Способ обработки оптических деталей

 

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ инструментом в виде концентрично расположенных абразивных элементов с различной зернистостью, выступающих один относительно другого , при котором деталь и инструмент устанавливают под углом друг к другу и сообщают им относительное перемещение , отличающийся тем, что, с целью повышения качества обработки и точности формообразования абразивные элементы инструмента имеют одинаковую ширину, а диаметр каждого последующего элемента составляет 1,2-2,5 диаметра предыдущего , при этом перемещение инструмента вдоль обрабатываемой поверхности осуществляют с подачей 1,02 ,0 мм/мин, а зернистость абразивных элементов определяют по следующей зависимости К„ ( 0,06 D + 1,5 Ф L4 D средний размер алмазного где зерна основной фракции/ RV требуемая шероховатость обработанной поверхности детали; с S Хсротношение величины микронеровностей обработанной (Л поверхности детали, изготовленной из стекла любой с марки, к величине микронеровностей поверхности детали, изготовленной из стекла марки КВ. 00 СО о со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Ш 51 .а 24 а 13/ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (О 06 D + 1 5) Кг где D

К с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPGHOlVlV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3401334/25-08 (22) 22. 02. 82 (46) 07. 09. 83. Бюл. Р 33 (7 2) Л. Л. Бурман, Э. Д. Кизиков, В. В. Рогов, A. Г. Ветров, E. Б. Верник, В.В. Горелик, А.Н. Маренков и Ю.Д. Филатов (53) 621.923.5(088.8) (56) 1. Патейт CUA Р 2600815, кл. 51-131, опублик. 1952 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОПТИЧЕСКИХ

ДЕТАЛЕЙ инструментом в виде концентрично расположенных абразивных элементов с различной зернистостью, выступающих один относительно другого, при котором деталь и инструмент устанавливают под углом друг к другу и сообшают им относительное перемещение,отличающийся тем, что, с целью повышения качества обработки и точности формообразования, абразивные элементы инструмента имеют одинаковую ширину, а диаметр каждого последующего элемента составляет 1, 2-2, 5 диаметра предыдущего, при этом перемешение инструмента вдоль обрабатываемой поверхности осуществляют с подачей 1, О2, О мм/мин, а зернистость абразивных элементов определяют по следующей зависимости средний размер алмазного зерна основной фракции, требуемая шероховатость обработанной поверхности детали, отношение величины микронеровностей обработанной поверхности детали, изготовленной из стекла любой марки, к величине микронеровностей поверхности детали, изготовленной из стекла марки К8.

1039697

Изобретение относится к абразивной обработке хрупких материалов и может быть использовано н оптикомеханической промышленности при шлифовании и полировании асферических поверхностей оптических деталей. 5

Известен способ обработки оптических поверхностей инструментом, содержащим концентрично расположенные абразивные элементы с различной зернистостью, выступающие один отно- )Q сительно другого и установленные на шпинделе, ось которого располагают под углом к оси вращения обрабатываемой детали (1) .

Недостатком этого способа является низкое качество обработки поверхности, связанное с тем, что абразивные зерна большей зернистости, выпадая в процессе шлифования из

iсвязки инструмента, могут попадать в зону обработки поверхности инстру-. ментом с меньшей зернистостью, нанося царапины, выколки и другие дефекты. Другим недостатком этого способа является невысокая точность фор мообразования. 25

Целью изобретения является повышение качества обработки поверхности детали и точности формообразования.

Цель дости гается тем, что согласно способу обработки поверхностей os - 30 тических деталей инструментом, установленным н а шпинделе под углом к оси детали и содержащим концентрично расположенные абразивные элементы с различной зернистостью, выступающие один относительно другого, обработку ведут кругом с элементами одинаковой ширины и диаметром каждого последующего, составляющего 1,2 + 2,5 диаметра предыдущего, а перемещение его вдоль обрабатываемой поверхности осуществляют с подачей 1,0

2,0 мм/мин, при этом зернистость элементов определяют по следующей зависимости (0,0б 0 + 1,5) Кср, где Р— средний диаметр алмазного зерна основной фракции, требуемая шероховатость 5О обработанной поверхности детали; р — ртношение величины микронеровностей обработанной поверхности детали изго товленной из стекла любой марки, к величине микронеровностей поверхности, детали, изготовленной из стекла марки К8.

На фиг 1 представлена схема реа- Оо лизации способа; на фиг. 2 — схема, поясняющая выбор подачи инструмента.

Шлифовальный круг с элементами

1, 2 и 3 одинаковой ширины и 65 диаметрами D, I3<, Dq устанавливаютпод углом ос к оси вращения детали 4.Выбор диаметров элементон осущестнляется в зависимости от формы обрабатываемой поверхности с учетом обязательного обеспечения их однонременного контакта с поверхностью.

Диаметр каждого из последующих элементов составляет 1,2 — 2,5 диаметра предыдущего.

В процессе работы абразивные элементы изнашивактся. При этом на каждом из ких образуется "кромка", по которой происходит контакт элементов с поверхностью обрабатываемой детали. Ширина этой кромки C,a) обуславливает выбор подачи 5 при перемещении инструмента вдоль обрабатываемой поверхности детали. 3а один оборот детали перемещение инструмента 5 должно быть меньше ширинь1 режущей кромки а, в противном случае поверхность будет обрабатынаться неполностью, ухудшится ее качество.

