Фасетирование и центрирование линз.

Фасетирование.

Фаски на линзах по своему назначению разделяют на технологические и конструктивные. Технологические предназначены для предохранения краев линзы от выколок во время обработки линзы. На чертеже готовой детали указывают только конструктивные фаски, а технологические фаски проставляют в технологических картах.

Технологические фаски наносят после грубого шлифования линз. В процессе дальнейшего шлифования они уменьшаются, а после центрирования полностью срезаются. Поэтому все виды конструктивных фасок наносят после центрирования линзы. В крупносерийном и массовом производстве линз операцию фасетирования иногда совмещают с центрированием, которое выполняют комбинированной фрезой на центрировочном станке. Поэтому режущая кромка фрезы имеет цилиндрическую и коническую части.

Для нанесения фасок на линзах и круглых пластинах используют чашки алмазные формы АЧ(ОСТ 3-6007-85). Радиусы чашек от 2,4 до 1000 мм. До радиуса 95 мм их изготовляют в виде полусферы, а с радиуса 115 мм (115,125,285 и 1000)— меньше полусферы. Толщина алмазосодержащего слоя 1,0 мм. Чашки одного и того же типоразмера могут иметь хвостовик с наружной и внутренней резьбой. Зернистость алмаза в инструменте от 63/50 до 50/40. концентрация 100%[2].

Расчетный радиус фасетировочной чашки определяют исходя из заданного угла наклона фаски и диаметра линзы:

мм — конструктивная фаска;

Технологическая фаска:

мм.

Центрирование.

Центрирование—это операция обработки деталей по диаметру симметрично ее оптической оси, при которой оптическая и геометрическая оси совмещаются. Необходимость выполнения операции вызвана следующим обстоятельством. В процессе изготовления деталей из-за неравномерного снятия слоя стекла заготовки линз могут иметь клиновидность, которая характеризуется неравномерностью толщины их по краю. У такой детали при нанесении сферы происходит смещение центров сферических поверхностей, а, следовательно, и оптической оси относительно ее геометрической оси[5].

Оптическая ось линзы до операции центрирования может быть параллельна ее геометрической оси, или идти под некоторым углом к ней. У такой линзы края расположены на разных расстояниях от оптической оси и деталь имеет разнотолщинность. У центрированной линзы края имеют одинаковую толщину, а оптическая и геометрическая оси совмещены в пределах допуска на децентрировку.

Способы выполнения операции центрирования различны в зависимости от категории сложности линзы по параметру С (допуску но децентрирование) и от типа производства (механический, ручной способы и ручной способ с контролем положения линзы по прибору).

Линзы диаметром менее 200 мм, как в нашем случае, центрируют после завершения обработки преломляющих поверхностей. Операция состоит из двух переходов: 1) совмещения оптической оси линзы с осью вращения шпинделя станка и фиксации этого положения; 2) совмещения геометрической оси линзы с оптической путём обработки детали по диаметру до заданного размера.

Механический способ установки линзы с фиксацией положения зажатием между патронами в условиях крупносерийного и массового производства наиболее эффективен. Применение этого способа ограничивается размерами радиусов поверхностей, которые определяют угол зажатия j.

1. Вычислим D_п1 и D_п2 центрировочных патронов.

Диаметр готовой детали равен 26 мм, фаски – 0,3÷0,5 мм. Значит диаметры центрировочных патронов: D_п1=D_п2=25 мм.

2. Рассчитаем угол зажатия φ для линзы данного типа

,

где и — углы наклона касательных к 1-й и 2-й поверхностям линзы; и — диаметры центрировочных линз со стороны радиусов и поверхностей линзы соответственно, мм.

Т.о. категория сложности линзы – III. Установка линзы возможна зажатием в патронах, так как угол для линзы более 17°.

3. Независимо от размера угла зажатия диаметр D линзы должен удовлетворять соотношению D>0,4R₁R₂/(R₁+R₂). Проверим это

.

Контроль параметров линзы

К параметрам, которые обычно контролируются в процессе изготовления деталей относятся габаритные размеры (толщина, диаметр, длина, ширина и т.д.), радиусы кривизны, форма и чистота поверхности, децентрирование[2].

В зависимости от средства измерения (инструмент, прибор, установка) различают контактный и бесконтактный способы измерения. Контактный способ характеризуется непосредственным соприкосновением измерительных поверхностей инструмента с измеряемой поверхностью линзы. примерами контактного способа являются измерения индикатором, радиусным шаблоном. Бесконтактный способ характеризуется отсутствием контакта между измерительным элементом инструмента или прибора и измеряемой поверхностью детали. Примерами бесконтактного способа являются измерения с помощью инструментального микроскопа, гониометра.

К габаритным размерам в оптическом производстве относят линейные размеры, определяющие собой расстояние между характерными точками контурных линий деталей. Наиболее часто приходится измерять толщину, длину, ширину, диаметр линзы, ширину фасок и скосов, овальность цилиндрических поверхностей и т.п.

Задача измерения габаритных размеров сравнительно просто решается на заготовительных операциях и при шлифовании деталей. На этих стадиях обработки обычно допускается наличие контакта между проверяемой деталью и мерительным инструментом, и в связи с этим широко используются измерительные средства, применяемые в машино- и приборостроении: предельные скобы и шаблоны, штриховые линейки, штанген- и микрометрические инструменты, индикаторы часового типа, нутромеры, рычажно-механические приборы, измерительные головки, оптиметры, длинномеры. Для точных измерений линейных размеров оптических деталей используют ряд механических, оптико-механических и пневматических средств. Все они за исключением пневматических, являются контактными.

Основным и наиболее точным способом измерения кривизны сферических и плоских поверхностей является интерференционный способ. Измерение осуществляется пробными стеклами, интерферометрами. Пробные стекла изготавливаются диаметром до 130 мм трех типов: ОПС – основные пробные стекла, называемые часто эталонными, применяются для проверки поверхностей контрольных пробных стекол, КПС – контрольные пробные стекла для проверки поверхностей рабочих пробных стекол, РПС – рабочие пробные стекла для проверки поверхностей деталей. Отклонение плоскостности полированной поверхности от заданной проверяется интерференционным способом путем наложения РПС на деталь. Перед наложением РПС поверхности РПС и детали протирают салфеткой, смоченной спиртом, и смахивают с них пыль мягкой обезжиренной кистью. Затем осторожно накладывают РПС на деталь. Между поверхностями детали и РПС возникает интерференционная картина, по которой судят о характере и величине отклонения от заданной плоскостности или кривизны. Характер интерференционной картины зависит от толщины воздушного зазора между поверхностями детали и РПС.

Интерференционная картина называется обычно цветом. Наиболее характерными видами цвета являются однотонная окраска, яма и бугор. Качественная оценка отклонения радиуса кривизны детали от радиуса кривизны РПС производится визуально по числу колец. Отступление в одно кольцо соответствует воздушному зазору, равному 0,25 мкм для зеленого цвета. Количество концентрических колец обозначается N и называется отступлением от радиуса. Местные ошибки, в том числе и разность между количеством колец в двух взаимно перпендикулярных направлениях, обозначаются ΔN.

Различают промежуточный и окончательный контроль чистоты поверхностей оптических деталей. Промежуточный контроль осуществляется в процессе изготовления детали и заключается в осмотре обработанной (обычно матовой) поверхности с целью обнаружения на ней повреждений, которые не могут быть удалены последующей обработкой. Окончательный контроль чистоты оптических поверхностей осуществляется в соответствии с ГОСТ 11141-84 только для полированных поверхностей, параметр шероховатости которых R_z не более 0,100 мкм.