Способ изготовления асферических поверхностей

(51)5 В 24 В 3 0 РЕТ ИЕ И ЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИ(56) Авторское свидетельство СССР659366, кл. В 24 В 13/00, 1976.Заказнов Н.П., Горелик В.В. Изготовление асферической оптик и. М.: Ма ш иностроение, 1978, с. 96-101.(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АСФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ(57) Изобретение относится к технологии изготовления оптических деталей и может быть использовано при изготовлении оптических деталей с асферическими поверхИзобретение относится к технологии изготовления оптических деталей и может быть использовано при изготовлении оптических деталей асферическими поверхностями.Цель изобретения - повышение точности изготовления асферических поверхностей.Способ изготовления асферических оптических поверхностей заключается в деформировании рабочей поверхности детали, механической обработке поверхности и снятии деформаций. Деформацию рабочей поверхности детали осуществляют путем теплоизоляции оснований или образующей детали, а зависимости от требуемого знака стрелки прогиба, нагрева детали до температуры отжига и охлаждении ее со скоростью о)2 о-ж, где о - скорость охлаждения детали; о- - скорость охлажденФф детали при стандартном отжиге данного материала, а снятие деформаций осуществляют путем теплоизоляции оснований или образующей, детали, в зависимости от требуемого знака ностями. Изобретение позволяет повысить точность изготовления оптических поверхностей. Для этого перед механической обработкой последовательно проводят теплоизоляцию оснований или образующей детали в зависимости от требуемого знака стрелки прогиба, а деформацию детали путем ее нагрева до температуры отжига и охлаждения со скоростью, большей скорости охлаждения при стандартном отжиге. После механической обработки проводят снятие деформаций путем отжига со скоростью охлаждения, меньшей скорости охлаждения при предварительной термообработке или равной скорости охлаждения при стандартном отжиге. стрелки прогиба, нагрева детали до температуры отжига и охлаждении ее со скоростью о, причем оо (о(о. При нагреве детали ли до верхней температуры отжига и охлаждении ее со скоростью, превышающей скорость отжига детали, в ней возникают остаточные напряжения сжатия или растяжения, в зависимости от преобладающего теплоотвода от детали. При полной теплоизоляции оснований детали возникают напряжения сжатия, при теплоизоляции по образующей - напряжения растяжения, При этом поверхность детали деформируется, причем прогиб для пластин описывается уравнением (1) знак-соответствует напряжению растяжения( ) = р(" - Л) , (1) гдев - коэффициент, зависящий от скорости охлаждения, скорости теплоотвода, механических характеристик материала детали; Р - диаметр детали;гг - текущая координата радиуса.1588531 Формула изобретения Составитель Б. Камка Редактор К). Середа Техред А Кравчук Корректор В Гирняк Заказ 2504 Тираж 600 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж - 35, Рау шская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101Уравнение 1 можно представить в следующем виде;У(т)=(У, 2 Ит+фг)где Я т - отступление от параболоида вращения.После механической обработки плоскости путем шлифования и полирования и снятия остаточных напряжений, обработанная поверхность приобретает форму, противоположную первоначальной деформированной, т.е. Ж(г)=+,Р(г - И ),В случае неполного устранения остаточных напряжений, профиль поверхности останется параболоидом вращения, но имеющим меньший прогиб в центре и другое фоку ное расстояние. Снятие остаточных напряжений целесообразно осуществлять, тепло- изолировав основания или образующую деталь, со скоростью охлаждения, меньшей скорости охлаждения первичной термообработки, но равной или больше скорости отжига детали. При неравномерном теплоотводе возможно получить оптические поверхности и более сложные, чем параболоид вращения.По предлагаемому способу были изготовлены параболоиды вращения с фокусным расстоянием Р=460 и диаметром 100 мм из стекла марки К 8. При этом плоскопараллельную пластину (1 деталь) помещают между пластинами асбестового картона, которые теплоизолируют оба основания пластины и нагревают до температуры отжига 600 С, после чего охлаждают со скоростью ЗОО град/ч. При этом режиме термообработки получили параболоид вращения с положительной стрелкой прогиба (выпуклая поверхность) с фокусным расстоянием Р= = - 461 мм.При теплоизоляции образующей пластины (2 деталь) и проведении термообработки по аналогичному режиму получили также параболоид вращения с отрицательной стрелкой прогиба (вогнутая поверхность) с фокусным расстоянием г=461 мм. После термообработки обе детали подвергаются механической обработке, заключающейся в шлифовании и полировании способом свободного притира до получения плоскости.Окончательную термообработку осуществляют путем помещения детали между пластинами асбестового картона, которые теплоизолируют оба основания детали 1 детали и теплоизолируют образующую второй де 5 10 15 20 25 30 35 40 45 тали. Обе детали помещают в электропечь и нагревают до температуры 600 С, после чего охлаждают со скоростью 10 С, скоростью охлаждения при традиционном отжиге. После окончательной термообработки были получены параболоиды вращения, причем для первой детали Р=460 и отрицательной стрелкой прогиба, для второй детали тг= - 460 и положительной стрелкой прогиба.При этом отношении фокусного расстояния деформированной детали и прошедшей окончательную термообработку равнялось 1. При повторении окончательной термообработки предлагаемым способом тех же деталей, но охлаждая их со скоростью 120 град/ч, т.е. скоростью, большей скорости охлаждения при традиционном отжиге, но меньшей скорости охлаждения при первичной термообработке, отношение фокусных расстояний равнялось - 1,6 в обоих случаях.Как видно из приведенных примеров реализации предлагаемого способа, повышение точности изготовления асферических поверхностей происходит вследствие того, что в процессе окончательной термической обработки происходит полное или частичное снятие деформаций, что обеспечивает изменение формы поверхности без дополнительной механической обработки. Способ изготовления асферических поверхностей оптических деталей, включающий предварительную деформацию рабочей поверхности обрабатываемой детали, ее механическую обработку и снятие деформаций, отличающийся тем, что, с целью повышения точности изготовления перед деформацией детали проводят теплоизоляцию ее оснований или образующей в зависимости от требуемого направления прогиба обрабатываемой поверхности, а деформирование и снятие деформаций с рабочей поверхности обрабатываемой детали производят ее нагревом до температуры отжига материала детали и охлаждением, при этом при пред- в арител ьной деформации охлаждение осуществляют со скоростью о=2 о-, а при снятии деформации скорость охлаждения выбирают из условия о- (о(о, где о - скорость охлаждения детали; о" - скорость охлаждения детали при стандартном отжиге данного материала,