Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
Технологический процесс выполняется одним оператором; производительность — до 350 формованных заготовок в смену.
Чистовое прессование точных оптических деталей. Предварительно изготовленную полированную стеклянную заготовку строго определенных формы и массы помещают в специальную высокоточную пресс-форму и после достижения необходимой температуры осуществляют прессование оптического элемента с тщательно контролируемыми температурно-временными и силовыми параметрами процесса. Затем заготовку подвергают тонкому отжигу (обычно в формующем узле). Этот метод позволяет наладить массовое производство трудоемких высокоточных асферических оптических деталей. Наиболее широко применяют свинцовосиликатные оптические стекла, обладающие относительно невысокой температурой размягчения, с содержанием оксида свинца до 65 %. Однако стекла с большим содержанием оксида свинца из-за низкой химической устойчивости требуют последующего нанесения защитных покрытий. Для предотвращения окисления рабочих поверхностей формующих элементов, снижения адгезии разогретого стекла и повышения стойкости пресс-форм прессование проводят в атмосфере азота или в вакууме (Пат. 3114881, ФРГ; Заяв. 62-41731, 62-59540, 62-21720, Япония).
Чистовое прессование оптических деталей из стекломассы. Этот способ обладает высокой производительностью и позволяет полностью автоматизировать весь технологический процесс прессования — от варки стекла и до отжига заготовки. Он используется в массовом производстве оптических деталей с невысокими требованиями к стеклу.
444
Стекло варят в агрегатах непрерывного действия, представляющих собой каскад платиновых сосудов. В последнем сосуде, имеющем вертикальный выработочный патрубок, перемешивают стекломассу и стабилизируют температуру. Скорость истечения стекломассы зависит от ее вязкости и диаметра отверстия фильеры, установленной на конце патрубка. От высоковязкой струи стекла отрезают порцию заданной массы, помещают ее в пресс-форму и прессуют. Для того чтобы обеспечить оптимальную ориентацию порции стекломассы на форме и исключить дефекты в виде складок от следов реза на готовых линзах, режущие верхнее и нижнее лезвия ножниц перемещают с разной относительной скоростью, что позволяет отрезанную порцию стекломассы фиксировать на форме в горизонтальном положении. При прессовании концы отрезанной порции уходят в облой.
Рассмотрим другой вариант. Горизонтально перемещающиеся пуансоны пережимают струю стекломассы и прессуют деталь, а кольцевой нож, установленный соосно с одним из пуансонов, отрезает формуемую часть от струи высоковязкой стекломассы. Оптимальная вязкость стекломассы составляет от 104 до 108 Па • с, температура разогреваемых формующих элементов при этом должна быть примерно на 100 °С ниже температуры отжига стекла, соответствующей вязкости 1013 Па ¦ с.
Чтобы увеличить длительность эксплуатации пресс-форм, прессование лучше проводить в инертной атмосфере.
Технология изготовления и контроля пресс-форм. Основными требованиями, предъявляемыми к материалам и покрытиям формующих элементов, являются: жаропрочность, износостойкость, сохранение высокой точности и качества поверхности при циклическом нагреве, коррозионная устойчивость и малая адгезия к разогретому стеклу. Исходя из этого пресс-формы изготовляют из чугуна, хромоникелевых сталей, сплавов на основе меди и никеля, лейкосапфира, кварцевого стекла и др. [7.88].
Для уменьшения адгезии стекла на рабочие поверхности пресс-форм наносят тонкопленочные покрытия из металлов платиновой группы, углерода, карбидов и нитридов титана, вольфрама, алюминия.
Изготовление пресс-форм и контроль их асферических поверхностей включают следующие основные операции: математическое описание криволинейной поверхности оптической детали, изготовление заготовок, шлифование, полирование и контроль рабочей поверхности, нанесение защитного покрытия, пробное прессование и аттестация линз, коррекция при необходимости поверхности пресс-форм.
Формы для вакуумного формования обычно не требуют прецизионной обработки.
Асферические поверхности форм для чистового прессования конденсорных линз из огненно-полированного стержня и из стекломассы после изготовления на станках с ЧПУ подвергают пре-
445
446
Таблица 7.27. ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ МЕТОДАМИ ТПФ
Методы контроля Интервал
Метод ТПФ Тип оптической детали Вид поверхности Диаметр/ толщина детали, мм Крутизна АП, ° Местная погрешность, а Тип исходной заготовки Марка промышленных стекол техноло- гические оконча- тельные вязкости при формовании, Па - с
Вакуумное формование (моллиро* вание) Отражатели, зеркала, обтекатели, иллюминаторы Вогнутые поверхности ВТО-рого н более высоких порядков 40 - 500 0,5-20,0 45 10-30' Стеклянный диск Листовое полированное, фотостекло По шаблону По шаблону 0 со 1 о о
Вакуумное формование с использованием воздушной подушки Отражатели, зеркала, зеркальные конденсоры, кон-денсорные линзы Вогнутые и выпуклые поверхности вращения любого порядка 20-200 0,5-30,0 75 8-20' Стеклянный диск, сферическая заготовка Листовое полированное, оптическое марок К8, Ф4, ТФ10 То же В оптической системе 105-108
