urto-vibrazione. Un aumento eccessivo della velocità provoca, sotto l'influenza della forza centrifuga, la caduta di grani non ancora utilizzati.

La quantità di macinazione è proporzionale alla quantità di pressione. Praticamente limitante è la pressione alla quale il grano viene schiacciato (forza di frantumazione). Il suo valore dipende dalla forza dell'abrasivo utilizzato.

È stato stabilito che l'acqua provoca processi chimici sulla superficie del vetro, a seguito dei quali si creano forze di incuneamento che contribuiscono alla separazione delle particelle di vetro dalla superficie trattata.

Lucidatura. È l'operazione di rimozione delle irregolarità residue sulla superficie della parte ottica dopo la molatura fine per ottenere la classe di rugosità e pulizia richiesta, nonché per ottenere la precisione specificata in termini di planarità o curvatura della superficie trattata. Il processo si basa sull'azione combinata di una serie di fattori: meccanici, chimici e fisico-chimici

L'uso di vari liquidi bagnanti, come hanno dimostrato gli esperimenti, può accelerare o rallentare il processo di lucidatura. È stato dimostrato che i composti di vetro siliceo sotto l'influenza dell'acqua formano il film più sottile (da 0,0015 a 0,007 micron), che impedisce all'acqua di accedere agli strati più profondi del vetro e al suo effetto chimico su di essi. A causa delle forze meccaniche, questa pellicola viene strappata, esponendo un nuovo strato di vetro, che viene nuovamente esposto all'acqua. Di conseguenza, si forma un nuovo strato di pellicola, che si stacca immediatamente, ecc. La pellicola stessa è in grado di trattenere particelle di materiale lucidante sulla sua superficie mediante forze coesive.

Come strumento di lucidatura vengono utilizzati frontalini, funghi e coppette, sui quali viene applicato uno strato di resina o materiali fibrosi.

Per la lucidatura su entrambi i lati di vetro colorato, vetro a specchio, vetro da costruzione, decorazione di vetreria di alta qualità Grande importanza ha migliorato i metodi di trattamento chimico (acido) delle superfici di vetro mediante incisione. Questo metodo può essere utilizzato al posto della lucidatura meccanica della superficie del vetro, talvolta in combinazione con metodi meccanici.

Centraggio. Questa è l'operazione di lavorazione di una parte di diametro simmetricamente al suo asse ottico, in cui sono combinati sia l'asse ottico che quello geometrico della lente. La necessità di eseguire l'operazione è causata dalle seguenti circostanze. Nel processo di produzione di pezzi grezzi, ad esempio, durante l'arrotondamento di colonne (Fig. 1, a), la pelatura, la molatura e la lucidatura a causa della rimozione irregolare dello strato di vetro, le lenti possono avere una forma a cuneo, caratterizzata da uno spessore irregolare di parti lungo il bordo (Fig. 1, b). In tale dettaglio, quando si applica una sfera, i centri delle superfici sferiche e, di conseguenza, l'asse ottico vengono spostati rispetto all'asse geometrico della lente.

Fig. 1. Schema di formazione del decentramento:

a - inclinazione dell'asse della colonna di spazi vuoti; b - spostamento del centro della superficie sferica

Riso. 2. Decentramento nell'obiettivo:

a - l'asse ottico è parallelo all'asse geometrico; b - asse ottico ad un angolo dell'asse geometrico

Riso. 3 Rappresentazione schematica

Fig.4. Montaggio automatico dell'obiettivo mediante compressione tra le cartucce:

1 lente; 2 cartucce

L'asse ottico della lente prima dell'operazione di centraggio può essere parallelo al suo asse geometrico (Fig. 2, a) o inclinarsi rispetto ad esso (Fig. 2, b). In una tale lente, i suoi bordi si trovano a distanze diverse dall'asse ottico e hanno spessori diversi. Tale obiettivo non può essere posizionato nella cornice del dispositivo, poiché l'immagine risulterà scadente (l'asse ottico dell'obiettivo non coincide con l'asse geometrico della cornice). Per una lente centrata, i bordi hanno lo stesso spessore e gli assi ottico e geometrico sono allineati all'interno della tolleranza di decentramento (Fig. 3b).

L'installazione dell'obiettivo sulla cartuccia prima della centratura viene eseguita otticamente o meccanicamente.

Modo ottico- installazione ad "abbagliamento" sull'occhio o sotto il tubo ottico. La lente è fissata con una resina di centraggio su una cartuccia rotante in una posizione in cui è assicurata l'immobilità dell'immagine del filamento della lampada o l'immagine del "riflesso" nel tubo ottico.

Il metodo meccanico (autocentrante) consiste nel fatto che l'obiettivo viene installato automaticamente per compressione tra due cartucce posizionate rigorosamente sullo stesso asse (Fig. 4).

Con entrambi i metodi, la corretta installazione è garantita da una buona preparazione e rifilatura del bordo di montaggio delle cartucce e dall'assenza di eccentricità della parte centrata durante la rotazione.

Incollaggio. Il compito dell'incollaggio è quello di ottenere un sistema rigidamente fissato e centrato.

In alcuni casi (soprattutto per le parti piane), l'incollaggio è sostituito dal contatto ottico (adesione molecolare di due superfici levigate).

Operazioni tecnologiche ausiliarie

L'operazione ausiliaria più importante è il blocco: il collegamento di parti o pezzi grezzi con un dispositivo (adesivo, meccanicamente, tramite contatto ottico, fissaggio a vuoto, atterraggio in separatori, ecc.) Per la loro ulteriore lavorazione congiunta. La combinazione di un dispositivo e di parti o pezzi grezzi fissati ad esso è chiamata blocco. Da giusta scelta il metodo di bloccaggio, a seconda delle dimensioni e della forma delle parti, la precisione data dipende in larga misura dalla qualità del prodotto e dall'efficienza del processo tecnologico.

Il blocco dovrebbe fornire:

1) fissare il numero massimo di spazi vuoti;

2) facilità di lavorazione in questa operazione (ad esempio: levigatura, lucidatura);

3) praticità per effettuare le misurazioni necessarie nel processo di lavoro;

4) affidabilità del fissaggio nella modalità operativa più intensiva;

5) l'assenza di danni meccanici e deformazioni di grezzi o parti;

6) la disposizione corretta e simmetrica delle superfici lavorate rispetto all'attrezzatura e all'utensile di lavorazione;

7) facilità e rapidità di bloccaggio e sbloccaggio.

Nella produzione ottica vengono utilizzati diversi metodi di blocco. Tuttavia, il più comune finora è il metodo di fissaggio elastico.

Supporto elastico. Utilizzato in piccole serie e produzione di massa per pezzi di media precisione. Questa operazione include le seguenti transizioni:

1. Adesivo su uno dei lati lavorati della parte del cuscino in resina manualmente o su uno speciale dispositivo semiautomatico.

Lo scopo della lucidatura è quello di conferire alla superficie utilizzata la trasparenza e i valori richiesti di N, DN, P. Il processo di lucidatura del vetro con sospensioni acquose di polveri lucidanti è più complesso della molatura di natura fisica e chimica. Durante la lucidatura è necessario ottenere una rugosità superficiale non superiore a 3-5 centesimi di micron. In conformità con GOST 2789-73.

Lo strato esterno in rilievo formato dalla molatura viene completamente rimosso dalla lucidatura, mentre quello fessurato rimane parzialmente, ma le crepe sulla superficie sono levigate da particelle di vetro idrolizzato e non interferiscono con il passaggio della luce attraverso di esso.

Esternamente, l'immagine del processo di lucidatura è la seguente. I granelli di polvere lucidante, costituiti principalmente da ossidi di cerio o ferro, hanno una dimensione di 0,2 - 2 micron, sono sospesi in acqua e si trovano tra le superfici lappanti del tampone di lucidatura e il vetro.

Rispetto alle polveri abrasive, i grani delle polveri lucidanti hanno una durezza inferiore e proprietà abrasive meno pronunciate di autoaffilatura durante la spaccatura. La spaccatura e l'ottundimento dei grani delle polveri lucidanti, nella maggior parte dei casi con una dimensione di 0,2 - 1,0 micron, possono essere giudicati solo da segni indiretti secondari.

La lucidatrice ha uno strato di lavoro in resina. Le aree di irregolarità superficiali della superficie in vetro lucidato e della superficie in resina del tampone di lucidatura sono molto più grandi delle granulometrie della polvere di lucidatura. Ma sul vetro le irregolarità della superficie molata hanno una caratteristica microgeometrica e sulla resina hanno una caratteristica macrogeometrica. La superficie di lavoro di un tampone di lucidatura in resina viscosa, essendo plasticamente deformata, viene levigata lungo la microrugosità della superficie levigata.

