Изготовление и контроль оптических деталей - Ефремов А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Во время четвертой операции отшлифованные шарики сортируются автоматически по диаметру. Шагающий механизм перетаскивает шарики по калиброванной накладной щели (рис. 20.4). Шарики проваливаются на различных участках длины щели, сортируясь на десять подпартий через 0,005 мм. Всего образуется 40 подпартий.
Пятую операцию — полирование — выполняют в два перехода. На первом переходе смола инструмента смешана с опилками для твердости. После первого перехода шарики сортируются на вертикальном оптиметре, снабженном специальным приспособлением, по диаметру через 1 мкм. На втором переходе применяют мягкую смолу. Затем контролируют диаметр шариков на ультраоптиметре с рассортировкой их диаметра через 0,1 мкм.
При полировании шарики помещают в канавку, проточенную в смоляном полировальнике 1 на глубину У4 диаметра шарика
Рис. 20.4. Сортировка шариков по диаметру с помощью калиброванной накладной щели
210
(рис. 20.5). Во избежание царапин между стеклянными шариками помещают шарики из полистирола. Канавка того же радиуса и глубины проточена в верхнем полировальнике 2, укрепленном на верхнем вращающемся шпинделе станка. Шарики катятся по канавке и вращаются во всех направлениях, так как линейная скорость на внутренней и наружной сторонах канавки различна. Обработку ведут под нагрузкой с использованием полиритовой суспензии. Готовность деталей после полирования контролируют по времени обработки.
Контроль диаметра шариков заменяют контролем их поверхности пробными стеклами. Это вполне возможно, так как погрешность измерения диаметра на ультраоптиметре меньше, чем при контроле пробным стеклом. Например, пусть d=2 мм, Дс?=0,0001 мм, тогда AR=[(2-Ad)/d\-100=0,01%.
Это точнее, чем самые высокие требования к форме поверхностей для пробных стекол. С увеличением диаметра шариков точность изготовления возрастает.
Весь технологический процесс обработки шариков разбит на этапы —операции, кратные по времени. Процесс обработки построен по принципу автоматического получения и контроля размеров. Подготовка и ручные операции при изготовлении шариков сведены до минимума. Это одни из наиболее автоматизированных процессов изготовления сложных в обработке оптических деталей.
Обработку плоской поверхности ведут в блоке на стеклянной плоскопараллельной пластине 3. Шарики 1 заливают смолой 2.
Их базируют по поверхности пластины, установленной на шпинделе 4 шлифовально-полировального станка (рис. 20.6). Шлифование ведут методом свободного притира инструментом 5, установленным сверху, до получения необходимой толщины с допуском на нее порядка 0,01 мм при N= 1,
AN = 0,2. Толщину контролируют вместе с пластиной приспособления, а обработанную оптическую поверхность — пробным стеклом.
20.3. Сетки и шкалы
Шкалы, сетки, миры, дифракционные решетки и другие штриховые изображения на стекле служат для измерения линейных и угловых размеров и наведения приборов на объект. Штрихи сетки наносят алмазным резцом, травлением или фотографированием.
Алмазный резец используют в делительных или копировальных
Рис. 20.6. Изготовление плоской поверхности у шариковых заготовок
Рис. 20.5. Полирование шариков
14*
211
машинах для нанесения штрихов на стекле или на тонком слое металла, нанесенного на стекло.
При изготовлении сеток травлением штрихи прорезают стальным резцом в защитном слое лака или воска, нанесенного на поверхность стекла, а затем травят в парах плавиковой кислоты.
Фотографированием сетки изготовляют на фотослоях, нанесенных на стекло, иногда с последующим травлением или заполнением штрихов красителями или металлами испарением в вакууме.
Изготовление сеток травлением. Заготовкой является полированная -с PI—PIV и iV=15 пластина или диск из стекол, имеющих достаточную химическую стойкость, но хорошо поддающихся травлению (барритовые кроны, флинты).
Перед нанесением делений заготовку сетки тщательно промыва-Ют, эфиром, затем вручную ватным тампоном наносят на поверхность, подлежащую травлению, слой кислотостойкого асфальтового лака толщиной около 3 мкм; сушат слой лака при 120° С в течение 5—10 мин с последующим постепенным охлаждением. Заготовку помещают на ручную или автоматическую делительную машину и после выдержки заготовки на машине в течение двух и более часов нарезают деления по лаку. Инструментом при нарезании делений служит стальной резец трапецеидального, квадратного или прямоугольного сечения. Для травления заготовку помещают в камеру, где обрабатывают в течение нескольких секунд парами 65— 70%-ной плавиковой кислоты. По штрихам, где лак снят, стекло протравливается в глубину. Для нейтрализации заготовки промывают 3%-ным водным раствором кальцинированной соды. Лак удаляют бензином. После промывки и сушки под микроскопом с увеличением 60—100х контролируют качество травления штрихов. Заготовку покрывают натуральным пчелиным воском, термообработанным до необходимой вязкости.
Перед оцифровкой на пантографе наполняют штрихи лаковой смесью, которая делает их лучше различимыми. Шкалу оцифровывают и контролируют качество цифр под микроскопом при увеличении 60х. Травление цифр аналогично травлению штрихов. После удаления воска, промывки и сушки качество травления цифр проверяют под микроскопом.
