Способ асферизации детали Советский патент 1991 года по МПК C03B23/22 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к технологии изготовления оптических и механических деталей.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей.

Реализация способа осуществляется при помощи устройства, включающего платформу для крепления детали и привод для обрабатывающего инструмента, в котором платформа снабжена нагревателями разной мощности, а инструмент - термостабилизи- рующими каналами.

На фиг. 1 изображено устройство, реализующее способ асферизации выпуклой поверхности линзы, на фиг. 2 - устройство для асферизации пластины; на фиг.З - устройство для асферизации вогнутой поверхности; на фиг.4 - линза в термоградиентной среде.

Способ асферизации детали может быть реализован при помощи различных устройств. Например, в устройство для асферизации выпуклой поверхности 1 (фиг. 1) линзы 2, установленной на платформе 3, введены нагреватели разной мощности: более мощный нагреватель 4 охватывает линзу 2 по периферии, а менее мощный нагреватель 5 установлен в центральной зоне этой линзы со стороны, противоположной сферическому инструменту 6, выполненному с возможностью перемещения по поверхности линзы в разных направлениях при помощи привода 7.

При включении, например, электронагревателя 4 и подаче охлаждающего воздуха

о

I

00

о

чррез нагреватель 5, после достижения установившегося температурного режима, различные зоны линзы будут иметь разные температуры, не превышающие предел упругости материала линзы, в результате чего Линейные размеры по толщине линзы изменяются: наиболее нагретые периферийные участки расширяются больше, чем менее нагретые участки центральной зоны линзы 2. Сферический инструмент б при полировке методом притира снимает больше материала с наиболее удаленных от центра периферийных зон. После снятия градиента температур (когда вся линза будет иметь Одинаковую температуру по всей массе), обработанная сферическим инструментом по- рерхность 1 становится асферической.

На фиг. 2 показано устройство, в котором градиент температур создается за счет электронагревателя 4 в платформе 3 и пропускания охлаждающей жидкости (или воздуха) через термостабилизирующие каналы в, выполненные в плоском обрабатывающем инструменте 6. В этом случае нижняя поверхность пластины 2 нагреется до большей температуры по сравнению с верхней поверхностью. Пластина 2 прогибается и со стороны верхней поверхности становится вогнутой. При обработке плоским инструментом 6 больше материала снимается с периферийных зон пластины 2. После снятия градиента температур верхняя поверхность пластины будет асферической с большим отступлением от сферы на периферии. При необходимости также просто может быть асферизована и вторая поверхность пластины 2. Для этого необходимо перевернуть пластину и повторить тот же процесс обработки.

На фиг. 3 показан вариант устройства для асферизации поверхности с большим отступлением от сферы по центру пластины 2. Для этого более мощный нагреватель 4, выполненный в виде оптического концентратора, размещен вблизи центра пластины, а менее мощный нагреватель 5, выполненный в виде охватывающих воздушных каналов охлаждения, размещен по периферии пластины 2. В этом случае размеры пластины по толщине в центре будут больше, чем по периферии и при обработке плоским инструментом больше снимается материала пластины в центральной зоне. Изменяя соотношение минимальных и максимальных температур, можно изменять условия градиентной среды, Таким образом, можно легко корректировать отступление от сферы в заданных зонах, т.е. изменять степень асферизации детали.

Пример асферизации линзы. Линза в

виде мениска имеет одинаковую толщину В-20 мм (фиг. 4) и разные зоны нагрева: центральная зона, нагретая до температуры Ti, периферийная зона, нагретая до Т2 Линза изготовлена из стекла ОК1, ЛК5 или

К8. Асферизация производится с помощью устройства, изображенного на фиг. 1, Расчет степени асферизации производится из условия стабильности заданных температур по толщине и плавного изменения градиента температур в радиальном направлении от центральной зоны линзы. Результаты сведены в таблицу.

Таким образом, если на линзе из стекла К8 поддерживать температуру периферийной зоны 120 ± 1°С и температуру в центральной зоне 30 ± 1°С, то точность асферизации линзы по толщине будет не хуже 0,05 мкм или не хуже 0,1 длины волны видимого участка спектра (для Я 0,5 мкм).

Для того, чтобы выдержать толщину В линзы с допуском до длины волны (0,5 мкм) необходимо поддерживать температуру с точностью ±5°С. Поддерживать температуру с такой точностью не является технологически трудной задачей.

Формула изобретения 1. Способ асферизации детали путем обработки ее поверхности в условиях упругой дефоромации плоским или сферическим инструментом, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, обработку ведут в термоградиентной среде.

52. Способ по п. 1,отличающийся

тем, что максимальный градиент температур создают в радиальном направлении от центра обрабатываемой поверхности.

3. Способ по пп. 1 и2,отличающий0 с я тем, что максимальный градиент температур создают по толщине детали.

Примечание: расчет максимального отступления от сферы производился по формуле 1

(t)CT2-T)-(Ti-T).

rD

Изобретение относится к промышленности строительства и стройматериалов, в частности к оптическому приборостроению, к технологии изготовления оптических и механических деталей. Цель изобретения - расширение технологических возможностей способа. Для этого в способе асфери- зации детали путем обработки ее поверхности в условиях упругой деформации плоским или сферическим инструментом обработку ведут в термоградиентной среде. При этом максимальный градиент температур создают в радиальном направлении от центра обрабатываемой поверхности или создают по толщине детали. Использование предложенного способа асферизации оптических деталей позволяет получать асферические поверхности на относительно толстых деталях; производить асферизацию обеих поверхностей одной детали; бесступенчато изменять и корректировать степень асферизации детали; обеспечить более высокую точность изготовления асферических деталей по радиусам кривизны или по их толщине. 2 з.п. ф-лы, 4 ил,, 1 табл. сл

7

Фиг.1

Фиг.З

2

/////// // /

///

t/, / /

В