СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ Российский патент 1994 года по МПК B24B1/00 B24B13/00 

Изобретение относится к технологии изготовления оптических деталей и может быть использовано в оптико-механической промышленности при изготовлении деталей из стекла и ситалла.

К качеству полирования оптических деталей из стекла и ситалла предъявляются высокие требования, так как наличие на обработанной поверхности различных дефектов (царапин, нарушенного слоя, точек) увеличивает потери света и снижает качество передаваемого изображения.

Известен способ абразивной обработки оптических деталей, предусматривающий шлифование поверхности в несколько переходов абразивным материалом - микропорошка корунда зернистостью 28 мкм, а затем - 10 мкм и последующее полирование полиритом.

Для уменьшения вероятности попадания крупных зерен приготовление материалов производится с использованием эффекта седиментации, когда более крупные и тяжелые зерна быстрее оседают в водной суспензии, а для обработки материалов используют зерна из верхних слоев. Такие вспомогательные участки приготовления абразивных и полирующих материалов для оптического производства не обеспечивает отсутствие в узких классах крупности материала отдельных зерен, приводящих при обработке оптических деталей к появлению дефектов поверхности.

Наиболее близким к предлагаемому является техническое решение, согласно которому на операциях шлифовки и полировки оптических деталей в материалы на основе корунда и полирита дополнительно вводят смесь порошков графита и мела в количестве 30-50% весовых от твердой фазы. Присутствие графита и мела приводит к образованию на обрабатывающем оптическую деталь инструмента слоя материала, амортизирующего силовое давление и предотвращающего дефектное воздействие крупных абразивных зерен на поверхность оптической детали.

К недостаткам способа можно отнести то, что для изготовления смеси таких компонентов необходимо дополнительно приобретать порошки графита и мела и проводить их классификацию для исключения попадания крупных посторонних частиц.

При использовании полировальных материалов на основе полирита возникают экологические проблемы из-за химической активности полирита и отходов после чего использования. Себестоимость шлифовальной и полировальной операций указанного способа повышена в результате высокой исходной общей стоимости шлифовальных и полировальных компонентов, сложных операций по их классификации и необходимой полной утилизации.

Целью изобретения является снижение себестоимости обработки оптических деталей.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве абразива используют перлит, состоящий из аморфной и кристаллической фаз, при этом в операции шлифования берут перлит с содержанием аморфной фазы 40-60 мас. % , а в операции полирования - не менее 60 мас. % . При содержании аморфной фазы перилита менее 40% в операции шлифования оптических стекол образуется поверхность с грубой шероховатостью, требующей дополнительно предполировальной и полировальной обработки. При содержании аморфной фазы перлита более 60% действие абразивных зерен с кристаллической перлитовой фазой амортизируется слоем зерен с аморфной перлитовой фазой амортизируется слоем зерен перлита с аморфной фазой строения, что приводит к отсутствию дефектов поверхности после операции полирования деталей.

В качестве перлитового материала используют вулканическое стекло с различной степенью гидратированности и ориентировочным химическим составом, мас. % : SiO₂ 70,5; TiO₂ 0,2; Al₂O₃ 13,5; Fe₂O₃ 0,8; FeO 1,5; MgO 0,2; CaO 1,0; Na₂O 3,2; K₂O 3,5; ППП 4,8.

После добычи, измельчения и классификации перлитовый порошок содержит кристаллическую и аморфную фазы в различных соотношениях, а также обладает значительной пористостью.

Предлагаемый способ отличается тем, что в качестве амортизирующей фазы в материал вводится аморфный перилит, а в качестве абразивной фазы - кристаллический перлит при известном соотношении фаз.

Такой абразивный и полирующий материалы позволяют сократить расход корунда, полирита, мела, графита в соответствующих соотношениях, упростить процессы классификации, так как получение их связано с оборудованием по переработке одного исходного сырья - вулканического стекла.

П р и м е р. Сравнительные испытания известного и предлагаемого способов шлифовальной и полировальной обработки проводили на плоско-параллельных пластинах стекла К-8 и ситалла Со115М.

Оборудование - станок ЗШП, режимы обработки и инструмент-традиционные для производства оптических деталей.

В таблице приведены сравнительные испытания при одинаковых требованиях к качеству обработки и выходу годных деталей (70% ) (N = 0,3-0,5; Δ N = 0,1; Р = 0-20).

В результате испытаний можно сделать вывод о том, что предлагаемый способ, сохраняя качество обработки (N = 0,3-0,5 N = 0,1; Р = 0-20) и выход годных оптических деталей 70% , позволяет на 20% снизить себестоимость обработки за счет уменьшения количества компонентов с 4 до 2 и сократить операции по дополнительным классификациям продуктов.

Преимуществом изобретения является также экологическая чистота перлитовых продуктов по сравнению с известным.

Использование: в оптико-механической промышленности. Сущность: для обработки поверхностей оптических деталей из стекла и ситалла предлагается на операциях шлифования и полирования использовать в качестве абразива перлит, состоящий из аморфной и кристаллической фаз. При этом для шлифования берут перлит, содержащий аморфную фазу 40 - 50 мас. % , а для полирования - не менее 60 мас. % . 1 табл.

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ, включающий шлифование и полирование их поверхности свободным абразивом, отличающийся тем, что в качестве абразива используют перлит, состоящий из аморфной и кристаллической фаз, при этом для шлифования берут перлит с содержанием аморфной фазы 40 - 60 мас. % , а для полирования - не менее 60 мас. % .