- •Содержание
- •14.2.2. Окончательная обработка исполнительных поверхностей 146
- •1. Детали оптических систем
- •1.1. Классификация оптических деталей
- •1.2. Особенности оформления чертежа
- •1.3. Требования к конструктивным параметрам деталей
- •1.4. Требования к материалу
- •1.5. Требование к изготовлению
- •1.6. Технологические свойства оптических материалов
- •1.7. Унификация и типизация технологических процессов
- •2. Контроль параметров оптических деталей
- •2.1. Контролируемые параметры
- •2.2. Методы и средства контроля формы шлифованных поверхностей
- •2.3. Контроль формы полированных плоских и сферических поверхностей
- •2.4. Пробные стекла, их типы и классы
- •2.5. Интерферометры
- •2.6. Контроль взаимного расположения поверхностей линз
- •3. Обрабатывающие материалы
- •3.1. Шлифующие абразивы
- •3.1.1. Зернистость и зерновой состав порошков алмаза
- •3.1.2. Порошки корунда, электрокорунда и других абразивов
- •3.2. Полирующие абразивы
- •4. Инструмент
- •4.1. Алмазный инструмент
- •4.1.1. Типы и характеристики алмазного инструмента
- •4.1.2. Изготовление алмазного инструмента
- •4.2. Инструмент и приспособления для шлифования и полирования
- •4.2.1. Шлифовальный инструмент
- •4.2.2. Полировальный инструмент
- •4.2.3. Приспособления
- •5. Вспомогательные материалы
- •5.1. Смазочно-охлаждающие жидкости (сож)
- •5.2. Материалы для соединения заготовок с приспособлением
- •5.3. Материалы рабочей поверхности полировальников
- •5.4. Жидкости для промывки и чистки деталей
- •5.5. Защитные лаки и эмали
- •5.6. Протирочные материалы
- •5.7. Материалы для чистки оптических деталей
- •6. Способы формообразования сферических и плоских поверхностей
- •7. Способы механической обработки оптических материалов
- •7.1. Шлифование алмазным инструментом
- •7.2. Обработка полирующими абразивами
- •8. Операции механической обработки оптических материалов
- •8.1. Распиливание стекла
- •8.2.Сверление отверстий
- •8.3. Круглое шлифование пластин
- •8.4. Центрирование линз
- •8.5. Шлифование сферических и плоских поверхностей
- •8.5.1.Предварительное шлифование алмазными кольцевыми кругами
- •8.2.2. Тонкое шлифование алмазным инструментом
- •8.6. Полирование сферических и плоских поверхностей
- •9. Механическая обработка оптических кристаллических материалов
- •9.1. Основные физико-механические и физико-химические свойства
- •9.2. Условия для обработки кристаллов и техника безопасности
- •9.3. Механическая обработка оптических кристаллических материалов с повышенной микротвердостью
- •9.4. Разделение кристаллов на заготовки
- •9.5. Грубое шлифование
- •9.6. Кругление
- •9.7. Фасетирование
- •9.8. Сборка блоков заготовок (блокирование)
- •9.9. Среднее и тонкое шлифование
- •9.10. Полирование
- •10. Установка заготовок на приспособлениях
- •10.1. Сборка блоков
- •10.2. Разборка блоков
- •11. Влияние технологических факторов на точность формообразования
- •11.1. Деформации, вызываемые остаточными напряжениями в стекле
- •11.2. Деформации, вызываемые напряжениями в нарушенном слое шлифованной поверхности
- •11.3. Температурные деформации
- •12. Расчет нормируемых параметров процесса
- •12.1. Коэффициент запуска
- •12.2. Припуски на обработку заготовок
- •13. Расчет плоских и сферических блоков
- •13.1. Плоский блок
- •13.2. Сферический блок
- •14. Технология типовых деталей
- •14.1. Технологический процесс изготовления плоскопараллельных пластин и клиньев
- •14.1.1. Предварительная обработка
- •14.1.2. Окончательная обработка исполнительных поверхностей
- •14.1.3. Изготовление точных пластин
- •14.2. Технологический процесс изготовления призм
- •14.2.1. Предварительная обработка
- •14.2.2. Окончательная обработка исполнительных поверхностей
- •14.3. Технологический процесс изготовления линз
- •15. Технология нестандартных деталей
- •15.1. Шаровидные линзы
- •15.1.1. Характеристики деталей
- •15.1.2 Технология изготовления
- •15.2. Цилиндрические и торические поверхности
- •15.3. Оптические детали лазеров
- •15.4. Основы технологии изготовления волоконно–оптических элементов (воэ)
- •15.4.1. Основные технические характеристики воэ
- •15.4.2. Основные требования к стеклам для воэ
- •15.4.3. Изготовление волоконно-оптических пластин (вол)
