Заготовки и процесс обработки оптических деталей

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ»

Кафедра электронной техники и технологии

РЕФЕРАТ

На тему:

 

«Заготовки и процесс обработки оптических деталей»

МИНСК, 2008

1. ЗАГОТОВКИ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ

Заготовки оптических деталей из оптического стекла получают в виде прямоугольных или круглых пластин, плиток, штабиков и прессовок (рис.1). На обработку заготовки поступают партиями, состоящими из заготовок одного наименования и размера. К партии прикладывают сопроводительный паспорт, в котором указывают фактические значения оптических характеристик стекла, показатели качества, номера варок и отжига. При обработке нельзя смешивать заготовки разных партий, так как в ряде случаев при сборке изделия оптических детали комплектуют с учетом фактических значений показателя преломления и дисперсии.

Наиболее рациональной заготовкой деталей типа линз и призм является прессовка (рис.1.1, д), повторяющая конфигурацию готовой детали. Для изготовления прессовок необходима технологическая оснастка: пресс-форма, шаблоны и др. Стоимость оснастки окупается только при прессовании определенного числа заготовок. Поэтому ГОСТ 13240 “Заготовка оптического стекла” установлен минимальный объем партии заготовок, поставляемых в виде прессовок.

Масса заготовки, г	Объем при заказе, шт., не менее
1,5-10	2000
10-15	1000
50-100	250
100-250	150
250-500	100

При заказе меньшего числа заготовок их изготовляют в виде плитки, штабиков с размерами, кратными размерам единичной заготовки (см. рис.1.1, а-г).

Технические условия (ТУ) на заготовку составляют на основе чертежа оптической детали. В ТУ приводится эскиз заготовки с необходимыми для изготовления и контроля размерами и допусками, указывается марка стекла, технические требования к стеклу и заготовке, масса и число заказываемых заготовок в штуках (рис.1.2).

На эскизе рядом с размерами заготовки в скобках проставляют как справочные соответствующие размеры готовой детали. Для деталей с размерами более 150 мм на заготовке указывают также световой диаметр или расположение рабочей зоны. Вне рабочей зоны дефекты типа одиночных пузырей и узловых свилей не нормируются.

Рис. 1.1 Заготовки оптических деталей:

а - прямоугольная пластина; б - плитка для круглых деталей; в - плитка с размерами, кратными размерам единичной заготовки; г - штабик с круглым сечением; д - прессовки линзы и призмы

Маршрутную технологию (МТ) изготовления заготовки технолог разрабатывает с учетом требований к стеклу, размерам партии и габаритным размерам детали. Выбирается метод и последовательность операций на основе типовых технологических процессов. Номер маршрутной технологии указывают в ТУ на заготовку.

Коэффициент запуска (КЗ), равный отношению массы сырьевого стекла, необходимого для изготовления заготовки, к теоретической массе заготовки, устанавливают на основе имеющихся нормативов и выбранной МТ. Коэффициент запуска зависит от требований к показателям качества стекла.

Размеры заготовки рассчитывают с учетом необходимого припуска на обработку и предельных отклонений размеров. Значение припуска зависит от выбранной технологии, метода базирования детали при обработке и толщины дефектного слоя поверхности заготовки. Дефектный слой образуется при термических процессах формообразования ввиду включения в поверхность стекла мелкодисперсных частичек порошка подсыпки (“шамота”), появления вмятин, складок и поверхностный посечек. При механических методах разделки стекла: распиливании, сверлении и др. – образуется трещиноватый поверхностный слой, сколы и царапины.

Глубина залегания дефектов на поверхности прессованной заготовки размером до 50 мм с нижней (“зашамоченной”) стороны не должна превышать 0,8 мм, а с верхней (“светлой”) стороны – 0,5 мм. У заготовок диаметром 50-150 мм соответственно 1,5 и 0,8 мм. Существуют оговоренные стандартом оговоренные стандартом ограничения размеров заготовок.

Рис.1.2 Образец, оформления технических условии на заготовку линзы

Для заготовок – прессовок размером до 150мм толщина заготовок не должна быть менее 3 мм для линз и 4 мм для плоских деталей, отношение диаметра или диагонали заготовки и ее толщине должна быть в пределах от 15:1 до 1,25:1.

Значения и расположение полей допусков на размеры заготовок установлены на основе анализа точностных возможностей существующих технологических процессов.

Предельные отклонения размеров заготовки регламентируют ГОСТ 13240-78 в зависимости от ее диаметра или наибольшей стороны.

