Способ асферизации детали

 

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 асферизации 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s )s С 03 В 23/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4763483/33 (22) 04.12.89 (46) 30.11.91. Бюл, М 44 (72) И.А.Коробченко (53) 666.1.053(088.8) (56) Духопел И,И„Качкин С,С., Чунин Б.А.

Изготовление и методы контроля асферических поверхностей, Л.: Машиностроение, 1975, с. 10. (54) СПОСОБ АСФЕРИЗАЦИИ ДЕТАЛИ (57) 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 асферизации детали путем обработки ее

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 — термостабилизирующими каналами.

На фиг. 1 изображено устройство, реализующее способ асферизации выпуклой поверхности линзы; на фиг. 2 — устройство для асферизации пластины; на фиг.3- устройство для асферизации вогнутой поверхЫ2,,1694489 А1 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.

° аюй ности; на фиг.4 — линза в термоградиентной Ch среде.

Способ асферизации детали может быть реализован при помощи различных устройств. НапримЕр, в устройство для асфери- gy зации 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 оодаче охлаждающего воздуха

1694489

50 через 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 измейяются: наиболее нагретые периферийные участки расширяются больше, чем менее нагретые участки центральной эоны линзы

2. Сферический инструмент 6 при полиров е методом притира снимает больше матеиала с наиболее удаленных от центра

; ериферийных зон. После снятия градиента

Температур (когда вся линза будет иметь одинаковую температуру по всей массе), обаботанная сферическим инструментом поерхность 1 становится асферической, На фиг, 2 показано устройство, в кото1 ом градиент температур создается за счет электронагревателя 4 в платформе 3 и про ускания охлаждающей жидкости (или воз, духа) через термостабилизирующие каналы

8, выполненные в плоском обрабатываю-! щем 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,,Цля 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 ин10

35 струментом 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 асфериэации 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 Т1, периферийная зона, нагретая до Тр

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 Л = 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.

2. Способ по и, 1, отличающийся тем, что максимальный градиент температур создают в радиальном направлении от центра обрабатываемой поверхности..

3, Способ по пп, 1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что максимальный градиент температур создают по толщине детали.

1694489

Температура зон и и об аботке, С

Увеличение толщины линзы, мкм

Максимальное отступление от сферы, мкм

Рабочая температура линзы,оС

Марка стекла

Темпер. козф. расширения )10-7оС

Номер пп

В центральной зоне

На периферии

Т1 — Тг

2,72

OKI н

136

20 м

1,52

К8

1,52

20 н

11

К8 н

76

29

1,26

1,47

0,70

It

7,00

7,07

7,46

8,40

ЛК5 н

6!

0,68

Примечание: расчет максимального отступления от сферы производился по формуле

А = — В а (т ) ((Тг - Т ) - (Т1 - Т)),.

1

3

5

7

9

11

12

13

14

121

122

121

140 м н

121

140

27,2

27,47

27,74

28,56

32,64

15,2

15,25

15,9

18,12

4Ф

12,24

12,37

12,51

12,92

14,96

6,85

6.90

7,19

8,30

8,43

8,32

3,15 3,18

3.38

3,85

3,86

1694489

Фиг.4

Составитель T.Ïððàìîíîâà

Техред М,Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор И,Касарда

Заказ 4122 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101