- •15.4.4 Изготовление микроканальных пластин (мкп)
- •15.5. Методы изготовления деталей с асферическими поверхностями
- •1 5.5.1. Методы нанесения слоя
- •15.5.2 Методы механической обработки
- •15.6. Изготовление крупногабаритных деталей
- •Окончание табл. 15.4
- •15.7. Изготовление шкал и сеток
- •15.7.1 Виды шкал и сеток, требования к ним
- •15.7.2 Основные технологические процессы и оборудование
- •1 5.8. Оптические детали из полимеров
- •15.9. Стеклометаллические зеркала
- •16. Соединение оптических деталей
- •16.1. Способы соединения
- •16.2. Материалы, применяемые для соединения
- •16.3. Технология соединения оптических деталей
- •17. Основы сборки и юстировки оптических приборов
- •17.1. Сборочные элементы приборов
- •17.2 Структура технологического процесса сборки
- •17.3. Общие принципы построения технологического процесса сборки
- •18. Фокусировка изображения в оптическом приборе
- •18.1. Параллакс в оптическом приборе
- •18.2. Способы фокусировки
- •18.2.1 Фокусировка при помощи астрономической зрительной трубы
- •18.2.2 Фокусировка при помощи плоскопараллельной пластинки
- •18.3. Контроль параллакса по бесконечно удаленному предмету
- •18.3.1 Проверка параллакса при помощи коллиматора
- •19. Сборка и юстировка типовых узлов оптических приборов
- •19.1. Сборка и юстировка объективов
- •19.1.1. Типы конструкций объективов оптических приборов. Общие требования к сборке объективов
- •19.1.2. Сборка объективов насыпной конструкции
- •19.1.3. Методы контроля и юстировки объективов. Контрольноюстировочные приборы
- •19.1.4. Сборка и юстировка узлов с призмами и зеркалами, работающими в параллельных и сходящихся пучках
- •20. Сборка и юстировка типовых оптических приборов
- •20.1. Сборка и юстировка спектральных приборов
- •20.2. Сборка и юстировка угломерных приборов
- •20.2.1. Общие требования к сборке и юстировке оптических угломерных приборов
- •20.2.2 Сборка и юстировка угломерных приборов с поворотными визирами
- •Библиографический список
1.4. Требования к материалу
Требования к материалу (верхняя часть табл. 1.1). Выбор и назначение нормируемых показателей качества (параметры, категории и классы) на все оптические материалы производятся в соответствии с ГОСТ 23136-93 при использовании документации на конкретный материал.
Бесцветное оптическое стекло. Для деталей из оптического неорганического бесцветного стекла в таблице указывают: категорию и класс по номинальному показателю преломления Δnе; категорию и класс по номинальному коэффициенту дисперсии υe или по номинальной средней дисперсии Δ(nF - пс,); категории по оптической однородности, двулучепреломлению, а также по показателю ослабления μA; категорию и класс бессвильности; категорию или группу и класс пузырности.
Заготовки особо ответственных деталей, преимущественно крупногабаритных, которые должны обладать высокой оптической однородностью и низким значением двулучепреломления, согласно РТМ 3-900-79 необходимо подвергать тонкому отжигу со скоростью менее 0,50 °С/ч. В этом случае показатель преломления указывают со штрихом (n'е, n'D). Это означает, что показатель преломления данной заготовки всегда будет больше на несколько единиц четвертого знака минимального значения для данной марки, полученного при скорости охлаждения 2,5 °С/ч. Ожидаемые значения n'е, n'D определяют исходя из марки стекла и габаритных размеров заготовки, что позволяет рассчитывать оптические системы непосредственно на эти значения.
Допуски на параметры качества стекла, указанные в верхней части таблицы чертежа, определяют в зависимости от назначения детали в приборе (объектив, окуляр, призма и др.) и условий ее работы. Детали, работающие в широком сечении рабочего пучка лучей (объективы, защитные стекла, головные призмы, линзы оборачивающих систем), изготовляют из стекла высоких категорий по nе и nF’ – nс’, оптической однородности, двулучепреломлению и бессвильности. Детали же, работающие в узком сечении пучка лучей (сетки, окуляры), изготовляют из стекла низких категорий по этим показателям качества.
По пузырности стекла показатель назначается наоборот: чем меньше сечение рабочего пучка, тем более высокие требования предъявляются к материалу (аналогично выбору класса чистоты полированных поверхностей).
