|
Это понятие объединяет все способы
обработки стекла, которая придает изделию основной размер и форму, предназначенные
для дальнейшей точной обработки и отделки поверхности требуемого качества.
Заготовляют плиты, призмы, линзы, цилиндры и другие оптические детали; при
этом применяют резание, фрезерование, расточку, сверление, горячую штамповку
или очень грубую шлифовку (обдирку).
Станки для заготовок оптического стекла. Фрезерные станки
служат для фрезеровки плоскостей призм из грубообрезанных стеклянных
заготовок на простые или сложные призматические формы и для фрезеровки
сферических и асферических поверхностей линз, объективов или зеркал. На этих
станках фрезеруются также канавки и пазы, обрабатываются крап стеклянных
дисков или заготовок для больших астрономических зеркал и объективов.
Фрезы применяют самые различные; ход рабочего процесса
обусловливается видом применяемого станка.
Самостоятельную группу составляют станки для шлифовки
внешних или внутренних диаметров цилиндров или трубок. Это в основном
круглошлифовальные станки, которые по характеру деталей можно разделить на
центровые и бесцентрошлифоваль- ные ( 40).
Листовое стекло толщиной до 5 мм можно обрабатывать
расточным режущим устройством. Это металлический резец, который вращается
вокруг вертикальной оси; радиус вылета резца регулируется на любой диаметр.
На конце резца закреплен режущий алмаз. Если ось вращения постоянна,
вырезается круглая форма, если вертикальная ось при помощи кулачка меняет
свое положение, то можно вырезать алмазом любую овальную форму.
В качестве сверлильного станка используют приспособленный
вертикальный сверлильный станок на колонне с большим выносом сверлильного
вала от несущей колонны; эти станки имеют переменное число оборотов.
Главной частью заготовочного станка является рабочий
инструмент, который различают по типу использованного оборудования и требуемой
точности обработки.
Обрабатывающий инструмент. Заготовочные станки снабжены
специальным обрабатывающим инструментом. Это шлифовальные нли режущие диски,
трубчатые фрезы, расточный и сверлильный инструмент.
Шлифовальный или режущий кольцевой инструмент работает как
торцом,так и периферией диска. Чаще всего он имеет алмазный рабочий слой,
однако применяют также карборундовый и корундовый слои. В качестве связки
используют металл, бакелит нли эпоксидную смолу. Форма, зернистость и связка
обрабатывающего инструмента зависят От требуемых операций, типа используемого
станка и сорта обрабатываемого стекла. Рекомендуются твердые металлические
связки, полученные гальваническим путем, в частности никелевая, хромовая или
бронзовая. Как правило, для твердого материала применнют мягкие, легко
обновляющиеся диски, и, наоборот, мягкий материал обрабатывают твердым
диском, который ограничивает скалывание шлифованной поверхности частичками
стекла, отделяющимися в этом случае в значительно большем количестве, чем у твердого
материала.
Расточный инструмент выпускают самой различной конструкции
и величины. Режущим средством обычно является алмазная крошка с зернистостью
60— 70. Наиболее часто применяют расточный инструмент диаметром от 10 до 200 мм в виде трубки,
изготовленной из скрученного медного листа или обрезка медной трубки; в месте
соединения лист запаивают. Таком инструмент насаживают на ступенчатый
стержень, который зажимают в державке станка. Высота цилиндрической стенки
трубки берется в зависимости от глубины расточки. Режущую часть инструмента
составляет нижний край трубки в который, так жэ как и в периферию режущего
диска, впресговывают ,в заранее подготовленные пазы алмазную крошку
гальваническим способом или приготовляют спеканием по методу порошковой металлургии.
Трубчатый инструмент диаметром от 5 до 10 мм применяют только как сверло с
гальванической или керамической связкой-
Основным типом инструмента, применяемого дли сверлении и
до СИХ пор, явлнетсн сверло, оно состоит из куска твердого минерала, обычно
алмаза, закрепленного на конце металлического стержня. Для изготовления таких
сверл, требующего значительного опыта, применяют специально отобранные или
обработанные кристаллы алмаза в виде плоских треугольников, называемые
«внтриер». Сверлильный инструмент этого типа работает со сравнительно
небольшим числом оборотов (до 600 об/мин) и применяется для сверлении ручной
дрелью. Длн повышения сверлильного эффекта на конец инструмента насаживают
иногда два алмазных кристалла в перекрестном положении. Эти сверла отличаются
высокой эффективностью, дешевым и простым оборудованием; ими можно сверлить
отверстия диаметром от I до 5
мм.