L'acqua, in cui sono sospesi i grani, nei primi istanti di erogazione della sospensione, esercita una contropressione idrostatica verso l'esterno, quindi si propaga ed i grani si fissano venendo adsorbiti nello strato esterno della resina. Parte dei grani che non si sono ancora fissati nella resina rotola, oppure, fissandosi per un attimo, continua a muoversi nella direzione del relativo vettore di velocità.

I grani tagliano le parti superiori dello strato in rilievo, che diventano immediatamente lisce e levigate. In futuro, le dimensioni delle aree levigate aumentano, l'altezza delle irregolarità diminuisce a quelle caratteristiche delle classi di rugosità 13-14.

Grani di rotolamento, fissaggio (adsorbimento) nella resina, e allo stesso tempo nei resti di cavità, pori e scanalature, sulle aree elementari levigate del vetro, per così dire, incollarli insieme alla superficie del tampone di lucidatura e successivamente, con movimento relativo, strappare pezzi del film colloidale formatosi sulla superficie del vetro sotto l'influenza chimica dell'acqua.

L'irregolarità residua della superficie levigata è inferiore a 0,03 µm, cioè inferiore alla lunghezza d'onda della radiazione visibile, poiché la dimensione della parte del grano che penetra nel vetro non supera 0,3 micron.

Le proprietà plastiche della resina che trattiene i grani e il film colloidale assicurano che il lavoro dei grani della polvere lucidante non sia accompagnato dalla comparsa di graffi con bordi strappati e screpolature del vetro in larghezza e profondità. A causa delle proprietà plastiche del film colloidale dell'acido silicico, le scanalature formate dalla rimozione dei "trucioli" vengono serrate. Le fessure rimanenti dalla macinazione sono riempite con prodotti colloidali dell'idrolisi del vetro.

Per i calcoli tecnologici e progettuali si assume che l'energia cinetica consumata nel moto relativo degli elementi della coppia cinematica vetro-utensile vada a superare la resistenza del vetro al taglio da parte dei suoi granelli di polvere lucidante. Le forze elementari su ciascun grano e il guadagno di taglio integrale della lucidatura sono statici.

La somma integrale delle forze elementari costituisce la forza di interazione tra il vetro e l'utensile, che è il carico utile della macchina durante la lucidatura. Durante la lucidatura, viene rimosso un piccolo ma abbastanza evidente strato di tolleranza, proprio come è stato fatto per la molatura.

Durante la lucidatura, il processo chimico si manifesta nel fatto che l'acqua, agendo sul vetro, forma una pellicola colloidale. Lo spessore del film aumenta rapidamente in funzione della resistenza chimica del vetro del dato grado, raggiungendo il suo massimo spessore in circa un minuto. In precedenza si credeva che il processo di lucidatura potesse procedere quando i grani interagiscono solo con una pellicola colloidale, ma ora le modalità di lavorazione sono diventate così intense che la pellicola non ha il tempo di formarsi e i grani della polvere lucidante agiscono sul vetro che non ha una pellicola superficiale. È dimostrato che anche in questo caso si forma una superficie levigata della 13a e 14a classe di rugosità.

Pertanto, l'azione meccanica dei grani è di importanza predominante e il suo rafforzamento aumenta l'efficienza della lucidatura del vetro. Durante la lucidatura con l'aiuto di influenze meccaniche, è possibile controllare il processo di formazione della superficie con determinati valori di N e P.

Su una superficie levigata, oltre alle irregolarità, i cui valori sono specificati dalla 13a e 14a classe secondo GOST 2789 - 73, possono sempre esserci dei difetti. I difetti di rugosità rimangono dalla struttura del terreno o appaiono come graffi sulla superficie della parte lavorata.

I graffi durante il processo di lucidatura si formano quando particelle più dure e più grandi dei grani della polvere per lucidatura entrano sotto l'utensile. Le dimensioni dei difetti nella purezza delle superfici lucidate delle parti ottiche sono normalizzate e indicate dai valori corrispondenti in GOST 11141 - 76.

La lucidatura viene eseguita sulle stesse macchine della molatura, ma a una velocità di rotazione inferiore dei corpi di lavoro. La molatura richiede minuti e la lucidatura richiede ore, ovvero il tempo è circa 20 volte più lungo del tempo di molatura.

Fig.13.1 Schema di lavoro del grano abrasivo fisso

Ministero dell'Istruzione della Repubblica di Bielorussia

Istituto d'Istruzione

"UNIVERSITÀ STATALE BIELORUSSA

SCIENZE DELL'INFORMAZIONE E RADIOELETTRONICA»

ASTRATTO

Sul tema di:

« TECNOLOGICOPROCESSIIN LAVORAZIONE

PARTI OTTICHE (basi generali)»

MINSK, 2008

Operazioni tecnologiche di base

Il processo tecnologico di produzione di parti ottiche consiste nell'elaborazione delle loro superfici di lavoro e di montaggio. Ai pezzi grezzi (vetro grumo, piastrelle, pressatura, ecc.) vengono fornite le dimensioni richieste e le superfici sono strutturate in base al loro scopo.

Quando si compila il processo tecnologico più opportuno, è necessario tenere conto del tipo di materia prima, del numero di parti in un lotto, dei mezzi tecnici disponibili (attrezzature, strumenti, ecc.) E dell'accuratezza di produzione richiesta. La lavorazione di molte parti ottiche può essere suddivisa in diverse fasi principali, ognuna delle quali ha uno scopo specifico.

vuoto. Le operazioni di approvvigionamento sono la rimozione del materiale in eccesso, conferendo al pezzo una forma precisa, mantenendo le dimensioni desiderate, fornendo la struttura superficiale desiderata (ottusità) per la successiva molatura fine.

Le operazioni per ottenere un semilavorato possono essere molto diverse. Si tratta di taglio del vetro, segatura, fresatura, foratura, arrotondamento, pelatura, molatura media, smussatura, ecc. La lavorazione viene eseguita con abrasivi allo stato libero o legato (cerchi, frese, utensili diamantati ceramica-metallo). In molte operazioni (molatura di sfere, centratura, fresatura, sfaccettatura), sono ampiamente utilizzati utensili realizzati con diamanti sintetici su legante metallo-ceramica.

Le operazioni ausiliarie (adesivo, incollaggio, bloccaggio, ecc.) vengono utilizzate per fissare le parti agli infissi e raggrupparle per l'ulteriore lavorazione del giunto o per rimuovere tutti i tipi di contaminanti (lavaggio, asciugatura).

macinazione fine. Questa è la preparazione della superficie di una parte ottica per la lucidatura, ovvero la rimozione di quote sul pezzo e il portare le dimensioni dei lati a quelle specificate grazie all'elaborazione sequenziale con abrasivi di varie dimensioni (le cosiddette transizioni) . Come risultato della macinazione fine si ottiene una struttura superficiale opaca con una struttura molto fine.

I grani abrasivi, rotolando tra il vetro e la mola, danneggiano il vetro con i loro bordi taglienti. A causa dell'azione shock-vibrazione dei grani abrasivi, sul vetro si forma uno strato superficiale danneggiato (sporgenze e fratture concoidali) e al di sotto di esso uno strato fessurato interno. La profondità dello strato fratturato è diverse volte (4 o più) maggiore della profondità dei fori dello strato superficiale (studi di N. N. Kachalov, K. G. Kumanin e altri scienziati).

Se c'è acqua in eccesso durante la macinazione, i chicchi vengono lavati via, la pressione su ogni chicco rimanente aumenta, vengono schiacciati o inceppati. In questo caso, graffi e sgorbie sono inevitabili. L'eccesso di abrasivo, impedendo ai grani di rotolare liberamente, provoca graffi e riduce la produttività. La molatura è più produttiva quando i grani abrasivi sono distribuiti in uno strato.

La velocità del mandrino influisce sulla frequenza di rotolamento dei grani e sulla loro azione di urto-vibrazione. Un aumento eccessivo della velocità provoca, sotto l'influenza della forza centrifuga, la caduta di grani non ancora utilizzati.

La quantità di macinazione è proporzionale alla quantità di pressione. Praticamente limitante è la pressione alla quale il grano viene schiacciato (forza di frantumazione). Il suo valore dipende dalla forza dell'abrasivo utilizzato.

È stato stabilito che l'acqua provoca processi chimici sulla superficie del vetro, a seguito dei quali si creano forze di incuneamento che contribuiscono alla separazione delle particelle di vetro dalla superficie trattata.