Таблица 1.1
Показатели качества бесцветного оптического стекла
Оптическая деталь (Сборочная единица) |
Рекомендуемая категория и класс показателей качества стекла |
|||||
Оптические параметры |
Оптическая однородность |
Двулучепреломление |
Бессвильность |
Пузырность |
Показатель ослабления |
|
Объектив: |
|
|
|
|
|
|
микроскопа |
1А – 3Б |
1 |
1 |
1 |
13;24-14;25 |
3 – 4 |
телескопической системы большого увеличения |
2А – 3Б |
2 |
3 |
1 |
15;25-16;26 |
4 – 5 |
телескопической системы малого увеличения |
2А-ЗБ |
3 |
3 |
1 |
15;25-16;21 |
4 – 5 |
аэрофотосъемочный |
1А-ЗВ |
3 |
3 |
1 |
15;24-1б;25 |
4 – 5 |
фотографический |
2А-ЗБ |
3 |
3 |
1 |
14;24-15;25 |
4 – 5 |
киносъемочный и проекционный |
1А-ЗВ |
|
3 |
1 |
14:24-15:25 |
4 – 5 |
коллиматора |
1А-ЗБ |
3 |
3 |
1 |
15;25-16;26 |
4 – 5 |
теневого прибора |
2А-ЗБ |
1 |
1 |
1 |
15;25-16;26 |
5 – 6 |
телевизионный |
1А-ЗБ |
2 |
3 |
1 |
14:24-15:25 |
4 – 5 |
УФ- и ИК-области |
2А-ЗБ |
3 |
3 |
1 |
13;24-14;25 |
1 – 3 |
астрономические |
1А-ЗБ |
1 – 2 |
3 |
1 |
15;25-16;26 |
4 – 5 |
Оборачивающая система: |
ЗБ |
3 |
3 |
1 |
15;25-16;26 |
1 – 2 |
Коллектив |
5Г |
3 |
3 |
1 |
11;21-12;21 |
2 – 5 |
Окуляр и лупа |
4Г |
3 – 4 |
3 |
2 |
11;21-12;22 |
5 – 6 |
Конденсор |
5Г |
4 |
2 |
2 |
15:25-16:27 |
5 – 6 |
Деталь поляризационных приборов |
4Г |
1 – 4 |
2 |
1 |
14;24-15;25 |
2-3 |
спектральная и рефрактометрическая |
ЗБ-4Г |
1 |
1 |
1 |
14;24-15;25 |
1-4 |
отражательная |
5Г |
1-3 |
3 |
1-2 |
12;21-15;25 |
1-3 |
Пластина интерферометров |
5Г |
1-3 |
1-3 |
1 |
18;25-16;26 |
3-5 |
Компенсатор |
4Б |
1-3 |
1-3 |
1 |
15;25-16;26 |
3-4 |
Сетка, шкала, лимб |
6Б |
3-4 |
3-5 |
1 |
11:21 |
5-6 |
Стекло смотровое |
5Б |
3-4 |
3-5 |
1 |
15;25-16;26 |
6 |
Д опуски на показатели качества материала объективов назначают в зависимости от их типов (проекционные, фотографические, микрообъективы). Чем выше требования к качеству изображения, создаваемому объективом, тем меньше допускаемые отклонения показателя преломления от заданного значения. Категории по оптической однородности, двулучепреломлению и бессвильности назначают так же, как и на показатель преломления (табл. 1.1). Класс бесcвильности характеризует число направлений просмотра: А – два взаимно перпендикулярных направления, Б – одно.
Высококачественные объективы коллиматоров, дальномеров, астрономических приборов, имеющие, как правило, диаметр от 80 мм и выше, изготовляют из стекла наивысших категорий по оптической однородности, двулучепреломлению и бессвильности. Такого же качества стекло выбирается для аэрофотосъемочных и репродукционных фотообъективов. Стекло для микрообъективов выбирают в зависимости от увеличения и апертуры объектива. Чем выше эти характеристики, тем качественнее должно быть стекло. Объективы телескопических систем и обычные фотообъективы изготовляют из стекла с менее высокими значениями параметров. Вследствие того, что пузыри вызывают только незначительное ослабление светового потока из-за рассеяния света их поверхностями, в объективах, удаленных от плоскости изображения, допускается применять стекла с пузырностью по 5-й, 6-й категориям, за исключением микрообъективов ввиду малого диаметра их линз. Допуски на стекло для линз оборачивающих систем выбирают аналогично допускам на объективы такого же диаметра и относительного отверстия.
Приведенные в табл. 1.1 рекомендуемые показатели качества стекла основаны на статистических данных, взятых из практики. В ответственных случаях допуски на указанные показатели качества необходимо рассчитывать, после чего производится проверка возможности поставки стекла заводами по указанным категориям.