Заготовка и обработка оптических деталей
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Кафедра ЭТТ
РЕФЕРАТ на тему:
«ЗАГОТОВКИ И ОБРАБОТКИ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ»
МИНСК, 2008
Заготовки оптических деталей из оптического стекла получают в виде прямоугольных или круглых пластин, плиток, штабиков и прессовок (рис.1). На обработку заготовки поступают партиями, состоящими из заготовок одного наименования и размера. К партии прикладывают сопроводительный паспорт, в котором указывают фактические значения оптических характеристик стекла, показатели качества, номера варок и отжига. При обработке нельзя смешивать заготовки разных партий, так как в ряде случаев при сборке изделия оптических детали комплектуют с учетом фактических значений показателя преломления и дисперсии.
Наиболее рациональной заготовкой деталей типа линз и призм является прессовка (рис.1, д), повторяющая конфигурацию готовой детали. Для изготовления прессовок необходима технологическая оснастка: пресс-форма, шаблоны и др. Стоимость оснастки окупается только при прессовании определенного числа заготовок. Поэтому ГОСТ 13240 “Заготовка оптического стекла” установлен минимальный объем партии заготовок, поставляемых в виде прессовок.
Масса заготовки, г |
Объем при заказе, шт., не менее |
1,5-10 |
2000 |
10-15 |
1000 |
50-100 |
250 |
100-250 |
150 |
250-500 |
100 |
При заказе меньшего числа заготовок их изготовляют в виде плитки, штабиков с размерами, кратными размерам единичной заготовки (см. рис.1, а-г).
Технические условия (ТУ) на заготовку составляют на основе чертежа оптической детали. В ТУ приводится эскиз заготовки с необходимыми для изготовления и контроля размерами и допусками, указывается марка стекла, технические требования к стеклу и заготовке, масса и число заказываемых заготовок в штуках (рис.2).
На эскизе рядом с размерами заготовки в скобках проставляют как справочные соответствующие размеры готовой детали. Для деталей с размерами более 150 мм на заготовке указывают также световой диаметр или расположение рабочей зоны. Вне рабочей зоны дефекты типа одиночных пузырей и узловых свилей не нормируются.
Рис.1 Заготовки оптических деталей:
а - прямоугольная пластина; б - плитка для круглых деталей; в - плитка с размерами, кратными размерам единичной заготовки; г - штабик с круглым сечением; д - прессовки линзы и призмы
Маршрутную технологию (МТ) изготовления заготовки технолог разрабатывает с учетом требований к стеклу, размерам партии и габаритным размерам детали. Выбирается метод и последовательность операций на основе типовых технологических процессов. Номер маршрутной технологии указывают в ТУ на заготовку.
Коэффициент запуска (КЗ), равный отношению массы сырьевого стекла, необходимого для изготовления заготовки, к теоретической массе заготовки, устанавливают на основе имеющихся нормативов и выбранной МТ. Коэффициент запуска зависит от требований к показателям качества стекла.
Размеры заготовки рассчитывают с учетом необходимого припуска на обработку и предельных отклонений размеров. Значение припуска зависит от выбранной технологии, метода базирования детали при обработке и толщины дефектного слоя поверхности заготовки. Дефектный слой образуется при термических процессах формообразования ввиду включения в поверхность стекла мелкодисперсных частичек порошка подсыпки (“шамота”), появления вмятин, складок и поверхностный посечек. При механических методах разделки стекла: распиливании, сверлении и др. – образуется трещиноватый поверхностный слой, сколы и царапины.
Глубина залегания дефектов на поверхности прессованной заготовки размером до 50 мм с нижней (“зашамоченной”) стороны не должна превышать 0,8 мм, а с верхней (“светлой”) стороны – 0,5 мм. У заготовок диаметром 50-150 мм соответственно 1,5 и 0,8 мм. Существуют оговоренные стандартом оговоренные стандартом ограничения размеров заготовок.