Lucidatura. È l'operazione di rimozione delle irregolarità residue sulla superficie della parte ottica dopo la molatura fine per ottenere la classe di rugosità e pulizia richiesta, nonché per ottenere la precisione specificata in termini di planarità o curvatura della superficie trattata. Il processo si basa sull'azione combinata di una serie di fattori: meccanici, chimici e fisico-chimici

L'uso di vari liquidi bagnanti, come hanno dimostrato gli esperimenti, può accelerare o rallentare il processo di lucidatura. È stato dimostrato che i composti di vetro siliceo sotto l'influenza dell'acqua formano il film più sottile (da 0,0015 a 0,007 micron), che impedisce all'acqua di accedere agli strati più profondi del vetro e al suo effetto chimico su di essi. A causa delle forze meccaniche, questa pellicola viene strappata, esponendo un nuovo strato di vetro, che viene nuovamente esposto all'acqua. Di conseguenza, si forma un nuovo strato di pellicola, che si stacca immediatamente, ecc. La pellicola stessa è in grado di trattenere particelle di materiale lucidante sulla sua superficie mediante forze coesive.

Come strumento di lucidatura vengono utilizzati frontalini, funghi e coppette, sui quali viene applicato uno strato di resina o materiali fibrosi.

Per la lucidatura su entrambi i lati di vetro colorato, vetro a specchio, vetro da costruzione e decorazione di vetreria di alta qualità, è di grande importanza migliorare i metodi di trattamento chimico (acido) delle superfici in vetro mediante incisione. Questo metodo può essere utilizzato al posto della lucidatura meccanica della superficie del vetro, talvolta in combinazione con metodi meccanici.

Centraggio. Questa è l'operazione di lavorazione di una parte di diametro simmetricamente al suo asse ottico, in cui sono combinati sia l'asse ottico che quello geometrico della lente. La necessità di eseguire l'operazione è causata dalle seguenti circostanze. Nel processo di produzione di pezzi grezzi, ad esempio, durante l'arrotondamento di colonne (Fig. 1, a), la pelatura, la molatura e la lucidatura a causa della rimozione irregolare dello strato di vetro, le lenti possono avere una forma a cuneo, caratterizzata da uno spessore irregolare di parti lungo il bordo (Fig. 1, b). In tale dettaglio, quando si applica una sfera, i centri delle superfici sferiche e, di conseguenza, l'asse ottico vengono spostati rispetto all'asse geometrico della lente.

Fig. 1. Schema di formazione del decentramento:

a - inclinazione dell'asse della colonna di spazi vuoti; b - spostamento del centro della superficie sferica

Riso. 2. Decentramento nell'obiettivo:

a - l'asse ottico è parallelo all'asse geometrico; b - asse ottico ad un angolo dell'asse geometrico

Riso. 3 Rappresentazione schematica

Fig.4. Montaggio automatico dell'obiettivo mediante compressione tra le cartucce:

1 - obiettivo; 2-cartucce

L'asse ottico della lente prima dell'operazione di centraggio può essere parallelo al suo asse geometrico (Fig. 2, a) o inclinarsi rispetto ad esso (Fig. 2, b). In una tale lente, i suoi bordi si trovano a distanze diverse dall'asse ottico e hanno spessori diversi. Tale obiettivo non può essere posizionato nella cornice del dispositivo, poiché l'immagine risulterà scadente (l'asse ottico dell'obiettivo non coincide con l'asse geometrico della cornice). Per una lente centrata, i bordi hanno lo stesso spessore e gli assi ottico e geometrico sono allineati all'interno della tolleranza di decentramento (Fig. 3b).

L'installazione dell'obiettivo sulla cartuccia prima della centratura viene eseguita otticamente o meccanicamente.

Metodo ottico - installazione per "abbagliamento" sull'occhio o sotto il tubo ottico. La lente è fissata con una resina di centraggio su una cartuccia rotante in una posizione in cui è assicurata l'immobilità dell'immagine del filamento della lampada o l'immagine del "riflesso" nel tubo ottico.

Il metodo meccanico (autocentrante) consiste nel fatto che l'obiettivo viene installato automaticamente per compressione tra due cartucce posizionate rigorosamente sullo stesso asse (Fig. 4).

Con entrambi i metodi, la corretta installazione è garantita da una buona preparazione e rifilatura del bordo di montaggio delle cartucce e dall'assenza di eccentricità della parte centrata durante la rotazione.

Incollaggio. Il compito dell'incollaggio è quello di ottenere un sistema rigidamente fissato e centrato.

In alcuni casi (soprattutto per le parti piane), l'incollaggio è sostituito dal contatto ottico (adesione molecolare di due superfici levigate).

Operazioni tecnologiche ausiliarie

L'operazione ausiliaria più importante è il blocco: il collegamento di parti o pezzi grezzi con un dispositivo (adesivo, meccanicamente, tramite contatto ottico, fissaggio a vuoto, atterraggio in separatori, ecc.) Per la loro ulteriore lavorazione congiunta. La combinazione di un dispositivo e di parti o pezzi grezzi fissati ad esso è chiamata blocco. La qualità del prodotto e l'efficienza del processo tecnologico dipendono in larga misura dalla corretta scelta del metodo di bloccaggio, a seconda delle dimensioni e della forma delle parti, della precisione data.

Il blocco dovrebbe fornire:

1) fissare il numero massimo di spazi vuoti;

2) facilità di lavorazione in questa operazione (ad esempio: levigatura, lucidatura);

3) praticità per effettuare le misurazioni necessarie nel processo di lavoro;

4) affidabilità del fissaggio nella modalità operativa più intensiva;

5) l'assenza di danni meccanici e deformazioni di grezzi o parti;

6) la disposizione corretta e simmetrica delle superfici lavorate rispetto all'attrezzatura e all'utensile di lavorazione;

7) facilità e rapidità di bloccaggio e sbloccaggio.

Nella produzione ottica vengono utilizzati diversi metodi di blocco. Allo stesso tempo, il metodo di fissaggio elastico è ancora il più comune.

Supporto elastico. Viene utilizzato nella produzione su piccola scala e in serie per pezzi di media precisione. Questa operazione include le seguenti transizioni:

1. Adesivo su uno dei lati lavorati della parte del cuscino in resina manualmente o su apposita macchina semiautomatica.

2. Pulizia della seconda superficie della lente trattata

3. Lappatura delle lenti su una superficie accuratamente pulita del dispositivo di lappatura (fungo, coppa, frontalino).

4. Incollaggio di parti al dispositivo adesivo.

5. Bloccare il raffreddamento.

Lo spessore dello strato di resina dopo il raffreddamento deve essere di 0,1-0,2 d (d è il diametro della lente), ma non inferiore a 1 mm (per lenti di piccolo diametro). Quindi, ad esempio, per una lente con un diametro di 30 mm, l'altezza del cuscinetto in resina è di 3-6 mm. Il diametro del cuscinetto in resina è uguale al diametro del pezzo ed è realizzato con una leggera conicità per facilitarne il bloccaggio (Fig. 5). Lo sblocco viene effettuato in frigorifero e talvolta solo con un martello di legno.

L'ombreggiatura viene utilizzata per lenti di piccolo diametro e piccolo raggio di curvatura. Lappate e rispettivamente poste sulla superficie del dispositivo di lappatura, le lenti vengono gocciolate dall'alto con resina fusa. La resina riempie la coppa, riscalda le lenti e vi aderisce. Mentre la resina non si è indurita, viene introdotto un dispositivo adesivo riscaldato, come un fungo. Dopo sufficientemente immersione in resina e livellamento in modo che gli assi degli infissi coincidano, il blocco viene raffreddato e dopo la sverniciatura la superficie del blocco viene lavata con solvente e acqua. Lo sblocco avviene riscaldando il blocco.

Supporto rigido. Viene utilizzato nella produzione di massa e su larga scala di parti con tolleranze di precisione superficiale di 0,5 anelli o più, per spessori di 0,05 mm o più.

Per la lavorazione del primo lato, le lenti (pressature) vengono incollate rigidamente direttamente sul dispositivo in apposite sedi o zone (Fig. 6, a).

Riso. 5. Tipo di cuscini in resina

Il dispositivo viene riscaldato a una temperatura di circa 100 ° C. Allo stesso tempo, le parti vengono leggermente riscaldate. Sulla superficie di montaggio del dispositivo viene applicato strato sottile tampone in resina o tela catramata (durante la lavorazione del secondo lato). Dopo aver applicato le lenti con un bastoncino, la resina da sotto la parte sopravvive il più possibile. Dopo la lavorazione del primo lato (sgrossatura o fresatura, molatura media e fine, lucidatura), l'intera superficie del pezzo viene verniciata e trattata nella stessa sequenza sul secondo lato.

