Технология цилиндрических линз

Одной из отличительных особенностей технологии цилиндриче­ских линз является отсутствие операции центрирования. Заданное взаим­ное расположение преломляющих поверхностей таких линз обеспечива­ют за счет точности выполнения всех операций предусмотренных техно­логическим процессом.

У точно изготовленных линз проекции образующих АА' и ББ' (рис. 53) цилиндрических поверхностей на плоскость W должны совпа­дать друг с другом, а их проекции на плоскость V должны быть парал­лельны. В реальном процессе возникают как ошибки формы (N, AN) поверхностей, так и погрешность их взаимного расположения. К последним относятся:

- разворот образующих цилиндрических поверхностей, характе­ризуемый углом (з;

- клиновидность, определяемая углом у;

- децентрировка, которая может быть вызвана двумя причинами:

1. параллельным смещением одной поверхности относительно другой. В этом случае величина децентрировки одинакова в любом сече­нии линзы,

2. разворотом ци-индрических поверхно-гей. Размер децентри-овки неодинаков по [дине линзы и зависит от тла JJ разворота обра-(ующих, места их пересе-1ения и расстояния, на котором от этого места удалено рассматриваемое сечение.

Допуски на конст­руктивные параметры линз зависят от назначе­ния оптической системы. В частности у линз ана­морфотных съемочных (НАС) и проекционных (НАЛ) разворот обра­зующих р, клиновидность у и децентрировку ограничивают пределами

30"-Г.

Статистическая обработка данных контроля параметров линз изго­тавливаемых по типовым процессам показывает, что погрешности, кото­рые определяют разворот образующих, подчиняются в основном закону нормального распределения. Но центр группирования отклонения угла {5 большей частью не совпадает с серединой поля допуска. Смещение цен­тра группирования свидетельствует о наличии в процессе систематиче­ских ошибок, а величину поля рассеяния определяют случайные погреш­ности. Использование статистических методов анализа технологического процесса позволяет оценить влияние каждой операции на точность фор­мообразования цилиндрических поверхностей, выявить источники по­грешностей и наметить пути их устранения. Такими источниками могут быть несколько операций.

Обрабатываются боковые стороны заготовок. В результате выпол­нения этой операции должен быть выдержан заданный размер линзы по ширине. Непараллелъность боковых сторон, которые в последующем вы­полняют функцию баз, допускают равной 0,01 мм, хотя, исходя из требо-

~аний, предъявляе-tbix сборкой и юс-:ировкой прибора, допуск может быть расширен до 0,02 мм. Обрабатывае­мые заготовки 1, устанавливают по­следовательно сто­ронами А и Б в за­жимное приспособ­ление 2 (рис. 54). Обработка произ­ водится алмазным инструментом на

вертикально-фрезерном станке. Опорной базой при установке положи­тельных линз служат предварительно нанесенные на преломляющие по­верхности плоские фаски В, у отрицательных - фаски Г. Непараллель­ность сторон А и Б, которую вносят данная операция, представляет слу­чайную погрешность. При отклонении в пределах заданного допуска на базе длиной 100 мм, непараллельность сторон, выраженная в угловой ме­ре, составит 20". В определенных условиях (см. следующую операцию) при 20" может увеличиться разворот образующих. Предварительное шлифование цилиндрических поверхностей выполняют на горизонталь­но-фрезерном станке при помощи алмазного инструмента 1, профиль ме­ридионального сечения которого соответствует радиусу данной цилинд­рической поверхности (рис. 55). Заготовки 2 устанавливают в зажимном приспособлении 3, закрепленном на столе станка? Положение фиксируют, прижимая заготовки стороной А или Б к направляющей базе 4. Анало­гично формируют вторую цилиндрическую поверхность.

Эта операция может вызвать разворот образующих цилиндриче­ских поверхностей. Основной источник погрешности - неправильная ус­тановка приспособления на столе станка, при которой направляющая база 4 будет составлять с направлением перемещения стола 5 некоторый угол а. На соответствующий угол окажется развернутой образующая обраба­тываемой поверхности по отношению к боковой стороне (базирующей поверхности) заготовки.