Траектория движения кромок каждого элемента по обрабатываемой поверхности представляет собой Архимедову спираль. Подачу круга выбирают таким образом, чтобы шаг спирали был меньше ширины кромки элемента, что обеспечивает минимум макроотклонений поверхности и высокое ка-., чество ее обработки.

Предложенный способ обработки асферических поверхностей деталей предусматривает использование в качестве абразивнь1х элементон алмазосодержащего проката. Алмазосодержащий прокат заданной толщины изготавливается в виде листов (полос) любых. размеров и характеристик. Вырубая из них элементы требуемого диаметра и закрепляя их на оси в определенной последонательности, образовывают торцевой сборный шлифовальный круг. Образованный таким образом круг, содержащий 2-4 элемента с уменьшающейся зернистостью алмазов, обеспечивает воэможность получения заданной шероховатости из любой исходной шероховатости обработанной детали.

Пример. Обрабатываемая деталь из стекла марки К8 с параболической поверхностью устанавливается на шпиндель со скоростью вращения 500-1000 об/мин. Исходная шероховатость параболической поверхности соответствует R — 8 мкм. Необходимая шероховатость обработанНоА поверхности gz — 0,40 MEN (IIa класс по ГОСТ 2789-73) Данная шероховатость может быть достигнута после трех переходов обработки.

Диаметры элементов вращения со скоростью á0-100 тыс. об/мин выбираются на основании данных, приведенных в табл. 1.

1039697

Таблица 1

Диаметр Dg круга, мм

Параметры процесса

25 26

12

Шероховатость, Яу,к мкм

2,5 2,7-2,25 2,5-2,0

3, 0-2,5

3,2

3,0

2,5-2,3 1,0-1,2 1,6-1,3 4,5-6,0

3 5-3, 1 3,1-3,3

4,5-5,0 4,0-5,0 2,0-2,1

П р и м е ч а н и е: Характеристика инструмента:! вращения обрабатываемой детали предgp ставлена в табл. 2, а от величины по подачи — в табл. 3.

Зависимость параметров процесса шлифования от угла наклона шпинделя инструмента по отношению к оси

Таблица 2

Угол наклона шпинделя инструмента, rpa .

Параметры процесса

22,5

30

22!

Шероховатость, Ц, мкм

2,5-2,0 4,2-3,0

3,2-2,5

2,5

5-4

1,0-1,2 1,1-1,5 1,8-2,0

3,7-6,1 . 1,0-1,5

4,0-5,0 4,5-5,0 4,2-4,3 1,0-4,0

2-3

П р и м е ч а н и е: Характеристика ииструмента: )3 = 10 мм, ACH 28/20

MAAC — 300% концентрации.

Износ кромки алмазоносного слоя после прохождения

100 мм пути при съеме 0,1 мм, мкм

Производительность обработки при постоянной .подаче), мм/мин

Износ кромки алмазоносного слоя после прохождения 100 мм пути при съеме 0,1 мм, мкм

Производительность обработки (при постоянной подаче), мм/мин

Р = 10 мм, ACH 28/20MAAC — 300% концентрации, Од = ACH

14/10 — ХААС вЂ” ЗООЪ концентрации.

Таблица 3

Величина подачи, мм/мин

),o J ) Параметры процесса

0,5

1,5 2,0 2,5

Шароховатость обработанной понерхности, мкм

1,8-2,0 2,0-2 5 2,5

Износ кромки алмазоносного слоя после прохождения 100 мм пути при съеме 0,1 мм, мкм

3,7-6,1 1,0-1,5 1,0-1, 5 1,1-1,5 1, 8-2,0

П р и м е ч а н и е. Характеристика инструмента: p = 10 мм, ACH 28/20

NAAC — 300 В концентрации.

Из данных, приведенных в табл.1-3 следует, что цель изобретения достигается при таком соотношении диаметров элементов, когда диаметр каждого последующего составляет 1,2 — 2,5 диаметра предыдущего, при угле между осями инструмента и детали 22,5-

30,0 и при подаче 1,0 — 2,0 мм/мин. т а б л и ц а 4

Переходы

Параметры процесса

Шероховатость обработанной поверхности, мкм

ОР40

0,80 !

Размер алмазного зерна основной фракции, мкм

8,1

15,0

Принятая зернистость порошка

28/20

Установка круга под заданным углом и выбор ширины и диаметров абразивных элементов позволяют обеспечить одновременный контакт всех элементов с.обрабатываемой поверхностью детали. Ступенчатое сошлифоПри диаметрах элементов, углах и подачах, непопадающих в приведенные выше интервалы, качество обработанных поверхностей и точность формообразования ухудшаются.

Зернистости алмазного порошка, из которого изготавливаются круги, приведены в табл. 4. вывание задан ного припуска обе спечивает минимальный износ каждого элемента и значительно повышает размерную стойкость круга, определяя точность формообразования поверхности и ее качество.

Заказ 6797/13 Тираж 795

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель A. Козлова

Редактор И. Дылын Техред М.Тепер Корректор A. Ильин