Supporto semirigido. Utilizzato per lenti sottili con ampio raggio di curvatura della superficie trattata. La lente è incollata con una guarnizione in tela catramata su una rondella metallica, che a sua volta è incollata all'apparecchio (Fig. 6, b). Nella produzione di occhiali, un adesivo di grezzi riscaldati viene utilizzato direttamente sullo strato di resina. Per garantire la precisione di tale fissaggio, un apposito dispositivo forma delle sedi rovesce sullo strato di resina. Determinano la posizione delle lenti durante il blocco (Fig. 6c).

Fissaggio meccanico. Viene spesso utilizzato nelle operazioni di raccolta, ad esempio per fissare i prismi.

Le parti sono posizionate l'una vicino all'altra in dispositivi metallici con ritagli appropriati. Le parti esterne sono tenute da morsetti a vite oa molla. Sotto le parti estreme è posta una guarnizione elastica (gomma, cartone).

Riso. 6. Schema adesivo (metodi duri e semi-duri):

a - metodo difficile; b - metodo semirigido; c - adesivo sulle sporgenze in resina

(1 - lente; 2 - guarnizione in tessuto catramato; 3 - piastra sferica;

4 - resina; 5 - dispositivo adesivo);

Gesso. Il metodo è più spesso utilizzato per il fissaggio di prismi con tolleranze angolari di 3 "e oltre e grandi pezzi di vetro. La colata di gesso consiste nel versare una soluzione acquosa di gesso con cemento in un dispositivo sotto forma di vaso, corpo, ecc. ( Fig. 7) direttamente sulle parti lappate al frontalino.Il fondo della pentola è fissato all'anello mediante viti o altri mezzi.Spesso limitato ad avvolgere il frontalino di lappatura con un bordo di gomma.Dopo che l'intonaco si è indurito e il fondo è stato fissato in esso, inserito direttamente nell'intonaco, viene rimosso il bordo.Gli spazi tra

Riso. 7. Schema di intonacatura:

1 - prisma; 2 - frontalino lappato; 3 - piatto; 4 - in basso; 5 - l'anello del corpo con prismi dopo l'indurimento del gesso viene pulito con una spazzola metallica ad una profondità di 2-3 mm e lavato.

Per garantire la pulizia del blocco, lo spazio tra i prismi viene riempito con secco finemente setacciato segatura, e il bordo metallico è posto su 3-4 piastre con uno spessore di 2-3 mm. Per proteggere dall'umidità e dallo spargimento di gesso, lo spazio pulito è coperto con paraffina fusa.

La disostruzione avviene spaccando il gesso con un martello di legno o su un'apposita pressa per intonaco. L'utilizzo di una pressa riduce la laboriosità del processo di sbloccaggio e garantisce una maggiore qualità, poiché quasi tutti i prismi sono completamente privi di gesso.

Metodo di contatto ottico. Durante la lavorazione di parti con superfici precise (fino a 0,05 anelli), dimensioni angolari 1--2", parallelismo 1-10" (piastre di precisione, specchi, cunei, prismi), viene utilizzato il contatto ottico. Allo stesso tempo, gli anelli della superficie delle parti lucidate "con colore" 0,5–2 vengono accuratamente puliti e sgrassati (alcol, etere, pennello scoiattolo, tovaglioli cambrici) e dolcemente abbassati e premuti contro la superficie levigata anch'essa accuratamente preparata di il dispositivo di contatto. La pressione viene applicata finché il modello di interferenza non scompare. Lo spazio tra le parti è coperto con vernice o una soluzione di gommalacca rettificata.

I dispositivi di contatto possono essere di diverse forme e dimensioni (Fig. 8) a seconda della forma e delle dimensioni

Riso. 8. Dispositivi di contatto per piastre e prismi: a - piastra di contatto con piastre piano-parallele (1 - piastre; 2 - piastra di contatto); b - dispositivo per prismi e cunei (1 - prismi; 2 - dispositivo di contatto) di pezzi.

La loro superficie dovrebbe essere lucidata con una precisione di 0,1-0,5 anelli. Se il parallelismo è necessario, può essere mantenuto fino a 1--2”. Anche la precisione degli angoli è rigorosamente mantenuta, poiché la qualità del prodotto dipende dalla precisione delle dimensioni angolari, dal parallelismo e dalla qualità della superficie dei dispositivi di contatto.

Quando si rimuove dal contatto, viene utilizzato il riscaldamento o il raffreddamento. Le parti sottili (0,1-0,5 mm) possono essere accuratamente rimosse con una lama di rasoio o una goccia di etere versata sulla superficie della parte.

Fissaggio in separatori. Separatori o dispositivi di separazione vengono utilizzati nel pezzo e nelle operazioni finali per la messa a punto delle dimensioni superficiali e angolari. Il separatore è una gabbia con ritagli in cui vengono posizionati i pezzi. La lavorazione di tali parti, ad esempio in un pezzo, può essere eseguita contemporaneamente da due lati (Fig. 9, a). Per la finitura fine vengono utilizzate lastre di vetro spesse con ritagli di diversi diametri, in cui vari dettagli(figura 9b). I ritagli impediscono che la parte cada dal cuscinetto.

Riso. 9. Separatore: a - schema di macinazione bilaterale (1 - separatore; 2 - piastre; 3 - smerigliatrici); b - separatore di vetro per la finitura meccanizzata di parti piane

Il separatore stesso nel processo di lavoro corregge costantemente la superficie del tampone di lucidatura, mantenendolo così dentro buone condizioni, cioè è anche un disco di stampaggio.

Se su una parte (piastra, cuneo) è necessario aumentare o diminuire l'angolo del cuneo, allora un peso viene incollato al suo bordo con cera morbida, grazie alla quale l'area desiderata viene azionata più fortemente.

Il rapporto tra l'area dei fori e l'intera parte del separatore è determinato dal calcolo.

Fare un set di smerigliatrici

La molatura di una superficie convessa quando si passa da abrasivi più grossolani a più fini inizia sempre dal bordo. Ciò garantisce il mantenimento dello spessore desiderato della lente al centro e una levigatura uniforme dell'intera superficie dai bordi al centro. I raggi di curvatura dell'utensile abrasivo vengono modificati dalla rifilatura quando si passa da abrasivi più grandi a quelli più piccoli.

Riso. Fig. 10. Rappresentazioni schematiche della variazione del raggio di curvatura della superficie dello strumento a tazza (a) e del fungo (b):

R 1 -- raggio di curvatura dello strumento di pelatura; R 2 -- il raggio di curvatura dell'utensile per la rettifica media; R 3 -- raggio di curvatura dell'utensile per la rettifica fine

I raggi di curvatura delle coppe diminuiscono gradualmente (Fig. 10a), mentre i raggi dei funghi, al contrario, aumentano (Fig. 10b).

Quando si affila un utensile, alla sua superficie viene assegnato il raggio di curvatura desiderato o l'esatta planarità. Allo stesso tempo, la superficie viene lucidata fino a rimuovere le tracce della fresa o del raschietto.

La sequenza delle operazioni è la seguente.

1. La superficie dell'utensile per l'ultima fase di rettifica viene regolata mediante rifilatura secondo una sagoma di un determinato raggio, quindi su di essa viene bloccato un blocco di parti difettose.

2. Sullo stesso utensile, il blocco viene rettificato e lucidato. È visibile uno schema di interferenza ("colore").

3. Se il "colore" non soddisfa i requisiti che si applicano a questo set di smerigliatrici, la smerigliatrice viene ritagliata, riaffilata, lucidata e il "colore" viene rivisto.

Riso. 11. Schema di lappatura:

a - superfici di piccola curvatura; b - superfici di grande curvatura (D bl - diametro del blocco)

4. Raggiunto il “colore” richiesto, l'utensile viene molato fino a rimuovere le tracce della fresa o del raschietto e il blocco viene nuovamente controllato contro il vetro di prova.

5. Quando l'ultima mola è predisposta, ad esempio, per la molatura con micropolvere M10, viene regolata la mola precedente all'ultima (già dopo la lappatura), ad esempio, per la molatura con micropolvere M20. Per fare questo, un blocco di prova viene molato su di esso e la sua lappatura viene adattata all'utensile per l'ultima affilatura. I blocchi con piccola curvatura (con ampi raggi di curvatura) dovrebbero essere strofinati per almeno ¼ del loro diametro, ei blocchi con grande curvatura per 1/6-1/7 del diametro (Fig. 11). Ci sono ancora nomi in produzione: “raggi deboli” (grandi raggi di curvatura), “raggi forti” o “sfere ripide” (piccoli raggi di curvatura). Questi nomi non dovrebbero essere usati.

