Изготовление и контроль оптических деталей - Ефремов А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Круглые заготовки 3, вырезанные из листового стекла, нагревают в форме 2 до температуры начала пластической деформации. После создания вакуума под заготовкой она просаживается в форму под действием избыточного давления, принимая ее конфигурацию (рис. 19.1).
Моллирование деталей диаметром от 120 до 500 мм выполняют на полуавтоматической установке, состоящей из многопозиционной карусельной печи, где производят нагрев , заготовки и ее вакуумное моллирование в такой же, как для первого случая, металлической форме 2 (рис. 19.1). Готовая деталь 1 сохраняет полированные поверхности и не требует последующей обработки. Для снятия внутренних напряжений в установке предусмотрена печь отжига и размещена камера медленного охлаждения. Производительность установки — до 80 деталей в час при погрешности формы по углу отклонения нормали к асферической поверхности более 30'.
Вакуумная асферизация. Детали с асферическими поверхно-
198
стями с малым отступлением от ближайшей сферы или плоскости изготовляют вакуумной асферизацией. Метод основан на нанесении на исходную сферическую или плоскую полированную поверхность подложки асферизующего слоя неодинаковой толщины. Этим способом возможно изготовлять поверхности любого уравнения, но максимальная толщина наносимых слоев не может быть больше 10—15 мкм, так как прочность слоев резко уменьшается с увеличением толщины.
Для образования асферической поверхности на стеклянной или металлической подложке используют испаритель и маску, расположенную между ним и подложкой. Прозрачные или непрозрачные слои (моноокиси кремния, сернистого цинка и др.) наносят в вакуумной установке на вращающуюся с небольшой скоростью подложку.
Геометрию вырезов маски (рис. 19.2) рассчитывают в зависимости от распределения толщины слоя наносимого вещества по круговым-зонам подложки. Маску изготовляют из латунной фольги толщиной 0,05 мм фотогальвани-ческим способом, центрируют и закрепляют на жестком каркасе. Маску располагают в не-
К Вакуумному насосу Рис. 19.1. Моллирование
ш ! т
т . J
Рис. 19.2. Маска для вакуумной асферизацин
Рис. 19.3. Упругий лепестковый инструмент
посредственной близости от подложки на расстоянии 2—5 мм с погрешностью менее 0,1 мм.
Технология нанесения неравномерных покрытий не отличается от описанных ранее способов термического испарения веществ в вакууме. В процессе испарения толщину слоя косвенно контролируют фотометрическим устройством. Погрешность толщины наносимого слоя составляет более 0,1 мкм.
Способ «местной ретуши». При обработке наиболее точных астрономических зеркал применяют давно известный способ «местной ретуши». Шлифование и полирование проводят небольшим диамет-
199
ром ОД—0,2 от диаметра заготовки сплошным или кольцевым инструментом. Заготовку обрабатывают от ближайшей сферы и контролируют теневым способом. Кинематику станка настраивают так, чтобы центр инструмента находился на вершине бугра при изменении его возвратно-поступательного перемещения. Ввиду малой рабочей поверхности инструмента и частых перенастроек режима обработки время получения требуемой формы достигает нескольких дней и даже месяцев. В настоящее время стали внедрять ЭВМ; с помощью ЭВМ производят управление перемещением инструмента для образования требуемой поверхности.
В оптической промышленности разработано большое число способов шлифования и полирования асферических поверхностей, использующих различные принципы образования требуемой формы.
Обработка упругим лепестковым инструментом. Требуемый съем припуска путем неравномерного распределения давления производят упругим лепестковым инструментом (рис. 19.3) на станках типа «Планета». Упругий инструмент представляет собой круглую пластину переменного сечения с радиальными прорезями. Жесткость инструмента рассчитана так, чтобы усилие, приложенное к центру инструмента, передавалось на обрабатываемую поверхность неравномерно в соответствии с распределением припуска и выравнивалось при достижении требуемой асферической формы поверхности. Для уменьшения износа рабочую поверхность шлифовальни-ка алмазируют, а для полирования на нее наносят слой смолы. Широкое применение способа ограничено сложностью расчета и изготовления инструмента.
Обработка способом точечного или линейного соприкосновения. На заготовительных операциях используют копировальные станки с инструментом, который соприкасается в точке с участком обрабатываемой поверхности, площадь которого мала по сравнению с площадью инструмента и заготовки. Примером такого способа может служить обработка поверхности резцом. Такие станки используют для предварительной обработки, так как не обеспечивают вы-, сокой точности поверхности.
Соприкосновением по линии называют такой способ, при котором инструмент и заготовка в процессе обработки контактируют по очень узкой полоске — линии, например, при обработке цилиндрической поверхности шлифовальным кругом. Обработка обеспечивает более высокую точность асферической поверхности. Этим способом производят шлифование и полирование с отступлением от заданной асферической поверхности до 150 мкм.
