Способ изготовления оптических деталей с асферическими поверхностями 2-го порядка

СООЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 777576 А 51)5 В 24 В 13/О ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕН ова ени ел вер 77 -(54) СПОСОБ ИЗГО СКИХ ДЕТАЛЕЙ С А ВЕРХНОСТЯМИ 2-ГО (57) Использование особенно в опытных ОВЛЕНИЯ ОПТИ ФЕРИЧЕСКИМИ ПОРЯДКА в оптических це роизводствах, гд Ч ах,Изобретение относит товления оптических дет скими поверхностями 2-го быть использовано в опти бенно в опытных произво ствует необходимост оптических деталей с иэ партии к партии размера ся к обла алей с а порядк ческих ц дствах, ь изгот меняющ ми и фор сти иэго- сферичеа и может ехах, осогде сущеовления имися от готовить оптические детали формы, контролируя их в про(21) 4929099/08(71) Центральный научно-исследский институт точного машиностро(73) Центральный научно-исследоваский институт точного машиностроени(56) Русинов М.М, Несферические ихности в оптике. - М,: Недра, 1973, с.279. Известен процесс изготовления оптических деталей с параболическими поверхностями, описанный, например, в руководящем техническом материале РТМЗ-73. Он заключается в том, что сферическую деталь с радиусом ближайшей сферы шлифуют ножевым шлифовальником на станке типа "Парабола", При этом правильность и размеры параболической поверхности проверяют с помощью накладных сферометров или специального шаблона, рабочий профиль котороществует необходимость изготовления оптических деталей с изменяющимися от партии к партии размерами и формой, Сущность: сферическую заготовку с радиусом ближайшей сферы шлифуют, полируют, контролируют, Контроль правильности формы и размеров детали осуществляют при шлифовке путем наложения на нее предварительно увлажненных сферических пробных стекол. О правильности размеров и формы детали судят по месту положения и форме пятна, образующегося на матовой поверхности детали. Данный способ позволяет просто, с высокой точностью получить асферическую оптическую поверхность, не используя при этом сложное дорогостоящее оборудование. 4 ил./ го соответствует уравнению данной параболы.Затем деталь полируют и контролируют с помощью бесконтактного автоколлимационного асферометра ГОИ ЮСна теневой установке ВЭили различными интерферометрами для контроля асферических поверхностей.Недостатком данного способа является следующее: так как при контроле шаблоном ошибка в точности выполнения профиля составляет 0,005 мм, а сферометр обеспечивает точность не менее 1 - 2, то высокую точность можно получить только при полировке, используя специальное дорогостоящее оборудование для контроля, которое серийно не выпускается промышленностью,цессе полировки, накладывая на них сферические пробные стекла, подобранные по радиусам кривизны к данной детали ЯВозникновение интерференционной картины между асферической поверхностью детали и сферическим пробным стеклом будет иметь место на очень ограниченных участках, поэтому для контроля точности изготовления детали требуется несколько пробных стекол,Контакт между асферической поверхностью и пробным стеклом сферической формы, а следовательно, интерференционная картина возникает либо по окружности, либо по образующей. Зная уравнение профиля асферической поверхности, можно заранее определить координаты точек контакта этой поверхности со сферическими пробными стеклами известных радиусов кривизны, Тогда, измеряя диаметр зоны контакта-интерференционного кольцевого бугра, можно установить, соответствует ли контролируемая поверхйость требуемой. Этот способ имеет недостаток, заключающийся в там, что изготавливаемую деталь можно проверить только при полировке. Если при этом обнаруживается, что размеры детали не соответствуют заданным, то деталь снова шлифуют, полируют и измеряют. Этот процесс может повторяться несколько раз. При этом также трудно достигнуть высокой точности.Цель изобретения - ускорение процесса изготовления асферических оптических деталей, а, также повышение точности их изготовления, не применяя при этом сложного, дорогостоящего оборудования.Поставленная цель достигается тем, что предварительно изготовленную сферическую заготовку с радиусом ближайшей сферы шлифуют, накладывая пробные сферические стекла для контроля профиля и размеров. Пробные стекла перед наложением увлажняют, а о правильности поверхности судят по месту положения и форме пятна смачиваемого участка проверяемой матовой поверхности.Новый способ изготовления асферических оптических деталей обладает существенными отличиями, так как проведение контроля при шлифовке оптических деталей с помощью наложения предварительно увлажненных сферических пробных стекол на шлифуемую асферическую поверхность позволяет получить высокую точность и существенно сократить процесс изготовления асферических оптических деталей,Осуществление данного способа в случае изготовления выпуклой параболической поверхности, заданной уравнением у 92,46 х. Для такой параболы радиус ближайшей сферыОгВ 0.с.-Во+ и-тг )ц цогде Во -радиус кривизны при вершине параболы, В нашем случае Во.23,О-диаметр заготовки детали, равный 60мм.60210 Вб.с. 46,23 + 16 46,23 51,1 мм,. Такой радиус имеет сферическая заготовка. Затем ее шлифуют на станке "Пара бола". Сферические пробные стекла (П.С.)выбирают с радиусами, большими Вп, т.е.ВоВ 1 В 2".Вп.В нашем случае В 1-47,64 мм, В 2-48,62мм, Вз=50,47 мм, Вп=55 мм. Определяем ко ординату у контакта П.С. с параболой (см,фиг. 1)ЬВу=х из АОуС Вп =у +Во,2 2где х и у - координаты т, А на параболе25 Вп - радиус параболы в т. АУ - Вп - Рог гПолучаем для П,С. В 1 47,64 мм у 1-11,5мм П,С. Вз=50,47 мм уз=20 ммП.С. Р 2 48,62 мм у 2=15 мм П,С, В 4=55мм у 4=30 ммНакладываем увлажненное П.С. на параболоид и, перекатывая его по поверхности детали, наблюдаем различные формы35 пятна,Если в зоне контакта (у) Вп параболоидаменьшечем радиус П.С., то контакт в точке(см. фиг. 2). Следовательно, необходимошлифовать середину заготовки.Если в зоне контакта (у) Вп параболоидаравен радиусу П.С., то контакт переходит сточки в окружность (см. фиг. 3). Следовательно, заготовку можно начинать полировать,45Если в зоне контакта (у) Вп параболоидабольше радиуса П.Сто контакт по узкойполосе на краю П.С. Изменяя режимы шлифования, добиваемся касания П.С. с параболоидом в заранее рассчитанной зоне с50 координатой (у), добиваясь пятна, изображенного на фиг. 4,Полировку контролируем аналогичнымобразом, но уже по интерференционнойкартине в зоне контакта полированной по 55 верхности параболоида с П,С.Данный способ позволяет изготавливать оптические детали асферической формы 2-го порядка с точностью до 30, Процесс,изготовления ускоряется и не требуетсясложного оборудования.аказ 4129 Тираж Подпи ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и от 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4оеытиям при ГКНТ СС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретения Способ изготовления оптических деталей с асферическими поверхностями 2-го порядка, при котором сферическую заготовку с радиусом ближайшей сферы шлифуют. до заданного профиля, полируют и контролируют правильность поверхности с помощью специально подобранных сферических пробных стекол, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью ускорения процесса и повышения точности изготовления, контроль правильности поверхности осуществляют в процессе шлифовки, при этом сферические б пробные стекла перед наложением на контролируемую поверхность увлажняют, а о правильности поверхности судят по месту положения и форме пятна смачиваемсго участка проверяемой матовой поверхности,