6. Sotto la smerigliatrice raddrizzata, quella precedente viene regolata, ecc. fino a quando l'intero set non viene regolato.

7. Ogni smerigliatrice del set viene macinata con l'abrasivo della dimensione a cui è destinata.

8. Per la normale lucidatura dei blocchi, ad es. per una lucidatura più intensa del bordo del blocco, il “colore” della molatura dovrebbe dare un “pozzo” con un margine di più anelli (2-3) contro quello specificato nel disegno.

Ad esempio, la parte finita dovrebbe avere un "colore" N = 3 dopo la molatura, lo strumento per la molatura con l'ultima micropolvere, ad esempio M10, dovrebbe dare una "fossa" di 5-6 anelli sotto il vetro di prova sul blocco.

9. I frontalini devono essere leggermente convessi, ad es. dare un piccolo “buco” di circa 2-3 micron sulla parte.

Il controllo della correttezza della forma della superficie viene effettuato con un vetro di prova, un righello di vetro o un dispositivo ortotest. Il dispositivo è installato con tre perni di supporto sul frontalino. La punta mobile, situata al centro e collegata alla freccia, indicherà l'entità della deflessione. La deviazione della freccia a destra indicherà la presenza di un "poggio", a sinistra - un "pozzo". La posizione centrale della freccia sulla scala del quadrante (posizione zero) indica un buon aereo. La scala fornisce letture in micrometri (µm).

Produzione di tamponi per lucidatura

Tampone in resina. Uno strumento corrispondente per forma e dimensione (fungo, coppa, frontalino) viene riscaldato e su di esso viene versata resina fusa, non allo stato molto liquido. A volte la resina frantumata sotto forma di piccoli grumi viene versata su uno strumento riscaldato e livellata con un'apposita spatola, mantenendo lo spessore desiderato e l'uniformità dello strato su tutta la superficie dello strumento.

Dopo un certo ispessimento del substrato di resina, la sua formatura finale viene eseguita con un blocco inumidito o un apposito dispositivo di stampaggio del raggio di curvatura desiderato. Viene praticata una piccola rientranza al centro dello strato e i bordi del tampone di lucidatura vengono tagliati con un coltello.

Lucidatrice per panni. Il tampone per il tampone di lucidatura viene tagliato secondo il modello. I materiali molto soffici bruciano leggermente. Per un adesivo più liscio, se hai un materiale spesso, immergilo in acqua e strizzalo bene.

Riscaldare l'apposito attrezzo (fungo, tazza o frontalino), coprirne la superficie con resina frantumata, applicare sopra un substrato (panno, feltro) e crimpare forma speciale(aggraffatura) o bloccare manualmente o su una pressa.

Sia i tamponi per lucidatura in resina che in tessuto, mentre il substrato non è saldamente aderito, vengono inumiditi con una sospensione lucidante e lucidati con un blocco fino a ottenere la forma desiderata.

Lucidatura di superfici ottiche di precisione (lucidatura con resina)

Come notato sopra, la qualità della lucidatura dipende in larga misura dalla correttezza di tutte le operazioni precedenti (incollaggio, blocco, molatura, ecc.), dalla qualità della lavorazione principale e dai materiali ausiliari utilizzati (abrasivo, resina, ecc.), la costanza di temperatura e umidità ambiente (+20° ± 1°), ecc.

Nella produzione, una serie di operazioni e la preparazione degli utensili vengono eseguite da operai speciali. Quindi, ad esempio, l'incollaggio, il bloccaggio, la realizzazione di tamponi per lucidatura, utensili per molatura sono spesso separati in operazioni indipendenti.

Tuttavia, il controllo da parte dell'operaio stesso della qualità dell'attrezzo, degli adesivi e del bloccaggio deve essere eseguito senza fallo. Il lavoro fatto male deve essere rifatto.

Le lenti (metodo elastico) non devono sporgere oltre i bordi del dispositivo adesivo. Le lenti non dovrebbero essere impostate troppo in alto o, al contrario, troppo allagate.

La resina tra le lenti deve essere rimossa.

Possono dare lenti senza smussi, con spigoli vivi, smussati con abrasivi grossolani

Riso. 12. Schema di rifilatura della zona estrema del tampone di lucidatura: a - quando il tampone di lucidatura viene ruotato; b - con tampone di lucidatura fisso

Nel processo di lucidatura, vengono presi in considerazione diversi punti per regolare il processo.

Se la parte ha più bordi ("urto"), il tampone di lucidatura viene tagliato con un bordo di coltello quella parte che innesca il bordo della parte, cioè la zona estrema del tampone di lucidatura (Fig. 12). Al contrario, se la parte ha una parte centrale più elaborata ("fossa"), la zona centrale del tampone di lucidatura viene rifilata (Fig. 13).

Se il blocco (o la parte) è in basso, con la rettifica reciproca, funzionerà sempre più spigoli e, se è in alto, al centro. Pertanto, a volte cambiano la posizione relativa del blocco e dello strumento.

A tavola. 1 fornisce alcune indicazioni pratiche su come controllare l'andamento del processo di lucidatura sulla resina modificando la natura della rifilatura, la cinematica e le modalità.

Quando si lavora con l'asciugatura, è più difficile mantenere il "colore", cioè la data curvatura della superficie, ma la lucidatura avviene più velocemente. Dovresti sempre provare a condurre il processo (con un lavoro eccellente) in modo che i resti della superficie opaca si stacchino contemporaneamente al raggiungimento della precisione specificata.

Quando si lavora su feltro e dove non è richiesta un'elevata precisione della superficie, le modalità intensive, la pressione, l'alimentazione automatica della sospensione sono di particolare importanza, che contribuiscono alla rimozione più rapida dei residui superficiali opachi, ad es. aumento della produttività del lavoro.

Tabella 1

Letteratura

1. Tecnologo-ottica di riferimento, a cura di M.A. Okatova, Politecnico di San Pietroburgo, 2004. - 679 p.

3. Ottica applicata, a cura di Dubovik A.S. Mashinostroenie, 2002. - 470 p.

4. Pogarev G.V. Regolazione dei dispositivi ottici Mashinostroenie, 1982. - 320 p.

5. Tecnologo-costruttore di macchine di riferimento in 2 parti. A cura di A.M. Dalsky, AG Kosilova, R.K. Meshcheryakova. Ingegneria 2001

Ministero dell'Istruzione della Repubblica di Bielorussia

Istituto d'Istruzione

"UNIVERSITÀ STATALE BIELORUSSA

SCIENZE DELL'INFORMAZIONE E RADIOELETTRONICA»

ASTRATTO

Sul tema di:

"PROCESSO TECNOLOGICO DI LAVORAZIONE

PARTI OTTICHE (basi generali)"

MINSK, 2008

Operazioni tecnologiche di base

Il processo tecnologico di produzione di parti ottiche consiste nell'elaborazione delle loro superfici di lavoro e di montaggio. Ai pezzi grezzi (vetro grumo, piastrelle, pressatura, ecc.) Vengono fornite le dimensioni richieste e alle superfici viene data una struttura in base al loro scopo.

Quando si elabora il processo tecnologico più appropriato, è necessario tenere conto del tipo di materia prima, del numero di parti in un lotto, dei mezzi tecnici disponibili (attrezzature, strumenti, ecc.) e della precisione di fabbricazione richiesta. La lavorazione di molte parti ottiche può essere suddivisa in diverse fasi principali, ognuna delle quali ha uno scopo specifico.

vuoto. Le operazioni di approvvigionamento sono la rimozione del materiale in eccesso, dando al pezzo una forma precisa, mantenendo le dimensioni desiderate, fornendo la struttura superficiale desiderata (opacità) per la successiva molatura fine.

Le operazioni per ottenere un semilavorato possono essere molto diverse. Si tratta di taglio del vetro, segatura, fresatura, foratura, arrotondamento, pelatura, molatura media, smussatura, ecc. La lavorazione viene eseguita con abrasivi allo stato libero o legato (cerchi, frese, utensili diamantati ceramica-metallo). In molte operazioni (molatura di sfere, centratura, fresatura, sfaccettatura), sono ampiamente utilizzati utensili realizzati con diamanti sintetici su legante metallo-ceramica.

