Файл: 3 по оптической однородности, отношение угла разрешения, наблюдаемого с помощью коллиматорной установки, в параллельный пучок лучей которой введена заготовка стекла, к углу разрешения той же установки без заготовки, не должно превышать 1,1.docx

Введение
Цель данной курсовой работы — разработать технологический процесс изготовления линзы, дать необходимую оснастку для её изготовления и контроля при единичном производстве.

Линзы являются универсальным элементом большинства оптических систем. Габариты данной детали определяют ее применение в качестве линзы объектива системы наблюдения, работающей в диапазоне УФ излучения, она способна работать, не теряя свойств при прямом контакте с УФ излучением. Линзы из оптического кварцевого стекла могут работать в большом температурном интервале из-за малого температурного коэффициента линейного расширения.

Анализ требований к стеклу:

1. 
   Однородность — величина, характеризующая неоднородность стекла по показателю преломления и по средней дисперсии. Измеряется на коллиматорной установке. Нормируется в пяти категориях.
   

Согласно категории стекла 3 по оптической однородности, отношение угла разрешения , наблюдаемого с помощью коллиматорной установки, в параллельный пучок лучей которой введена заготовка стекла, к углу разрешения той же установки без заготовки, не должно превышать 1,1.

2. 
   Двойное лучепреломление измеряется на полярископе-поляриметре и характеризует наличие в стекле остаточных внутренних напряжений, не удаленных после отжига стекла. Нормируется в пяти категориях, указывающих расстояние в нанометрах на сантиметр между обыкновенным и необыкновенным лучами на выходе.
   

Категория стекла по двулучепреломлению (2): двулучепреломление не более 50 нм/см

3. 
   Светопоглощение - представляет собой величину, обратную расстоянию, на котором поток излучения от стандартного источника типа А (лампа накаливания с цветовой температурой 2850±50 К) ослабляется в результате поглощения и рассеяния в стекле в 10 раз. Установлено восемь категорий допускаемых значений показателя ослабления. По второй категории 0,0005–0,0009.
   
4. 
   Категория стекла по бессвильности (1): Не допускаются потоки нитевидныхсвилей, оптическое действие которых превышает оптическое действие контрольного образца свили категории 1 по ГОСТ 3521-81. Допускаются одиночные нитевидные свили, оптическое действие которых превышает оптическое действие контрольного образца свили категории 1, но не превышает оптическое действие контрольного образца свили категории 2, в количестве не более 5 шт. на 1 кг стекла и общей протяженностью не более одного диаметра или диагонали заготовки.
   
5. 
   Категория стекла по мелкозернистой неоднородности (2): не допускается мелкозернистая неоднородность грубее, чем в контрольном образце, установленном для категории 2.
   
6. 
   Категория стекла по пузырности (2Б): d_max не более 0.2 мм, среднее количество пузырей не более 100 шт/кг.
   
7. 
   Категория стекла по включениям (1): включения не допускаются.
   

---

Анализ требований к детали:

	0,5
	0,1
С	0,5
	IV
	2
f’	2915,5
	2911,2
	2895,6
D	340

1. 
   Предельно допустимое отклонение N стрелки кривизны поверхности детали от стрелки кривизны пробного стекла контролируется пробным стеклом по виду интерференционной картины, представляющей собой кольца Ньютона. Отклонение измеряется в кольцах Ньютона.
   

Значение N пропорционально толщине слоя стекла, который надо сполировать, чтобы сделать отклонение кривизны поверхности меньше допустимой, заданной чертежом.

Согласно требованиям к качеству поверхностей изделия,
0,5

2. 
   Предельно допустимое отклонение формы поверхности оптической детали от сферической или плоской ΔN измеряется пробным стеклом в кольцах Ньютона. Обычно на чертежах величину ΔN задают на порядок меньше, чем N. В производственных условиях ΔN называют местной ошибкой.
   

Местные ошибки формы оптических поверхностей уменьшают предел разрешения системы, поэтому подход к допустимым значениям ΔN строже, чем к N. Зональные ошибки возникают как результат резкого несоответствия размеров инструмента и обрабатываемой поверхности, грубых ошибок в настройке станка, наличия неоднородностей и различной температуры притирающихся материалов.

Согласно требованиям к качеству поверхностей изделия,

---

.

3. 
   Класс оптической чистоты , в соответствии с которым нормируются дефекты (точки и царапины) на полированной поверхности, имеющей шероховатость Rz 0,05.
   

Классы оптической чистоты обозначают римскими цифрами. Всего существует 14 классов.

Дефекты контролируются визуально, невооруженным глазом, либо с помощью трехкратной или шестикратной лупы, либо с помощью микроскопа.

Согласно классу оптической чистоты IV, ширина царапины может составлять не более 0,02 мм, диаметр точки – не более 0,3 мм, а площадь скопления дефектов (царапин и точек) – не более 0,1мм.

4. 
   Шероховатость исполнительных поверхностей A, Б – , остальные поверхности - . Это говорит о том, что указанные поверхности должны быть отполированы. К остальным поверхностям требований по шероховатости не предъявлено, эти поверхности являются вспомогательными.
   
5. 
   Класс точности пробного стекла ∆ = 2.
   

