Способ изготовления асферических поверхностей

Способ изготовления асферических поверхностей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технологии изготовления оптических деталей и может быть использовано при изготовлении оптических деталей с асферическими поверхностями. Изобретение позволяет повысить точность изготовления оптических поверхностей. Для этого перед механической обработкой последовательно проводят теплоизоляцию оснований или образующей детали в зависимости от требуемого знака стрелки прогиба, а деформацию детали путем ее нагрева до температуры отжига и охлаждения со скоростью, большей скорости охлаждения при стандартном отжиге. После механической обработки проводят снятие деформаций путем отжига со скоростью охлаждения, меньшей скорости охлаждения при предварительной термообработке или равной скорости охлаждения при стандартном отжиге.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 24 В !3 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7",:ЯЩТ ЦЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (21) 4482926/40-08 (22) 19.09.88 (46) 30.08.90. Бюл. № 32 (72) В.П. Бардин н В.М. Щербаков (53) 621.923.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 659366, кл. В 24 В 13/00, 1976.

Заказнов Н.П., Горелик В.В. Изготовление асфернческой оптики. М.: Машиностроение, 1978, с. 96-101 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АСФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ (57) Изобретение относится к технологии изготовления оптических деталей и может быть использовано прн изготовлении оптических деталей с асфернческимн поверхИзобретение относится к технологии изготовления оптических деталей и может быть использовано прн изготовлении оптических деталей асфернческнми поверхностями.

Цель изобретения — повышение точности изготовления асферических поверхностей.

Способ изготовления асфернческих оптических поверхностей заключается в деформированин рабочей поверхности детали, механической обработке поверхности и снятии деформаций. Деформацию рабочей поверхности детали осуществляют путем теплоизоляции оснований или образующей детали, а зависимости от требуемого знака стрелки прогиба, нагрева детали до температуры отжига н охлаждении ее со скоростью

v)2, где v — скорость охлаждения детали; о- — скорость охлажденФф детали при стандартном отжнге данного материала, а снятие деформаций осуществляют путем теплоизоляции оснований илн образующей, детали, в зависимости от требуемого знака

„„Я0„„1588531 А 1

2 ностямн. Изобретение позволяет повысить точность изготовления оптнческих поверхностей. Для этого перед механической обработкой последовательно проводят теплонзоляцню оснований нли образующей детали в зависимости от требуемого знака стрелки прогиба, а деформацию детали путем ее нагрева до температуры отжига н охлаждения со скоростью, большей скорости охлаждения при стандартном отжнге. После механнческой обработки проводят снятие деформаций путем отжнга со скоростью охлаждения, меньшей скорости охлаждения при предварнтельной термообработке нлн равной скорости охлаждения при стандартном отжн ге.

1 стрелки прогиба, нагрева детали до температуры отжнга и охлаждении ее со скоростью

v, причем v- (vl(v. При нагреве детали ли до верхней температуры отжига и охлаждении ее со скоростью, превышающей скорость отжнга детали, в ней возникают остаточные напряжения сжатия или растяжения, в зависимости от преобладающего теплоотвода от детали. При полной теплонзоляцни оснований детали возникают напряжения сжатия, при теплоизоляции по образующей — напряжения растяжения. Прн этом поверхность детали деформируется, причем прогиб для пластин описывается уравнением (1) знак « — » соответствует напряжению растяжения

1 ® = 4-В(г — R ), (I ) гдев — коэффициент, зависящий от скорости охлаждения, скорости теплоотвода, механнческих характеристик материала детали;

R — диаметр детали; г

r — текущая координата радиуса.

1588531

Формула изобретения

Составитель Б. Камка

Редактор К). Середа Техред А Кравчук Корректор В Гирняк

Заказ 2504 Тираж 600 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Рау шская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Уравнение 1 можно представить в следующем виде: пт(г) (р/ >уК г +яг2) где,ф r — отступление от параболоида вращения.

После механической обработки плоскости путем шлифования и полирования и снятия остаточных напряжений, обработанная поверхность приобретает форму, противоположную первоначальной деформированной, т.е. W(r)=+- р(г — R ) .

В случае неполного устранения остаточных напряжений, профиль поверхности останется параболоидом вращения, но имею1 щим меньший прогиб в центре и другое фоку

1 ное расстояние. Снятие остаточных напряжений целесообразно осуществлять, теплоизолировав основания или образующую деталь, со скоростью охлаждения, меньшей скорости охлаждения первичной термообработки, но равной или больше скорости отжига детали. При неравномерном теплоотводе возможно получить оптические поверхности и более сложные, чем параболоид вращения.

По предлагаемому способу были изготовлены параболоиды вращения с фокусным расстоянием F= -460 и диаметром 100 мм из стекла марки К8. При этом плоскопараллельную пластину (1 деталь) помещают между пластинами асбестового картона, которые теплоизолируют оба основания пластины и нагревают до температуры отжига

600 С, после чего охлаждают со скоростью

ЗОО град/ч. При этом режиме термообработки получили параболоид вращения с положительной стрелкой прогиба (выпуклая поверхность) с фокусным расстоянием F=

= — 461 мм.

При теплоизоляции образующей пластины (2 деталь) и проведении термообработки по аналогичному режиму получили также параболоид вращения с отрицательной стрелкой прогиба (вогнутая поверхность) с фокусным расстоянием F=461 мм. После термообработки обе детали подвергаются механической обработке, заключающейся в шлифовании и полировании способом свободного притира до получения плоскости.

Окончательную термообработку осуществляют путем помещения детали между пластинами асбестового картона, которые теплоизолируют оба основания детали 1 детали и теплоизолируют образующую второй де5

45 тали. Обе детали помещают в электропечь и нагревают до температуры 600 С, после чего охлаждают со скоростью 10 С, скоростью охлаждения при традиционном отжиге.

После окончательной термообработки были получены параболоиды вращения, причем для первой детали F=460 и отрицательной стрелкой прогиба, для второй детали F= — 460 и положительной стрелкой прогиба.

При этом отношении фокусного расстояния деформированной детали и прошедшей окончательную термообработку равнялось 1.

При повторении окончательной термообработки предлагаемым способом тех же деталей, но охлаждая их со скоростью 120 град/ч, т.е. скоростью, большей скорости охлаждения при традиционном отжиге, но меньшей скорости охлаждения при первичной термообработке, отношение фокусных расстояний равнялось — 1,6 в обоих случаях.

Как видно из приведенных примеров реализации предлагаемого способа, повышение точности изготовления асферических поверхностей происходит вследствие того, что в процессе окончательной термической обработки происходит полное или частичное снятие деформаций, что обеспечивает изменение формы поверхности без дополнительной механической обработки.

Способ изготовления асферических поверхностей оптических деталей, включающий предварительную деформацию рабочей поверхности обрабатываемой детали, ее механическую обработку и снятие деформаций, отличающийся тем, что, с целью повышения точности изготовления перед деформацией детали проводят теплоизоляцию ее оснований или образующей в зависимости от требуемого направления прогиба обрабатываемой поверхности, а деформирование и снятие деформаций с рабочей поверхности обрабатываемой детали производят ее нагревом до температуры отжига материала детали и охлаждением, при этом при предварительной деформации охлаждение осуществляют со скоростью v=2 v-, а при снятии деформации скорость охлаждения выбирают из условия v-(v (v, где v— ск орость охл а жден и я детали; гм. — скорость охлаждения детали при стандартном отжиге данного материала.