Le operazioni ausiliarie (adesivo, incollaggio, bloccaggio, ecc.) vengono utilizzate per fissare le parti agli infissi e raggrupparle per l'ulteriore lavorazione del giunto o per rimuovere tutti i tipi di contaminanti (lavaggio, asciugatura).

macinazione fine. Questa è la preparazione della superficie di una parte ottica per la lucidatura, ovvero la rimozione di quote sul pezzo e il portare le dimensioni dei lati a quelle specificate grazie all'elaborazione sequenziale con abrasivi di varie dimensioni (le cosiddette transizioni) . Come risultato della macinazione fine si ottiene una struttura superficiale opaca con una struttura molto fine.

I grani abrasivi, rotolando tra il vetro e la mola, danneggiano il vetro con i loro bordi taglienti. A causa dell'azione shock-vibrazione dei grani abrasivi, sul vetro si forma uno strato superficiale danneggiato (sporgenze e fratture concoidali) e al di sotto di esso uno strato fessurato interno. La profondità dello strato fratturato è diverse volte (4 o più) maggiore della profondità dei fori dello strato superficiale (studi di N. N. Kachalov, K. G. Kumanin e altri scienziati).

Se c'è acqua in eccesso durante la macinazione, i chicchi vengono lavati via, la pressione su ogni chicco rimanente aumenta, vengono schiacciati o inceppati. In questo caso, graffi e sgorbie sono inevitabili. L'eccesso di abrasivo, impedendo ai grani di rotolare liberamente, provoca graffi e riduce la produttività. La molatura è più produttiva quando i grani abrasivi sono distribuiti in uno strato.

La velocità del mandrino influisce sulla frequenza di rotolamento dei grani e sulla loro azione di urto-vibrazione. Un aumento eccessivo della velocità provoca, sotto l'influenza della forza centrifuga, la caduta di grani non ancora utilizzati.

La quantità di macinazione è proporzionale alla quantità di pressione. Praticamente limitante è la pressione alla quale il grano viene schiacciato (forza di frantumazione). Il suo valore dipende dalla forza dell'abrasivo utilizzato.

È stato stabilito che l'acqua provoca processi chimici sulla superficie del vetro, a seguito dei quali si creano forze di incuneamento che contribuiscono alla separazione delle particelle di vetro dalla superficie trattata.

Lucidatura. È l'operazione di rimozione delle irregolarità residue sulla superficie della parte ottica dopo la molatura fine per ottenere la classe di rugosità e pulizia richiesta, nonché per ottenere la precisione specificata in termini di planarità o curvatura della superficie trattata. Il processo si basa sull'azione combinata di una serie di fattori: meccanici, chimici e fisico-chimici

L'uso di vari liquidi bagnanti, come hanno dimostrato gli esperimenti, può accelerare o rallentare il processo di lucidatura. È stato dimostrato che i composti di vetro siliceo sotto l'influenza dell'acqua formano il film più sottile (da 0,0015 a 0,007 micron), che impedisce all'acqua di accedere agli strati più profondi del vetro e al suo effetto chimico su di essi. A causa delle forze meccaniche, questa pellicola viene strappata, esponendo un nuovo strato di vetro, che viene nuovamente esposto all'acqua. Di conseguenza, si forma un nuovo strato di pellicola, che si stacca immediatamente, ecc. La pellicola stessa è in grado di trattenere particelle di materiale lucidante sulla sua superficie mediante forze coesive.

Come strumento di lucidatura vengono utilizzati frontalini, funghi e coppette, sui quali viene applicato uno strato di resina o materiali fibrosi.

Per la lucidatura su entrambi i lati di vetro colorato, vetro a specchio, vetro da costruzione e decorazione di vetreria di alta qualità, è di grande importanza migliorare i metodi di trattamento chimico (acido) delle superfici in vetro mediante incisione. Questo metodo può essere utilizzato al posto della lucidatura meccanica della superficie del vetro, talvolta in combinazione con metodi meccanici.

Centraggio. Questa è l'operazione di lavorazione di una parte di diametro simmetricamente al suo asse ottico, in cui sono combinati sia l'asse ottico che quello geometrico della lente. La necessità di eseguire l'operazione è causata dalle seguenti circostanze. Nel processo di produzione di pezzi grezzi, ad esempio, durante l'arrotondamento di colonne (Fig. 1, a), la pelatura, la molatura e la lucidatura a causa della rimozione irregolare dello strato di vetro, le lenti possono avere una forma a cuneo, caratterizzata da uno spessore irregolare di parti lungo il bordo (Fig. 1, b). In tale dettaglio, quando si applica una sfera, i centri delle superfici sferiche e, di conseguenza, l'asse ottico vengono spostati rispetto all'asse geometrico della lente.

Fig. 1. Schema di formazione del decentramento:

a - inclinazione dell'asse della colonna di spazi vuoti; b - spostamento del centro della superficie sferica

Riso. 2. Decentramento nell'obiettivo:

a - l'asse ottico è parallelo all'asse geometrico; b - asse ottico ad un angolo dell'asse geometrico

Riso. 3 Rappresentazione schematica

Fig.4. Montaggio automatico dell'obiettivo mediante compressione tra le cartucce:

1 lente; 2 cartucce

L'asse ottico della lente prima dell'operazione di centraggio può essere parallelo al suo asse geometrico (Fig. 2, a) o inclinarsi rispetto ad esso (Fig. 2, b). In una tale lente, i suoi bordi si trovano a distanze diverse dall'asse ottico e hanno spessori diversi. Tale obiettivo non può essere posizionato nella cornice del dispositivo, poiché l'immagine risulterà scadente (l'asse ottico dell'obiettivo non coincide con l'asse geometrico della cornice). Per una lente centrata, i bordi hanno lo stesso spessore e gli assi ottico e geometrico sono allineati all'interno della tolleranza di decentramento (Fig. 3b).

L'installazione dell'obiettivo sulla cartuccia prima della centratura viene eseguita otticamente o meccanicamente.

Metodo ottico - installazione per "abbagliamento" sull'occhio o sotto il tubo ottico. La lente è fissata con una resina di centraggio su una cartuccia rotante in una posizione in cui è assicurata l'immobilità dell'immagine del filamento della lampada o l'immagine del "riflesso" nel tubo ottico.

Il metodo meccanico (autocentrante) consiste nel fatto che l'obiettivo viene installato automaticamente per compressione tra due cartucce posizionate rigorosamente sullo stesso asse (Fig. 4).

Con entrambi i metodi, la corretta installazione è garantita da una buona preparazione e rifilatura del bordo di montaggio delle cartucce e dall'assenza di eccentricità della parte centrata durante la rotazione.

Incollaggio. Il compito dell'incollaggio è quello di ottenere un sistema rigidamente fissato e centrato.

In alcuni casi (soprattutto per le parti piane), l'incollaggio è sostituito dal contatto ottico (adesione molecolare di due superfici levigate).

Operazioni tecnologiche ausiliarie

L'operazione ausiliaria più importante è il blocco: il collegamento di parti o pezzi grezzi con un dispositivo (adesivo, meccanicamente, tramite contatto ottico, fissaggio a vuoto, atterraggio in separatori, ecc.) Per la loro ulteriore lavorazione congiunta. La combinazione di un dispositivo e di parti o pezzi grezzi fissati ad esso è chiamata blocco. La qualità del prodotto e l'efficienza del processo tecnologico dipendono in larga misura dalla corretta scelta del metodo di bloccaggio, a seconda delle dimensioni e della forma delle parti, della precisione data.

Il blocco dovrebbe fornire:

1) fissare il numero massimo di spazi vuoti;

2) facilità di lavorazione in questa operazione (ad esempio: levigatura, lucidatura);

3) praticità per effettuare le misurazioni necessarie nel processo di lavoro;

4) affidabilità del fissaggio nella modalità operativa più intensiva;

5) l'assenza di danni meccanici e deformazioni di grezzi o parti;

6) la disposizione corretta e simmetrica delle superfici lavorate rispetto all'attrezzatura e all'utensile di lavorazione;

7) facilità e rapidità di bloccaggio e sbloccaggio.

Nella produzione ottica vengono utilizzati diversi metodi di blocco. Tuttavia, il più comune finora è il metodo di fissaggio elastico.