Класс точности пробного стекла, назначаемый по ГОСТ 2786-82. Второму классу точности и диаметру детали 350 мм соответствует предельное отклонение от номинального размера радиуса ±0,05%

Анализ покрытий оптических поверхностей

На грани клина наносим просветляющие покрытия B.019 согласно ОСТ 3-1901-95

Покрытие должно выдерживать перепад температуры от -60 до +80 и термический удар ±60°C.

Расчет коэффициента запуска

Программа выпуска деталей: 4 шт/год.

В «Справочнике технолога-оптика» И. Я. Бубиса, под общ. ред. С. М. Кузнецова и М. А. Окатова [2], в пункте 5.5 «Определение количества, вида и размера заготовок» есть формула для расчета количества заготовок, для использования которой необходимо рассчитать коэффициент запуска. Коэффициент запуска характеризуется суммарной (по каждому конструкторско- технологическому параметру) надбавкой Н (%), оценочные значения которых

---

приведены в таблице 1:

Параметр	Формула	Конструктивный параметр	Значение
H1	2(Кт-1,5)2+1,8	Кт=1,1 — относительная твердость по сошлифовыванию (для КУ-1)	2,12
H2	5(1+ 10t/Dд)-1+1,7	t/Dд=35мм/350мм=0,1 — относительная толщина	4,275
H3	20(tк+ 2)-1+1	tк=35 мм — толщина края	1,575
H5	4,5-0,19Ед	Ед=-0,062 — квалитет изготовления диаметра	4,51178
H6	(ΔN+0,5)-1+1	ΔN=0,1 — допуск на местную ошибку	2,6
H7	10(P+1)-1+6	Р=4 , для класса чистоты I-IX— коэффициент, учитывающий класс чистоты полированной поверхности	8
H8	22(10Δt+2)-1+1	Δt=+0,1 — допуск на толщину	2,2941
H10	200(M+100)-1+0,5	М=4 шт — размер партии	2,4230
H11	12(Q+1)-1	Q=2 — категория пузырности	4

Таблица 1. Размеры процентной надбавки в зависимости от конструктивных параметров деталей

Пооперационное распределение надбавок приведено в таблице 2:

№ п/ п	Значение параметра	Коэффициент	Итоговое значение	Вид обработки
1( Кт)	2,12	0,18	0,3816	Подгонка округливание гр. шлифование тон. шлифование полирование
2(t/Dд)	4,275	0,1	0,4275	подгонка округливание
		0,2	0,855	гр. шлифование тон. шлифование
		0,4	1,71	полирование
3(tк)	1,575	0,2	0,315	подгонка
		0,3	0,4725	гр. шлифование
		0,1	0,1575	тон. шлифование полирование
5(Ед)	4,51178	0,2	0,90222	округливание
6(ΔN)	2,6	0,3	0,78	тон. шлифование
		0,7	1,82	полирование
7(P)	8	0,9	7,2	полирование
8(Δt)	2,2941	0,8	1,8352	гр. шлифование
		0,1	0,22941	тон. шлифование полирование
10(M)	2,4230	0,1	0,2433	подгонка округливание
		0,3	0,7299	гр. шлифование тон. шлифование
11(Q)	4	0,3	1,2	гр. шлифование
		0,7	2,8	полирование

---

Таблица 2. Пооперационное распределение надбавок на обработку заготовок

Тогда М_пол=М*(1+0,01*Н_пол)=4*(1+0,01*(0,3816+1,71+0,1575+1,82+7,2+0,22941+

+2,8))=4,55034

М_тш=М_пол*(1+0,01*Н_тш)= 4,55034*(1+0,01*(0,3816+0,855+0,1575+0,78+0,22941+

+0,7299))=4,6790

М_окр=М_тш*(1+0,01*Н_окр)= 4,7790*(1+0,01*(0,3816+0,4275+0,90222+0,2433))=4,8763

М_подг= М_окр*(1+0,01*Н_подг)= 4,8763 *(1+0,01*(0,3816+0,4275+0,315))=4,9311

М_грш=М_подг*(1+0,01*Н_грш)= 4,9311*(1+0,01*(0,3522+0,855+0,4725+1,8352+0,7299+ 1,2))=5,1648=М_з

Коэффициент запуска: К_зп=М_з/М=5,1648/4=1,2912
Коэффициент запуска заготовок в производство: Кзап = 1.29

Таким образом, для получения с достаточной гарантией 4 штук годных линз необходимо запустить 6 штук заготовок.

Порядок выполнения операций:

Шлифование цилиндрической поверхности -> Грубое шлифование ->

Алмазное сферошлифование -> тонкое шлифование(методом свободного притира) -> полирование.

Расчет припусков

Для изготовления деталей размером более 300 мм, заготовки поставляются в форме дисков и пластин.

Согласно техническим требованиям сферические поверхности детали должны быть обработаны методом ГШП по ОСТ 3-6043-86.

Глубокая шлифовка и полировка оптических материалов практически не отличается от обычной обработки стекла, кроме того, что толщина слоя, сошлифованного определенным абразивом, должна быть не менее чем в 1,5 раза больше, чем толщина нарушенного слоя, полученного на шлифовании предыдущим абразивом. А при полировании снимается не менее 0,025 мм. [16]

Расчет припусков на обработку

Вид обработки	Припуск ????i , мм
Грубое шлифование	0,5
Тонкое и среднее шлифование	1,13
Полирование	0,025
Шлифование цилиндрической поверхности	8

Толщина заготовки с учетом припуска:

t=t₀+Δt

---