Таблица 1.1

Диаметр или наибольшая сторона заготовки, мм	Допуск заготовки, мм			Просвет в середине сферической поверхности при контроле радиусным шаблоном, мм, не более	Отклонение от плоскостности плоских поверхностей, мм, не более
	диаметра	стороны заготовки прямоугольного сечения	толщины по оси
До 20	±0,3	±0,5	+1,5 -0,5	0,5	0,4
20-50	±0,3	±0,5	+1,0 -0,5	0,8	0,5
50-80	±0,5	±0,5	+1,0 -0,5	1,0	0,6
80-120	±0,8	±0,8	+1,5 -0,5	1,2	0,8
120-150	±1,0	±1,0	+1,5 -0,5	1,5	1,0
150-250	±1,5	±1,5	+2,0 -1,0	-	1,2
250-360	±2,0	±2,0	±2,0	-	1,5
360-500	+5,0 -2,0	+5,0 -2,0	+5,0 -2,0	-	2,0

Минусовый допуск должен быть приплюсован к номинальному размеру соответствующего параметра заготовки, который рассчитывается из номинального размера ОД плюс припуска на операции, выполнение которых необходимо для его получения.

Последовательно порядок припусков следующий:

- на распиливание кратных заготовок пилами (табл.1.2)

Таблица 1.2

Глубина распиливания, мм	Расчетная ширина выемки при распиливании, мм
До 10	1,5
Свыше 10 до 65	2,0
65	2,5

Толщина диска пилы принята равной 1 мм. При применении дисков иной толщины ширина выемки определяется по формуле , где - толщина диска пилы и  - расчетная толщина ширины выемки (табл.2).

- на обдирку заготовок (табл.1.3)

Таблица 1.3

Припуски на обдирку (в миллиметрах)

Форма детали	Вид заготовки	Профиль обрабатываемой поверхности	Размер диска линзы или наибольшей стороны прямоугольной детали
			до 10	свыше 10 до 25		свыше 25 до 40		свыше 40 до 65		свыше 65
			величины припуска на одну поверхность
			на любую сторону	1-я поверх ность	2-я поверх ность	1-я поверх ность	2-я поверх ность	1-я поверх ность	2-я поверх ность	1-я поверх ность	2-я поверх ность
Сферические линзы	Прессовки со сферическими поверхностями	Выпуклый и вогнутый	-	0,2	0,3	0,3	0,4	0,4	0,6	0,6	0,9
	Прессовка с плоской поверхностью	Выпуклый			0,4		0,5
		Плоский		0,2+h	0,3+h	0,2+h	0,3+h	0,3+h	0,4+h	0,4+h	0,6+h
		вогнутый		0		0		0		0
	Предварительно плоскошлифовальные	Выпуклый		h		h		h		h
		Вогнутый
Призмы и детали, ограниченные плоскостями	Любые, кроме обколотых	Плоский	0,4	0,5	0,5	0,6	0,6	0,7	0,7	0,9	0,9
	Обколотые		1,5	1	1	1,25	1,25	1,5	1,5	1,75	1,75

- на грубое шлифование (табл. 1.4)

Таблица 1.4

Припуски на грубое шлифование

Размер диаметра или наибольшей стороны	Величина припуска на 1-ю поверхность
До 10	До 0,1
Свыше 10	Свыше 0,16

- на мелкое (тонкое) шлифование и полирование (табл. 1.5)

- на кругление (табл. 1.6)

Таблица 1.5

Припуски на мелкое шлифование и полирование

Диаметр или размер наибольшей стороны, мм	Заданная точность изготовления		Величина припуска на одну сторону, мм
	Линейных размеров (толщина или высота), мм	Углов призм, мин
До 10	До 0,1	Любая	0,1
	Свыше 0,1	До 6
		Свыше 6	0,06-0,07
Свыше 10 до 65	До 0,3	Любая	0,15
	Свыше 0,3	До 4
		Свыше 4	0,07-0,08
Свыше 65	До 0,3	Любая	0,2
	Свыше 0,3	До 3
		Свыше 3	0,07-0,08

Таблица 1.6

Припуски на кругление

Заготовки	Толщина	Диаметр заготовки линз
		Припуски на диаметр
		До 10	Свыше 10 до 25	Свыше 25 до 40	Свыше 40 до 65	Свыше 65 до 100	Свыше 100
Прессовки, предварительно шлифованные	любая	1	1,5	2	2,5	3	3,5
	До 5	2	2,5	3	3,5	4	5
	Свыше 5 до 10	3	3,5	4	4,5	5	6
Обколотые	Свыше 10 до 15	-	-	5	6	7	8

- на центрировку линз (табл. 1.7)

Таблица 1.7

Припуски на центрировку

Диаметр линз	Свыше 1,5 до 2,5	Свыше 2,5 до 4	Свыше 4 до 6	Свыше 6 до 10	Свыше 10 до 15	Свыше 15 до 25	Свыше 25 до 40	Свыше 40 до 65	Свыше 65 до 100	Свыше 100
Величина припуска на диаметр	0,4	0,6	0,8	1	1,2	1,5	2	2	2,5	3