Способ обработки поверхностей оптических деталей Советский патент 1990 года по МПК B24B13/00 

Изобретение относится к технологии обработки оптических деталей, в частности к технологии автоматизированной обработки оптических поверхностей малым инструментом и автоматизированного управления процессом формообразования.

Цель изобретения - повышение точности формообразования оптических поверхностей путем устранения «волнистости, а следовательно, улучшения характеристик оптической системы.

На фиг. 1 изображена интерферограм- ма оптической поверхности до обработки указанным способом; на фиг. 2 - топографическая карта этой поверхности; на фиг 3 - интерферограмма оптической поверхности после обработки указанным способом.

Способ реализуется следующим образом.

В настоящее время качество поверхностей крупногабаритных оптических деталей характеризуется рядом параметров, основными из которых являются среднее квадра- тическое отклонение поверхности от теоретической (с.к.о.) и «волнистость поверхности, которую в настоящее время принято называть мелкоструктурной ошибкой (м.с.о.). Оптическая поверхность, проше/шая технологический цикл обработки и отвечающая требованиям по с.ко, часто обладает «волнистостью и не удовлетворяет требованиям по величине м.с.о., поэтому ее необходимо устранить. С этой цечью необходимо произвести обработку всей оптической поверхности инструментом, диаметр которого в 3- 5 раз превышает геометрический размер элементов «волнистости таким образом, чтобы величина снятого слоя стекла на каждом участке поверхности была одинакова При этом общая форма оптической поверх ности остается без изменения, но происходит сглаживание неровностей маленького размера и «волнистость устраняется С этой целью определяют припуск на обработку ft путем нахождения максимальной разности отклонений формы поверхности в двух соседних з- лах топографической карты, определяют минимальный геометрический размер /участков оптической поверхности, имеющих положительные отклонения, выбирают диаметр инструмента из условия D(3-5)/, помещают инструмент на оптическую поверхность, предварительно его спрессовав, прикладывают к нему требуемое давление (10-

01

CD Ј

ю

20 г/см), придают ему плоскопараллельное круговое движение с эксцентриситетом е (0,2-0,3) D и перемещают инструмент последовательно во все узлы квадратной сетки со скоростью

k-K-P-4-n

V

где h - К -

Р

и

шаг квадратной сетки; технологический коэффициент равный толщине снимаемого слоя стекла при единичных значениях времени, удельного давления и скорости обработки и являющийся постоянной величиной для каждой марки стекла;

удельное давление инструмента на деталь;

скорость обработки, определяемая плоскопараллельным круговым движение.;

п - количество узлов квадратной сетки, перекрываемых инструментом-полировальником.

1(.роз полученное значение У реализуется лромя пребывания инструмента в окрестностях каждой точки. Эта скорость мала по сравнению с V i - скоростью обработки и поэтому при расчете времени пребывания инструмента не учитывается. В тех случаях. хо ,„а необходим «холостой переход инструмента, чтобы на было повторения работы на каком-либо участке, давление на инструмент сникается и отключается вращение шпин- це л я инструмента, обеспечивающее плоско- параллельное круговое движение.

Для устранения возможных флуктуации при сполировании стекла, приводящих к неравномерному съему стекла по поверхности детали, необходимо устранять требуемый припуск за несколько (3-4) переходов инструмента. При асферических поверхностях обработку можно производить по кольцевым зонам, помещая инструмент только в те узлы квадратной сетки, которые попадают в обрабатываемую зону. В результате последовательного перемещения инструмента из зоны з зону обрабатывается вся оптическая поверхность. Для осуществления хорошего притира инструмента к обрабатываемой поверхности инструмент в каждой зоне спрессовывается Предлагаемый способ позволяет повысить (очность формообразования путем уменьшения и.с.о., а следовательно, повысить точностные характеристики оптической системы, (функцию передачи модуляции, частотно контрастные характеристики, концск- -рацию энергии в кружке рассеяния). Способ бы.- реализован на практике при формообразовании плоских, сферических и

0

асферических поверхностей на станках АД- 1000 и АД-2000. На фиг. 1 показана интер- ферограмма сферическойповерхности

0 500 мм до обработки указанным спосо- бом. Поверхность имеет явно выраженную «волнистость. На фиг. 2 показана топографическая карта оптической поверхности, на которой отклонения от теоретической поверхности указаны в условных единицах (каждая единица равна Я. 10, где К - длина волны света равная 0,6328 мкм). Диаметр инструмента D в этом случае равен 5/, , a величина припуска б равна 10 единицам топографической карты. После обработки указанным способом поверхность стала значительно ровнее. Интерферограмма этой поверхности показана на фиг. 3.

Положительный эффект при использовании предложенного способа заключается в повышении точности формообразования поверхностей крупногабаритных оптических чегалей.

Формула изобретения

0

Способ обработки поверхностей оптических деталей, при котором строят топографическую карту отклонений обрабатываемой поверхности в виде квадратной сетки, приводят в соприкосновение инструмент- полировальник с обрабатываемой поверхностью, прикладывают к нему давление, придают инструменту плоскопараллельное круговое движение и перемещают его по поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности обработки, определяют припуск на обработку б путем нахождения максимальной разницы отклонений формы поверхности в двух соседних узлах топографической карты, определяют минимальный геометрический размер / участков оптической поверхности, имеющих положительные отклонения, выбирают диаметр инструмента из условия D(3...5)/, перемещают инструмент последовательно во все узлы квадратной сетки со скоростью

V

h-K-P-u,-n

5

где h К Р

0

v -

п -

шаг квадратной сетки; технологический коэффициент; удельное давление инструмента на деталь;

скорость обработки, определяемая плоско параллельным круговым движением;

количество узлов квадратной сетки, перекрываемых инструментом-полировальником.

S3 ГЧ. ГО -

го -J- О

-: oi о- -Ј ч fM - о ЈЈi см -о от -п .Ј- м

/и 4

, ЧЛ

ч /V- / У;- ° с .

if T 7S4 ll

О - о; CLi (р- i/ - О О ) О гчз О

:-1 --./о i о .- i

р / I

-. -. . - ----{:; .Л ,--о - .J О о Г-5 14

О Э .;

.... , -, с:;- -- -

г

- j -- -(V.а .7

t. j

г-j --:j .-J ir5- О

ta

/и 4

-f

14)

о

Изобретение относится к оптической промышленности и может быть использовано при формообразовании высокоточных крупногабаритных оптических поверхностей. Цель изобретения - повышение точности обработки крупногабаритных оптических поверхностей за счет сглаживания "волнистости" путем эквидистантного съема стекла инструментом, перемещаемым по обрабатываемой поверхности и осуществляющим равномерный съем стекла на каждом элементарном участке поверхности. 3 ил.

Фаг.З