Supporto elastico. Viene utilizzato nella produzione su piccola scala e in serie per pezzi di media precisione. Questa operazione include le seguenti transizioni:

1. Adesivo su uno dei lati lavorati della parte del cuscino in resina manualmente o su apposita macchina semiautomatica.

2. Pulizia della seconda superficie della lente trattata

3. Lappatura delle lenti su una superficie accuratamente pulita del dispositivo di lappatura (fungo, coppa, frontalino).

4. Incollaggio di parti al dispositivo adesivo.

5. Bloccare il raffreddamento.

Lo spessore dello strato di resina dopo il raffreddamento deve essere di 0,1-0,2 d (d è il diametro della lente), ma non inferiore a 1 mm (per lenti di piccolo diametro). Quindi, ad esempio, per una lente con un diametro di 30 mm, l'altezza del cuscinetto in resina è di 3-6 mm. Il diametro del cuscinetto in resina è uguale al diametro del pezzo ed è realizzato con una leggera conicità per facilitarne il bloccaggio (Fig. 5). Lo sblocco viene effettuato in frigorifero e talvolta solo con un martello di legno.

L'ombreggiatura viene utilizzata per lenti di piccolo diametro e piccolo raggio di curvatura. Lappate e rispettivamente poste sulla superficie del dispositivo di lappatura, le lenti vengono gocciolate dall'alto con resina fusa. La resina riempie la coppa, riscalda le lenti e vi aderisce. Mentre la resina non si è indurita, viene introdotto un dispositivo adesivo riscaldato, come un fungo. Dopo sufficientemente immersione in resina e livellamento in modo che gli assi degli infissi coincidano, il blocco viene raffreddato e dopo la sverniciatura la superficie del blocco viene lavata con solvente e acqua. Lo sblocco avviene riscaldando il blocco.

Supporto rigido. Viene utilizzato nella produzione di massa e su larga scala di parti con tolleranze di precisione superficiale di 0,5 anelli o più, per spessori di 0,05 mm o più.

Per la lavorazione del primo lato, le lenti (pressature) vengono incollate rigidamente direttamente sul dispositivo in apposite sedi o zone (Fig. 6, a).


Riso. 5. Tipo di cuscini in resina

Il dispositivo viene riscaldato a una temperatura di circa 100 ° C. Allo stesso tempo, le parti vengono leggermente riscaldate. Un sottile strato di resina o un panno incatramato viene applicato sulla superficie di montaggio del dispositivo (durante l'elaborazione del secondo lato). Dopo aver applicato le lenti con un bastoncino, la resina da sotto la parte sopravvive il più possibile. Dopo la lavorazione del primo lato (sgrossatura o fresatura, molatura media e fine, lucidatura), l'intera superficie del pezzo viene verniciata e trattata nella stessa sequenza sul secondo lato.

Supporto semirigido. Utilizzato per lenti sottili con ampio raggio di curvatura della superficie trattata. La lente è incollata con una guarnizione in tela catramata su una rondella metallica, che a sua volta è incollata all'apparecchio (Fig. 6, b). Nella produzione di occhiali, un adesivo di grezzi riscaldati viene utilizzato direttamente sullo strato di resina. Per garantire la precisione di tale fissaggio, un apposito dispositivo forma delle sedi rovesce sullo strato di resina. Determinano la posizione delle lenti durante il blocco (Fig. 6c).

Fissaggio meccanico. Viene spesso utilizzato nelle operazioni di raccolta, ad esempio per fissare i prismi.

Le parti sono posizionate l'una vicino all'altra in dispositivi metallici con ritagli appropriati. Le parti esterne sono tenute da morsetti a vite oa molla. Sotto le parti estreme è posta una guarnizione elastica (gomma, cartone).

Riso. 6. Schema adesivo (metodi duri e semi-duri):

a - metodo difficile; b - metodo semirigido; c - adesivo sulle sporgenze in resina

(1 - lente; 2 - guarnizione in tessuto catramato; 3 - piastra sferica;

4 - resina; 5 - dispositivo adesivo);

Gesso. Il metodo è più spesso utilizzato per il fissaggio di prismi con tolleranze angolari di 3 "e oltre e grandi pezzi di vetro. La colata di gesso consiste nel versare una soluzione acquosa di gesso con cemento in un dispositivo sotto forma di vaso, corpo, ecc. ( Fig. 7) direttamente sulle parti lappate al frontalino.Il fondo della pentola è fissato all'anello mediante viti o altri mezzi.Spesso limitato ad avvolgere il frontalino di lappatura con un bordo di gomma.Dopo che l'intonaco si è indurito e il fondo è stato fissato in esso, inserito direttamente nell'intonaco, viene rimosso il bordo.Gli spazi tra


Riso. 7. Schema di intonacatura:

1 - prisma; 2 - frontalino lappato; 3 - piatto; 4 - in basso; 5 - l'anello del corpo con prismi dopo l'indurimento del gesso viene pulito con una spazzola metallica ad una profondità di 2-3 mm e lavato.

Per garantire la sverniciatura del blocco, lo spazio tra i prismi prima della colata viene ricoperto con segatura secca finemente setacciata e il bordo metallico viene posto su 3-4 lastre di 2-3 mm di spessore. Per proteggere dall'umidità e dallo spargimento di gesso, lo spazio pulito è coperto con paraffina fusa.

La disostruzione avviene spaccando il gesso con un martello di legno o su un'apposita pressa per intonaco. L'utilizzo di una pressa riduce la laboriosità del processo di sbloccaggio e garantisce una maggiore qualità, poiché quasi tutti i prismi sono completamente privi di gesso.

Metodo di contatto ottico. Durante la lavorazione di parti con superfici precise (fino a 0,05 anelli), dimensioni angolari 1-2", parallelismo 1-10" (piastre di precisione, specchi, cunei, prismi), viene utilizzato il contatto ottico. Allo stesso tempo, gli 0,5-2 anelli della superficie delle parti lucidate "con colore" vengono accuratamente puliti e sgrassati (alcol, etere, pennello scoiattolo, tovaglioli cambrici) e dolcemente abbassati e premuti contro la superficie levigata anch'essa accuratamente preparata di il dispositivo di contatto. La pressione viene applicata finché il modello di interferenza non scompare. Lo spazio tra le parti è coperto con vernice o una soluzione di gommalacca rettificata.

I dispositivi di contatto possono essere di diverse forme e dimensioni (Fig. 8) a seconda della forma e delle dimensioni

Riso. 8. Dispositivi di contatto per piastre e prismi: a - piastra di contatto con piastre piano-parallele (1 - piastre; 2 - piastra di contatto); b - dispositivo per prismi e cunei (1 - prismi; 2 - dispositivo di contatto) di pezzi.

La loro superficie dovrebbe essere lucidata con una precisione di 0,1-0,5 anelli. Se il parallelismo è necessario, può essere mantenuto fino a 1-2”. Anche la precisione degli angoli è rigorosamente mantenuta, poiché la qualità del prodotto dipende dalla precisione delle dimensioni angolari, dal parallelismo e dalla qualità della superficie dei dispositivi di contatto.

Quando si rimuove dal contatto, viene utilizzato il riscaldamento o il raffreddamento. Le parti sottili (0,1-0,5 mm) possono essere accuratamente rimosse con una lama di rasoio o una goccia di etere versata sulla superficie della parte.

Fissaggio in separatori. Separatori o dispositivi di separazione vengono utilizzati nel pezzo e nelle operazioni finali per la messa a punto delle dimensioni superficiali e angolari. Il separatore è una gabbia con ritagli in cui vengono posizionati i pezzi. La lavorazione di tali parti, ad esempio in un pezzo, può essere eseguita contemporaneamente da due lati (Fig. 9, a). Per la finitura fine vengono utilizzate lastre di vetro spesse con ritagli di diverso diametro, in cui vengono posati vari dettagli (Fig. 9, b). I ritagli impediscono che la parte cada dal cuscinetto.


Riso. 9. Separatore: a - schema di macinazione su due lati (1 - separatore; 2 - piastre; 3 - smerigliatrici); b-vetro separatore per la finitura meccanizzata di parti piane

Il separatore stesso corregge costantemente la superficie del tampone di lucidatura durante il funzionamento, mantenendolo così in buone condizioni, cioè è anche un disco di formatura.

Se su una parte (piastra, cuneo) è necessario aumentare o diminuire l'angolo del cuneo, allora un peso viene incollato al suo bordo con cera morbida, grazie alla quale l'area desiderata viene azionata più fortemente.

Il rapporto tra l'area dei fori e l'intera parte del separatore è determinato dal calcolo.

Fare un set di smerigliatrici

La molatura di una superficie convessa quando si passa da abrasivi più grossolani a più fini inizia sempre dal bordo. Ciò garantisce il mantenimento dello spessore desiderato della lente al centro e una levigatura uniforme dell'intera superficie dai bordi al centro. I raggi di curvatura dell'utensile abrasivo vengono modificati dalla rifilatura quando si passa da abrasivi più grandi a quelli più piccoli.


