Способ асферизации детали

(51)5 С 0 О У ЕТЕЛ АВТО РС КОМУ,С., Чунин Б,А роля асфериче шиностроение ИИД якп оймат риборо оптичизоб ских спосо обра ЕТАЛИ омышленериалов, в строению, еских и меретения - возможнобе асфериботки ее О О ом ой иГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АНИЕ ИЗОБ(54) СПОСОБ АСФЕРИЗАЦ57) Изобретение относитсности строительства и стрчастности к оптическому ик технологии изготовленияханических деталей. Цельрасширение технологичестей способа. Для этого взации детали путем Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к технологии изготовления оптических и механических деталей,Цель изобретения - расширение технологических возможностей.Реализация способа осуществляется при помощи устройства, включающего платформу для крепления детали и привод для обрабатывающего инструмента, в котор платформа снабжена нагревателями разн мощности, а инструмент - термостабилиз рующими каналами.На фиг. 1 изображено устройство, реализующее способ асферизации выпуклой поверхности линзы; на фиг. 2 - устройство для асферизации пластины; на фиг.3- устройство для асферизации вогнутой поверх.Б 2 1694489 А 1 2поверхности в условиях упругой деформации плоским или сферическим инструментом обработку ведут в термоградиентной среде, При этом максимальный градиент температур создают в радиальном направлении от центра обрабатываемой поверхности или создают по толщине детали. Использование предложенного способа асферизации оптических деталей позволяет получать асферические поверхности на относительно толстых деталях, производить асферизацию обеих поверхностей одной детали; бесступенчато изменять и корректировать степень асферизацик детали; обеспечить более высокую точность изготовления асферических деталей по радиу сам кривизны или по их толщине. 2 з.п, ф-лы 4 ил 1 табл. ности; на фиг.4 - линза в термоградиентнсреде,Способ асферизации детали может быть ,реализован при помощи различных устройств, Например, в устройство для асфери- (р зации выпуклой поверхности 1 (фиг. 1) .линзы 2, установленной на платформе 3 введены нагреватели разной мощности:, более мощный нагреватель 4 охватывает линзу 2 по периферии, а менее мощный нагреватель 5 установлен в центральной зоне этой линзы со стороны, противоположной сферическому инструменту 6, выполненному с возможностью перемещения по поверхности линзы в разных направлениях при помощи привода 7.через нагреватель 5, после достижения установившегося температурного режима, различные зоны линзы будут иметь разные температуры, не превышающие предел упругости материала линзы, в результате чего Линейные размеры по толщине линзы измейяются: наиболее нагретые периферийные участки расширяются больше, чем менее нагретые участки центральной эоны линзы . Сферический инструмент 6 при полирове методом притира снимает больше матеиала с наиболее удаленных от центра ; ериферийных зон. После снятия градиента Температур (когда вся линза будет иметь одинаковую температуру по всей массе), обаботанная сферическим инструментом поерхность 1 становится асферической,На фиг, 2 показано устройство, в котоам градиент температур создается за счет электронагревателя 4 в платформе 3 и пропускания охлаждающей жидкости (или воздуха) через термостабилизирующие каналы 8, выполненные в плоском обрабатывающем инструменте 6. В этом случае нижняя ,поверхность пластины 2 нагреется до большей температуры по сравнению с верхней ,поверхностью. Пластина 2 прогибается и со ,стороны верхней поверхности становится вогнутой. При обработке плоским инструментом 6 больше материала снимается с периферийных зон пластины 2. После снятия градиента температур верхняя поверхность пластины будет асферической с большим отступлением от сферы на периферии. При необходимости также просто может быть асферизована и вторая поверхность пластины 2, Цля этого необходимо перевернуть пластину и повторить тот же процесс обработки,На фиг. 3 показан вариант устройства для асферизации поверхности с большим отступлением от сферы по центру пластины 2. Для этого более мощный нагреватель 4, выполненный в виде оптического концентратора, размещен вблизи центра пластины, а менее мощный нагреватель 5, выполненный в виде охватывающих воздушных каналов охлаждения, размещен по периферии пластины 2. В этом случае размеры пластины по толщине в центре будут больше, чем по периферии и при обработке плоским инструментом больше снимается материала пластины в центральной зоне. Изменяя соотношение минимальных и максимальных температур, можно изменять условия гра диентной среды, Таким образом, можнолегко корректировать отступление от сферы в заданных зонах, т,е. изменять степень асфериэации детали.Пример асферизации линзы. Линза в 10 виде мениска имеет одинаковую толщинуВмм (фиг. 4) и разные зоны нагрева: центральная зона, нагретая до температуры Т 1, периферийная зона, нагретая до Т 2 Линза изготовлена из стекла ОК 1, ЛК 5 или 15 К 8, Асферизация производится с помощьюустройства, изображенного на фиг, 1, Расчет степени асферизации производится иэ условия стабильности заданных температур по толщине и плавного изменения градиен та температур в радиальном направлении отцентральной зоны линзы, Результаты сведены в таблицу.Таким образом, если на линзе из стеклаК 8 поддерживать температуру периферий ной зоны 120 + 1 С и температуру в центральной зоне 30 + 1 С, то точность асферизации линзы по толщине будет не хуже 0,05 мкм или не хуже 0,1 длины волны видимого участка спектра (для Л = 0,5 мкм).30 Для того, чтобы выдержать толщину В линзы с допуском до длины волны (0,5 мкм) необходимо поддерживать температуру с точностью5 С. Поддерживать температуру с такой точностью не является технологи чески трудной задачей. Формула изобретения1. Способ асферизации детали путемобработки ее поверхности в условиях упру 40 гой дефоромации плоским или сферическиминструментом, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения технологическихвозможностей, обработку ведут в термоградиентной среде,45 2. Способ по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что максимальный градиент температур создают в радиальном направлении отцентра обрабатываемой поверхности3, Способ по пп, 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й 50 с я тем, что максимальный градиент температур создают по толщине детали.Максимальное отступление от сферы,мкм Рабочая температура линзы,оСТ Марка стекла Темпер,козф. расширения а10 7 СВ центральной зоне На периферии29 0,68 Примечание: расчет максимального отступления от сферы производился по формулеА = - В а(т) ЦТг-Т) -(Т 1-ТИ12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 120 121 122 125 140 120 121 125 140н 120 121 125 140 27,227,4727;7428,5632,64 15,215,2515,918,12 12,24 12,37 12,51 12,92 14,96 6,85 6,90 7,19 8,30 8,43 8,32 3,153,183,38 3,85 3,86