После предварительного шлифования второй поверхности, с со­хранением той же базы (поворот заготовки на 180° вокруг оси перпендикулярной оси цилиндра), об­разующие будут развернуты от­носительно друг друга на угол J3 = 2а. При ус­тановке с изме­нением базы (поворот заго­товки на 180° вокруг оси па­ раллельной оси

цилиндра), образующие будут развернуты на угол Р = 2а ± Да, где Да -выраженная в угловой мере непараллельность сторон А и Б, возникшая при выполнении предшествующей операции. Знак при Да - определяется совпадением или несовпадением направления вершины угла а разворота приспособления с направлением вершины клина образованного непарал­лельностью сторон А и Б заготовки. Знак "+" соответствует случаю, когда угол Да вершины клина заготовки не совпадает с направлением угла а разворота приспособления. Знак "-" соответствует совпадению угла Да вершины клина с направлением угла а разворота приспособления.

Неправильная установка приспособления на столе станка вносит систематическую ошибку в разворот образующих, вызывая смещение центра группирования отклонений угла Р с середины поля допуска. Уст­раняют эту ошибку корректировкой положения приспособления. Источ­ником систематической ошибки может быть и неперпендикулярность на­правления перемещения стола станка по отношению к оси вращения ин­струмента. К случайным погрешностям, которые возникают при выпол­нении данной операции, относятся: непараллельность боковых сторон за­готовок, погрешность закрепления, износ направляющих стола станка, вызывающий нарушение прямолинейности его перемещения.

Заготовки положительных и отрицательных цилиндрических линз, также как и линз со сферическими поверхностями, устанавливают по на­строечной базе. Отличает их конструкция притирочного и наклеечного приспособлений, которые в данном случае представляют собой часть ци­линдра. При установке заготовок по настроечной базе погрешность вза­имного расположения цилиндрических поверхностей, т.е. разворот обра­зующих не может быть меньше полученного после выполнения операции предварительного шлифования. Уменьшить ее можно только в том слу­чае, если при установке заготовок для тонкого шлифования и полирова­ния "второй" цилиндрической поверхности, базой определяющей их по-

ложение на приспо­соблении будет слу­жить образующая первой поверхности.

На рис. 56 при­ведена принципиаль­ная схема станка для тонкого шлифования и полирования блоков с заготовками цилин­дрических линз. Блок 1 с заготовками закре­пляют неподвижно не станке. Продольное движение поводку 2 с инструментом вдоль оси цилиндра сообщается при качательном движении механизма состоящего из головки 3, штанги 4 с ползуном поводка 2. Движение передается от двигателя через червячный редуктор 6 с эксцентриковым выходным валом. На вал надета эксцентри­ковая втулка 7, которая шарнирно соединена с рычагом 8. При вращении привода поводок совершает качания с частотой 12 - 120 двойных ходов в минуту. Привод качания расположен на подвижной каретке 9, которая перемещается перпендикулярно оси цилиндра. Привод движения каретки аналогичен приводу качания, От двигателя 10 движение через червячный редуктор передается на эксцентриковый вал 12, на который надета экс­центриковая втулка 13 с серьгой 14. Последняя шарнирно соединена с ка­реткой 9. При вращении эксцентриковой пары каретка совершает воз­вратно-поступательное движение с частотой 12-120 двойных ходов в ми­нуту.

Технологический кон­троль разворота образующих цилиндрических поверхностей выполняют при помощи кон­тактно-механического устрой­ства (рис. 57): цилиндриче­скую линзу 1 устанавливают на опорные ножи 2 столика 3 и прижимают боковой сторо­ной А, выбранной в качестве базы, к неподвижному упору 4 и наконечнику 5 индикатора 6. Упор и наконечник предвари­тельно выставляют так, чтобы линия, проведенная через них,

была параллельна ножам с точностью 2-3 мкм. При этом индикатор 6 покажет линейную величину ai непараллельности образующей, лежащей на опорах по отношению к базовой поверхности А. Затем линзу перево­рачивают и устанавливают на ножах второй поверхностью, прижимая к упору той же стороной А. Индикатор 6 покажет непараллельность А2 об­разующей второй поверхности по отношению к базе. Величину угла раз­ворота р образующих получают алгебраическим суммированием значе­ний Л] и А₂

где L - длина измерительной базы.

К числу положительных качеств устройства помимо простоты конструкции относятся быстрота измерений, получение абсолютных зна­чений контролируемого параметра, малые ошибки измерения, возмож­ность контроля деталей как с полированными, так и со шлифованными поверхностями, использование устройства непосредственно на рабочем месте.

Дата добавления: 2015-07-11