Выбор режимов обработки

Режима круглого шлифования выбираются исходя из следующих требований: оптимальное значение скорости V_ин режущей кромки инструмента лежит в пределах от 20 до 30 м/с. В технической характеристике большинства центрировочных станков предусмотрено лишь одно значение скоростиn_инвращения инструмента и указано одно диаметра инструментаD_ин.

Пользуясь формулой:

V_ин = p*n_ин*D_ин

Легко определить каково действительное значение линейной скорости инструмента при использовании данного станка. Как правило, значения соответствующие технической характеристике станка, обеспечивают нахождение линейной скорости инструмента в указанных выше пределах.

Оптимальное значение подачи S_врврезания удовлетворяет равенству:

S_вр = K*d_з,

где под S_вр понимается величина радиальной подачи инструмента за один оборот заготовки (именно это значение указано в технической характеристике центрировочных станков), d_з – максимальный размер зерна в используемой фракции алмаза, K – коэффициент, который принимается равным 0,095 для порошков с зернистостью до 125/100 включительно, а для более крупных фракций – 0,142.

Найдя рекомендуемое значение S_вр по формуле, выбирают наиболее близкое к нему из набора значений, приведенных в технической характеристике станка.

На точность центрирования влияют стабильность оси вращения шпинделя, предназначенного для закрепления заготовки, геометрическая точность центрировочного патрона и точность совмещения оптической оси заготовки с осью вращения патрона.

Первый из перечисленных факторов зависит от класса точности станка, который указывается в его паспорте и должен учитываться при выборе станка.

Конструкция центрировочного патрона должна с заданной точностью обеспечивать при закреплении патрона в шпинделе станка выполнение требований. Для этой цели на патроне с высокой точностью выполняется ряд поверхностей.

Выбор конкретного типоразмера патрона может быть произведен с помощью указанного стандарта. Для этого прежде всего выбирают тип и исполнение патрона, ориентируясь при этом на его назначение, точностные возможности и особенности применения, указанные вначале каждого из разделов стандарта. Затем, исходя из диаметра D_лобрабатываемой линзы, среди типоразмеров патронов выбранного типа и исполнения находят такой, который удовлетворяет неравенству:

D_л³D₂,

где D₂ – диаметр цилиндрической поверхности Е патрона

При этом следует по возможности стремиться еще и к тому, чтобы в выбранном типоразмере патрона диаметр рабочей посадочной кромки был больше светового диаметра D_свобрабатываемой линзы:

D_св<D_i,

где i=1 при контакте патрона с выпуклой поверхностью заготовки и i=2 при контакте с вогнутой поверхностью. В таком случае маловероятные, но возможные повреждения оптической поверхности от контакта с посадочной кромкой патрона окажутся за пределами светового отверстия линзы и, следовательно, не приведут к выбраковке последней. На выбор одного из двух способов совмещения оптической оси заготовки с осью вращения центрировочного патрона решающее влияние оказывает требуемая точность центрирования. При самоцентрировании заготовки посредством механического зажима зависит линейная погрешность C совмещения осей заготовки и патрона зависит от угла j зажатия заготовки и определяется по формуле:

j = arcsin +arcsin

где и – диаметры посадочных кромок левого и правого центрировочных патронов соответственно, а R₁ иR₂ – радиусы кривизны оптических поверхностей заготовки, контактирующих с левым и правым патроном соответственно (значение радиуса кривизны имеет знак «+» если поверхность выпуклая, и «–» – если вогнутая).

При использовании контролируемого совмещения осей заготовки и патрона точность совмещения зависит от точности применяемого метода и средств контроля. Применение наиболее точных современных контрольно-измерительных приборов позволяет осуществить эту операцию с погрешностью не превышающей 0,002-0,003 мм. При визуальном контроле невооруженным глазом в зависимости от квалификации оператора погрешностью может составлять величину от 0,02 до 0,1 мм.

Результаты расчетов:

Линейная скорость инструмента:V_ин = 47,3 м/с

Радиальная подача:S_вр = 0,00266 мм/об

Угол между касательными к поверхностям заготовки в точках контакта с центрировочным патроном:j = 1,796095°

Т.к j<17°,то условие самоцентрирования выполняться не будет, поэтому мы будем использовать схему приклеивания линзы к центрированному патрону.

Фасетирование

Фасетирование производится также на станке типа ЦСМ-50 вручную с помощью алмазных фасетировочных чашек.

Характеристики алмазоносного слоя инструмента такие: алмаз марки АСМ, зернистостью 28/20.

Угол связки 45°. Тогда расчетный радиус фасетировочной чашки определяется по формуле:

R = 0,71*D_Д,

где D_Д – диаметр детали

R = 0,71*21,49 = 15,26 мм

Нанесение покрытий

Оптические детали должны поступать на технологические операции нанесения покрытий, контроль и другие операции тщательно очищенными от загрязнений, мазков, потеков и частичек пыли.

Процесс нанесения покрытия основан на способности тонких слоев растворов этиловых эфиров ортокремневой и ортотитановой кислот быстро гидролизоваться под действием влажного воздуха нормальной температуры. В результате гидролиза этиловый спирт растворяется, а на поверхности детали осаждается прозрачная пленка двуокиси кремния или титана.

Технологический процесс достаточно прост. В центр быстро вращающейся детали пипеткой наносят дозированную порцию пленкообразующего раствора. Под действием центробежных сил раствор равномерно растекается по поверхности, образуя пленку. Толщина пленки зависит от состава раствора, частоты вращения детали и последующей термообработки. Процесс используют в основном для получения одно- и двухслойных просветляющих (43Р и 44Р.43Р) и светоделительных покрытий, имеющих высокую химическую и механическую прочность (I и II группа).

Для осуществления процесса применяют одношпиндельный станок СП-150М.

Электропривод должен обеспечить быстрый разгон шпинделя станка до заданного числа оборотов в начале процесса и быстрое торможение после отключения.

Для крепления детали при нанесении покрытий применяется цанговый патрон.

Поверхность детали очищается этиловым спиртом.

При двухслойном химическом просветлении типа 44Р.43Р на поверхность быстровращающейся детали последовательно наносят растворы этиловых эфиров ортотитановой и ортокремневой кислот, не выключая вращения шпинделя станка.

Детали с покрытиями проходят термообработку (упрочнение) при температуре 250-350°С.

Техническая характеристика станка СП-15М