Способ блокирования оптических деталей Советский патент 1981 года по МПК B24B13/00 

(54) СПОСОБ БЛОКИРОВАНПЯ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ

1

Изобретение относится к области обработки оптических деталей и может быть использовано в приборостроении для изготовления тонких и свертонких деталей, например зеркал.

По основному авт. св. № 677889 известен способ блокирования деталей, по которому в начале на подогретую деталь наносят смоляные шарики и охлаждают до температуры обработки, после чего подогревают наклеечную планшайбу до 50- 60°С, устанавливают на нее деталь, затем планшайбу с деталью помеш.ают в ванну с подогретой до 50-60°С термостатируемой жидкостью, имеюш,ей плотность близкую или равную плотности материала детали, выдерживают до равномерного прогрева и выравнивания температуры планшайбы и детали, после чего проводят регулируемое охлаждение до температуры среды со скоростью, обеспечиваюш,ей безградиентное понижение температуры в ванне, на планшайбе и детали.

Благодаря тому, что плотность жидкости в ванне близка к плотности материала детали, последняя стремится за счет внутренних сил упругости принять ненапряженное равновесное состояние т. е. отдельные деформированные при наклейке участки детали под действием упругих сил стремятся приблизиться к планшайбе, другие - отдалиться. На этих участках возникают соответственно сжимаюшие и растягиваюшие смоляные шарики усилия 1.

Однако этому процессу препятствуют смоляные шарики, имеюшие определенную жесткость и, кроме того, также стремяшиеся в высокоплотной жидкости к равновесно Q му состоянию в системе. Поэтому, если упругость детали при малой толщине невелика (отношение толшины к диаметру детали Н/Д 1/12 + 1/50), она не может полностью преодолеть противодействие смоляных шариков, тем более, что их количество

5 с уменьшением толш.ины детали всегда увеличивают для уменьшения прогибов в процессе обработки. В результате точность блокировки тонких оптических деталей оказывается недостаточной, напряженно-деформированное состояние уменьшается, но не ис20 чезает полностью.

Цель изобретения - повышение точности блокирования тонких оптических деталей. Указанная цель достигается тем, что одновременно в процессе регулируемого охлаждения детали с планшайбой в ванне с жидкостью возбуждаются колебания детали с частотой, отличной от резонансных частот детали, причем амплитуда колебаний детали не превышает величины, соответствующей перегрузкам, возникающим при обработке детали. Кроме того, с целью предотвращения возможного отрыва детали от планщайбы, возбуждение колебаний прекращают при достижении в процессе регулируемого охлаждения планщайбы с деталью температуры 30-35°С. При колебательном движении детали в направлении, совпадающем с направлением равнодействующих на участках детали в районе смоляных шариков внутренних сил, вызыванных напряженным состоянием ее после установки на планшайбу, происходит сложение этих сил с инерционными силами, возбуждаемыми рассматриваемой полуволной колебания. Силы, действующие на смолу, в результате этого увеличиваются, что приводит к ее пластической деформации, а следовательно, к перемещению участка детали, снижению уровня внутренних напряжений, т. е. к недеформированному состоянию. Для участков, в которых внутренние и инерционные силы противоположны по направлению, пластической деформации смоляных шариков не происходит, так как силы вычитаются. Для полуволны с другим знаком на участках, где силы складывались, они будут вычитаться, а где вычитались - складываться. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока внутренние силы не станут равными или близкими к нулю. После этого инерционные силы будут приводить к перемещению всех деталей твердого тела, если частота возбуждаемых колебаний отличается от резонансных частот детали (при резонансе деталь принимает соответствующую частоте форму собственных колебаний) Таким образом, возбуждение колебаний детали с частотой, отличной от резонансных частот детали, приводит к более полному снятию ее напряженно-деформированного состояния, т. е. к повышению точности блокирования. При реализации способа необходимо соб людать следующую последовательность one раций. Заготовка тонкой оптической детали подогревается до температуры 40-45°С и на нее наносятся смоляные шарики диаметром 3-8 мм, на таком расстоянии друг от друга, чтобы прогиб участка детали между шариками от нагрузки при обработке не превышал допуска на точность изготовления. Затем деталь охлаждается на воздухе. Наклеечную планшайбу нагревают до 5060°С, накладывают деталь и опускают в ванну с подогретой до этой же температуры термостатируемой .жидкостью (марки М-45). Плотность жидкости подбирается равной 0,8-1,0 от плотности материала детали. Планшайба и деталь выдерживаются в ванне до того мо.мента, когда температура во всем объеме, включая планшайбу и деталь, выравнивается и становится одинаковой. Затем включают источник виброколебаний и одновременно начинают регулируемое по скорости .охлаждение ванны. Амплитуда перегрузок возбуждаемых колебаний согласно требованию, необходимому для точного блокирования детали, может быть определена следующим образом. Пусть например, при обработке на деталь действует перегрузка л 3 (определяется исходя из веса детали и обрабатывающего инструмента). Из теории колебаний известно, что Пдет i -neoiH , где коэффициент динамичности; вибрационная перегрузка на детали; Пво амплитуда перегрузок возбуждаемых колебаний; еоГчастогга возбуждаемых колебаний; резонансна я частота детали. Задаваясь величиной 0,6, получим тогда амплитуда перегрузок возбуждаемых колебаний При достижении температуры 30-35°С в процессе регулируемого охлаждения источник виброколебаний отключается. После того, как температура в ванне станет равна температуре среды в цехе, планщайба с деталью извлекается из ванны для обработки. При повторении в процессе обработки выдержки в ванне планшайбы и детали, регулируемое охлаждение также проводят с источником виброколебаний. В качестве задатчика колебаний могут быть использованы пьезокерамические, магнито-электрические и электро-механические виброустройста, например электродвигатель с эксцентриком на валу. Колебания могут возбуждаться в любом месте объема ванны, но для уменьшения потерь энергии лучше задатчик установить непосредственно на планшайбе. Изготовление тонких и .сверхтонких оптических деталей, например зеркал, вызывается необходимостью снижения веса внеатмосферных оптических приборов. Однако существующие методы блокировки таких деталей, обладающих малой жесткостью, не позволяют при обработке получить высокую точность оптической поверхности даже на габаритах до 100--150 мм. Предлагаемый способ блокирования увеличивает точность крепления деталей и не связан с усложнением технологии, что позволяет с высокой точностью изготавливать оптические детали минимального веса. Формула изобретения Способ блокирования оптических деталей по авт. св. № 677889, отличающийся тем, что, с целью повышения точности блокирования тонких оптических деталей, в процессе регулируемого охлаждения планшайбы деталям сообщают колебания с частотой, отличной от резонансных частот деталей, при этом амплитуду колебаний выбирают меньщей или равной величине, соответствующей перегрузкам, возникающим при обработке, 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что колебания деталям сообщают до достижения температуры планщайбы с деталями 30-35° Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 677889, кл. В 24 В 13/00, 10.08.77