Для высверливания отверстий диаметром 0,5—5 мм применяют
сверла пруткового типа. Они могут быть сплошными или с небольшим центральным
каналом и изготовляться из алмазного борта с металлической или керамической
связкой. Такие сверла применяют для станочного сверления, где в зависимости
от диаметра и связки инструмента они работают со скоростью от 3000 об/мин и
выше. Прутковые сверла требуют обильной подачи охлаждающей и обмывочной
жидкости.
Другим типом инструмента, применяемого для сверления
отверстий, углублений или надрезов, является сверло типа «Брош». Оно содержит
до fi0% мелкой алмазной крошки размером от нескольких микрон до 0,2 мм со стекловидной
связкой. Диаметр сверла при температуре 500° С можно постепенно прокатать до
требуемого размера. Сперла «Брош» выпускают диаметром от 0,2 мм, по не более G мм.
I IponeiiTHoe содержание алмазной крошки зависит от зернистости, диаметра
инструмента и характера операций, для которых предназначается сверло.
Применение сверл требует обильной подачи охлаждающей жидкости, которая должна
одновременно промывать высверливаемое отверстие. Сверла малых диаметров
отличаются большой хрупкостью.
В последнее время часто при- меняют способ сверления
стекла ультразвуком. В данном случае" металлический инструмент вибрирует
в суспензии шлифовочного порошка. Этот способ Ультразвуковой сверления
позволяет высверливать отверстия любой формы по контуру инструмента. При
соответствующей частоте колебаний и правильной конструкции инструмента
сверление отверстия происходит очень быстро и чисто. Недостатком этого
способа является образование разрушенного слоя в окружающей массе стекла
Отдельные способы приготовления заготовок, Для заготовки
оптических деталей применяют несколько технологических процессов, в частности
резку, фрезеровку, расточку и сверление. Другими способами (которые будут
описаны отдельно) являются горячая штамповка и очень грубая шлифовка
(обдирка).
Техника резании и расточки алмазным инструментом уже
рассматривалась, поэтому остается добавить лишь несколько замечаний о
практических способах фрезеровки, расточки и сверления оптического стекла.
Фрезеровкой нарезанных заготовок стекла создают оптические
детали в их основной приближенной форме. Этим способом фрезеруют
призматические поверхности, сферические и асферические поверхности, канавки
или надрезы. Узкие плоскости, стороны и грани можно фрезеропать контурным
диском с обильной подачей охлаждающей жидкости, обычно керосина, эмульсии или
воды с добавлением сульфонированного масла. Охлаждающая жидкость вымывает
одновременно продукты обработки из рабочего пространства. Для фрезеровки
фасонных форм применяют фасонные контурные фрезы. При этом необходимо соблюдать
очень важный принцип: диаметр фрезы должен быть достаточно большим и
обеспечивать выравнивание окружной скорости на различной глубине. Дисками
торцевой или чашечной формы обрабатывают плоскости и грани при серийном
производстве призм. Трубчатый фрезеровочный инструмент применяют для
обработки выпуклых или вогнутых, сферических и асферических поверхностей.
Этим инструментом можно также фрезеровать основные шаровые или
полусферические формы при производстве рефрактометров.
Трубчатый алмазный инструмент используют для обработки
очковых стекол, линз и других изогнутых стеклянных деталей. Если применяют
карборундовый или корундовый фрезеровочный инструмент, то его форму время от
времени направляют алмазным карандашом, смонтированным прямо на фрезерном станке.
Изготовление оптических деталей круглой формы, например,
астрономических зеркал, объективов, предметных стекол и т. д., производится
способом расточки, который состоит в том, что из стеклянных брусков, блоков
или отливок вытачивают требуемую круглую форму. Б отличие от сиерленин при
расточке используют внутреннюю часть поверхности, ограниченной периметром
разреди. При обработке внешней части фасонного стекла применяют сперление.
Расточку производят для вытачивания отверстий диаметром от
3 до 300 мм\ на специальных станках можно растачивать отверстия и больших
диаметров. Толщина растачиваемого слоя может достигать 200 мм. Для расточки
отверстий меньших диаметров пользуются трубчатым инструментом; детали с
отверстиями диаметром больше 200
мм можно растачивать резцом с радиусом требуемого
размера.
Режущая часть резца состоит из квадратной металлической
пластинки, нижняя сторона которой снабжена режущим слоем. Пластинку
закрепляют на сменную державку, радиус кривизны которой отвечает требуемому
размеру. Этим способом можно растачивать заготовки значительного диаметра,
ограничиваемою только размерами станка. При этом достигается большая экономия
алмазной крошки, так как для каждого размера можно использовать одну и ту же
режущую пластинку.
|