Рис.2 Образец, оформления технических условии на заготовку линзы
Для заготовок – прессовок размером до 150мм толщина заготовок не должна быть менее 3 мм для линз и 4 мм для плоских деталей, отношение диаметра или диагонали заготовки и ее толщине должна быть в пределах от 15:1 до 1,25:1.
Значения и расположение полей допусков на размеры заготовок установлены на основе анализа точностных возможностей существующих технологических процессов.
Предельные отклонения размеров заготовки регламентируют ГОСТ 13240-78 в зависимости от ее диаметра или наибольшей стороны.
Таблица 1
Диаметр или наибольшая сторона заготовки, мм |
Допуск заготовки, мм |
Просвет в середине сферической поверхности при контроле радиусным шаблоном, мм, не более |
Отклонение от плоскостности плоских поверхностей, мм, не более |
||
диаметра |
стороны заготовки прямоугольного сечения |
толщины по оси |
|||
До 20 |
±0,3 |
±0,5 |
+1,5 -0,5 |
0,5 |
0,4 |
20-50 |
±0,3 |
±0,5 |
+1,0 -0,5 |
0,8 |
0,5 |
50-80 |
±0,5 |
±0,5 |
+1,0 -0,5 |
1,0 |
0,6 |
80-120 |
±0,8 |
±0,8 |
+1,5 -0,5 |
1,2 |
0,8 |
120-150 |
±1,0 |
±1,0 |
+1,5 -0,5 |
1,5 |
1,0 |
150-250 |
±1,5 |
±1,5 |
+2,0 -1,0 |
- |
1,2 |
250-360 |
±2,0 |
±2,0 |
±2,0 |
- |
1,5 |
360-500 |
+5,0 -2,0 |
+5,0 -2,0 |
+5,0 -2,0 |
- |
2,0 |
Минусовый допуск должен быть приплюсован к номинальному размеру соответствующего параметра заготовки, который рассчитывается из номинального размера ОД плюс припуска на операции, выполнение которых необходимо для его получения.
Последовательно порядок припусков следующий:
- на распиливание кратных заготовок пилами (табл.2)
Таблица 2
Глубина распиливания, мм |
Расчетная ширина выемки при распиливании, мм |
До 10 |
1,5 |
Свыше 10 до 65 |
2,0 |
65 |
2,5 |
Толщина диска пилы принята равной 1 мм. При применении дисков иной толщины ширина выемки определяется по формуле , где - толщина диска пилы и - расчетная толщина ширины выемки (табл.2).
- на обдирку заготовок (табл.3)
Таблица 3
Припуски на обдирку (в миллиметрах)
Форма детали |
Вид заготовки |
Профиль обрабатываемой поверхности |
Размер диска линзы или наибольшей стороны прямоугольной детали |
||||||||
до 10 |
свыше 10 до 25 |
свыше 25 до 40 |
свыше 40 до 65 |
свыше 65 |
|||||||
величины припуска на одну поверхность |
|||||||||||
на любую сторону |
1-я поверхность |
2-я поверхность |
1-я поверхность |
2-я поверхность |
1-я поверхность |
2-я поверхность |
1-я поверхность |
2-я поверхность |
|||
Сферические линзы |
Прессовки со сферическими поверхностями |
Выпуклый и вогнутый |
- |
0,2 |
0,3 |
0,3 |
0,4 |
0,4 |
0,6 |
0,6 |
0,9 |
Прессовка с плоской поверхностью |
Выпуклый |
0,4 |
0,5 |
||||||||
Плоский |
0,2+h |
0,3+h |
0,2+h |
0,3+h |
0,3+h |
0,4+h |
0,4+h |
0,6+h |
|||
вогнутый |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||||||
Предварительно плоскошлифовальные |
Выпуклый |
h |
h |
h |
h |
||||||
Вогнутый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Призмы и детали, ограниченные плоскостями |
Любые, кроме обколотых |
Плоский |
0,4 |
0,5 |
0,5 |
0,6 |
0,6 |
0,7 |
0,7 |
0,9 |
0,9 |
Обколотые |
1,5 |
1 |
1 |
1,25 |
1,25 |
1,5 |
1,5 |
1,75 |
1,75 |