Центрирование линз

Погрешность установки заготовок на стадии предварительного шлифования и при сборке блока приводит к разнотолщинности линз по краю. Следствием этого является несовпадение линии, соединяющей геометрические центры поверхностей (геометрической оси), с линией, соединяющей центры кривизны поверхностей (оптической осью). Такую (децентрированную) линзу можно рассматривать как правильную с приставленным к ней сферическим клином. Действие его вызывает смещение осевого луча, поперечный хроматизм, кому и астигматизм изображения. Децентрирование С может быть оценено значением угла α наклона децентрированной поверхности по отношению к оптической оси, т. е. С = α, ”, или выражено в линейной мере: С = α ∙ R, мм, где R – радиус децентрированной поверхности, мм.

Для совмещения геометрической оси линзы с оптической осью технологическим маршрутом предусматривается операция центрирования. Способы ее выполнения различны в зависимости от категории сложности линзы по параметру С (допуск на децентрирование) и от типа производства (табл. 8.4).

Таблица 8.4

Способы центрирования линз по РТМ 3-1635-83

Критерием оценки сложности линз при механическом способе установки является угол зажатия φ линзы (табл. 8.5 и заданный чертежом допуск С на децентрирование.

Таблица 8.5

Категории сложности центрируемых линз

Приведенные в табл. 8.4 типовые схемы процесса центрирования не распространяются на линзы диаметром более 200 мм. Геометрическую ось таких линз совмещают с оптической непосредственно в процессе обработки преломляющих поверхностей, контролируя разнотолщинность Δ Т_кр по краю

где D – диаметр линзы, мм; С – допуск на децентрирование, мм; R – радиус обрабатываемой поверхности, мм; h – стрелка прогиба поверхности радиуса R, мм.

Линзы диаметром менее 200 мм центрируют после завершения: обработки преломляющих поверхностей. Операция состоит из двух переходов:

1) совмещения оптической оси линзы с осью вращения % шпинделя станка и фиксации этого положения;

2) совмещения геометрической оси линзы с оптической путем обработки детали по диаметру до заданного размера.

Механический способ установки линзы с фиксацией положения зажатием между патронами в условиях крупносерийного и массового производства наиболее эффективен. Применение этого способа ограничивается размерами радиусов поверхностей, которые оп­ределяют угол зажатия φ:

где φ ₁ и φ ₂ — углы наклона касательных к 1-й и 2-й поверхностям линзы (рис.8.1), °; D _nl и D _n2— диаметры центрировочных патронов со стороны радиусов R ₁и R ₂поверхностей линзы соответственно, мм.

С уменьшением значения угла φ точность совмещения оптической оси линзы с осью вращения шпинделя уменьшается (табл. 8.6).

Таблица 8.6

Зависимость точности установки линзы от угла зажатия φ

Суть механического способа совмещения оптической оси линзы с осью вращения шпинделей заключается в следующем (рис. 8.1): децентрированная линза, устанавливаемая между патронами, может занять положение, при котором ее оптическая ось O₁ – О₂ не будет совпадать с осью А₁ – А₂вращения шпинделей. При этом возникнут две неуравновешенные силы, действующие в противоположные стороны: Р – равнодействующая усилий N₁, и N₂, направленных по нормали к преломляющим поверхностям, и сила F – равнодействующая сил трения F ₁ и F ₂, направленных по касательной к преломляющим поверхностям. Если сила Р будет больше силы F, она сдвинет линзу в положение, при котором ось О₁ – О₂совпадет с осью А₁ – А₂. Численные значения и соотношение сил Р и F зависят от кривизны преломляющих поверхностей.

ЗБ-161				18, 5	1, 05-6, 6	–	окт.00	450-600	7, 5	4100x2100x1560
ЗБ-157			55, 6	1, 05-6.6	–	100-6000	450-600	7, 5	3100x2100x1500
ЗВ-12		–	37, 5	1, 3	–	–	–		2650x1750x1750
ЗБ-163				1, 3-13, 3	–	100-5000			2650x1600x1650
ЗВ-110А		–	41, 6	2, 5	–	–	–	1, 2	1860x1880x1600
ЗВ-10		–	46, 6	1, 6	–	–	–	0, 75	1900x1600x1400
БШС-10М (*)			46, 7	–		–		0, 87	850x550x4150
Параметр	Размеры заготовка, не более, мм:	диаметр	длина	Частота вращения шпинделя инструмента, с1	Частота вращения шпинделя изделия, с-1	Частота вращения ведущего ролика, с-1	Скорость перемещения стола, мм/мин	Диаметр шлифовального инструмента, мм	Мощность, кВт	Габаритные размеры (длина х ширина х высота), мм	Масса, кг

Критическое значение угла φ, при котором прекращается самоцентрирование, составляет для менисков 23°, для остальных типов линз 17°. Независимо от размера угла зажатия диаметр Dлинзы должен удовлетворять соотношению:

D > 0.4 R ₁ R ₂/(R ₁+ R ₂).

Механический способ установки используют при центрировании линз диаметром от 3 до 150 мм. Он прост и высокопроизводителен, применяется в станках-полуавтоматах. Недостатками являются невозможность самоцентрирования линз с поверхностями малой кривизны и трудоемкость настройки соосности шпинделей.

Ручной способ установки линзы применяют в том случае, если нельзя механическим способом совместить оптическую ось линзы с осью вращения шпинделей. Положение линзы фиксируют приклеиванием к патрону. Правильность установки контролируют с помощью оптических средств:

1) по блику – перемещением линзы по кромке патрона добиваются положения, при котором отраженное от поверхности детали изображение источника света остается неподвижным при вращении шпинделя станка (точность центрирования 0, 02-0, 01 мм);

2) с помощью коллимационных приборов, работающих в проходящем или отраженном свете (точность центрирования 0, 005 – 0, 010 мм);

3) с помощью автоколлимационного прибора модели ЮС-13, устанавливаемого на станке (точность центрирования 0, 003 – 0, 005 мм); применяют в мелкосерийном производстве при высоких требованиях к точности центрирования.

При ручном способе установки линзу 3прижимают к торцу патрона 1, на скошенную часть которого нанесена центрировочная смола 2(рис. 8.2). Центр кривизны O₁ поверхности, прилегающей к патрону, всегда будет находиться на оси КК' вращения последнего, а центр кривизны О₂ второй поверхности может не совпадать с нею. Оптическая ось O₁ – О₂ окажется наклоненной к оси КК' под некоторым углом θ. Перемещением линзы добиваются их совмещения, контролируя положение при помощи одного из перечисленных оптических средств. При центрировании линз, у которых R ₁ ≠ R ₂, в качестве базы принимают поверхность с большей кривизной. Ручной способ установки применяют для центрирования линз диаметром от 3 до 150 мм.