Riso. Fig. 10. Rappresentazioni schematiche della variazione del raggio di curvatura della superficie dello strumento a tazza (a) e del fungo (b):

R 1 - raggio di curvatura dello strumento di pelatura; R 2 - raggio di curvatura dell'utensile per rettifica media; R 3 - raggio di curvatura dell'utensile per la rettifica fine

I raggi di curvatura delle coppe diminuiscono gradualmente (Fig. 10a), mentre i raggi dei funghi, al contrario, aumentano (Fig. 10b).

Quando si affila un utensile, alla sua superficie viene assegnato il raggio di curvatura desiderato o l'esatta planarità. Allo stesso tempo, la superficie viene lucidata fino a rimuovere le tracce della fresa o del raschietto.

La sequenza delle operazioni è la seguente.

1. La superficie dell'utensile per l'ultima fase di rettifica viene regolata mediante rifilatura secondo una sagoma di un determinato raggio, quindi su di essa viene bloccato un blocco di parti difettose.

2. Sullo stesso utensile, il blocco viene rettificato e lucidato. È visibile uno schema di interferenza ("colore").

3. Se il "colore" non soddisfa i requisiti che si applicano a questo set di smerigliatrici, la smerigliatrice viene ritagliata, riaffilata, lucidata e il "colore" viene rivisto.


Riso. 11. Schema di lappatura:

a - superfici di piccola curvatura; b - superfici di grande curvatura (D bl - diametro del blocco)

4. Raggiunto il “colore” richiesto, l'utensile viene molato fino a rimuovere le tracce della fresa o del raschietto e il blocco viene nuovamente controllato contro il vetro di prova.

5. Quando l'ultima mola è predisposta, ad esempio, per la molatura con micropolvere M10, viene regolata la mola precedente all'ultima (già dopo la lappatura), ad esempio, per la molatura con micropolvere M20. Per fare questo, un blocco di prova viene molato su di esso e la sua lappatura viene adattata all'utensile per l'ultima affilatura. Blocchi con piccola curvatura (con ampi raggi di curvatura) dovrebbero essere strofinati per almeno ¼ del loro diametro, e blocchi con grande curvatura per 1/6-1/7 del loro diametro (Fig. 11). Ci sono ancora nomi in produzione: “raggi deboli” (grandi raggi di curvatura), “raggi forti” o “sfere ripide” (piccoli raggi di curvatura). Questi nomi non dovrebbero essere usati.

6. Sotto la smerigliatrice raddrizzata, quella precedente viene regolata, ecc. fino a quando l'intero set non viene regolato.

7. Ogni smerigliatrice del set viene macinata con l'abrasivo della dimensione a cui è destinata.

8. Per la normale lucidatura dei blocchi, ad es. per una lucidatura più intensa del bordo del blocco, il “colore” della molatura dovrebbe dare un “pozzo” con un margine di più anelli (2-3) contro quello specificato nel disegno.

Ad esempio, la parte finita dovrebbe avere un "colore" N = 3 dopo la molatura, lo strumento per la molatura con l'ultima micropolvere, ad esempio M10, dovrebbe dare una "fossa" di 5-6 anelli sotto il vetro di prova sul blocco.

9. I frontalini devono essere leggermente convessi, ad es. dare una piccola “fossa” di circa 2-3 micron sulla parte.

Il controllo della correttezza della forma della superficie viene effettuato con un vetro di prova, un righello di vetro o un dispositivo ortotest. Il dispositivo è installato con tre perni di supporto sul frontalino. La punta mobile, situata al centro e collegata alla freccia, indicherà l'entità della deflessione. La deviazione della freccia a destra indicherà la presenza di un "poggio", a sinistra - un "pozzo". La posizione centrale della freccia sulla scala del quadrante (posizione zero) indica un buon aereo. La scala fornisce letture in micrometri (µm).

Produzione di tamponi per lucidatura

Tampone in resina. Uno strumento corrispondente per forma e dimensione (fungo, coppa, frontalino) viene riscaldato e su di esso viene versata resina fusa, non allo stato molto liquido. A volte la resina frantumata sotto forma di piccoli grumi viene versata su uno strumento riscaldato e livellata con un'apposita spatola, mantenendo lo spessore desiderato e l'uniformità dello strato su tutta la superficie dello strumento.

Dopo un certo ispessimento del substrato di resina, la sua formatura finale viene eseguita con un blocco inumidito o un apposito dispositivo di stampaggio del raggio di curvatura desiderato. Viene praticata una piccola rientranza al centro dello strato e i bordi del tampone di lucidatura vengono tagliati con un coltello.

Lucidatrice per panni. Il tampone per il tampone di lucidatura viene tagliato secondo il modello. I materiali molto soffici bruciano leggermente. Per un adesivo più liscio, se hai un materiale spesso, immergilo in acqua e strizzalo bene.

Dopo aver riscaldato l'apposito attrezzo (fungo, tazza o frontalino), coprirne la superficie con resina frantumata, adagiarvi sopra un substrato (panno, feltro) e crimparlo in una forma speciale (crimpatura) o in un blocco manualmente o su una pressa .

Sia i tamponi per lucidatura in resina che in tessuto, mentre il substrato non è saldamente aderito, vengono inumiditi con una sospensione lucidante e lucidati con un blocco fino a ottenere la forma desiderata.

Lucidatura di superfici ottiche di precisione (lucidatura con resina)

Come notato sopra, la qualità della lucidatura dipende in larga misura dalla correttezza di tutte le operazioni precedenti (incollaggio, blocco, molatura, ecc.), dalla qualità della lavorazione principale e dai materiali ausiliari utilizzati (abrasivo, resina, ecc.), la costanza di temperatura e umidità ambiente (+20° ± 1°), ecc.

Nella produzione, una serie di operazioni e la preparazione degli utensili vengono eseguite da operai speciali. Quindi, ad esempio, l'incollaggio, il bloccaggio, la realizzazione di tamponi per lucidatura, utensili per molatura sono spesso separati in operazioni indipendenti.

Tuttavia, il controllo da parte dell'operaio stesso della qualità dell'attrezzo, degli adesivi e del bloccaggio deve essere eseguito senza fallo. Il lavoro fatto male deve essere rifatto.

Le lenti (metodo elastico) non devono sporgere oltre i bordi del dispositivo adesivo. Le lenti non dovrebbero essere impostate troppo in alto o, al contrario, troppo allagate.

La resina tra le lenti deve essere rimossa.

Possono dare lenti senza smussi, con spigoli vivi, smussati con abrasivi grossolani


Riso. 12. Schema di rifilatura della zona estrema del tampone di lucidatura: a - durante la rotazione del tampone di lucidatura; b - con tampone di lucidatura fisso

Nel processo di lucidatura, vengono presi in considerazione diversi punti per regolare il processo.

Se la parte ha più bordi ("urto"), il tampone di lucidatura viene tagliato con un bordo di coltello quella parte che innesca il bordo della parte, cioè la zona estrema del tampone di lucidatura (Fig. 12). Al contrario, se la parte ha una parte centrale più elaborata ("fossa"), la zona centrale del tampone di lucidatura viene rifilata (Fig. 13).

Se il blocco (o la parte) è in basso, con la rettifica reciproca, funzionerà sempre più spigoli e, se è in alto, al centro. Pertanto, a volte cambiano la posizione relativa del blocco e dello strumento.

A tavola. 1 fornisce alcune indicazioni pratiche su come controllare l'andamento del processo di lucidatura sulla resina modificando la natura della rifilatura, la cinematica e le modalità.

Quando si lavora con l'asciugatura, è più difficile mantenere il "colore", cioè la data curvatura della superficie, ma la lucidatura avviene più velocemente. Dovresti sempre provare a condurre il processo (con un lavoro eccellente) in modo che i resti della superficie opaca si stacchino contemporaneamente al raggiungimento della precisione specificata.

Quando si lavora su feltro e dove non è richiesta un'elevata precisione della superficie, le modalità intensive, la pressione, l'alimentazione automatica della sospensione sono di particolare importanza, che contribuiscono alla rimozione più rapida dei residui superficiali opachi, ad es. aumento della produttività del lavoro.

Tabella 1


Letteratura

1. Tecnologo-ottica di riferimento, a cura di M.A. Okatova, Politecnico di San Pietroburgo, 2004. - 679 p.

3. Ottica applicata, a cura di Dubovik A.S. Mashinostroenie, 2002. - 470 p.

4. Pogarev G.V. Regolazione dei dispositivi ottici Mashinostroenie, 1982. - 320 p.

5. Tecnologo-costruttore di macchine di riferimento in 2 parti. A cura di A.M. Dalsky, AG Kosilova, R.K. Meshcheryakova. Ingegneria 2001