ШЛИФОВКА И ПОЛИРОВКА СТЕКЛА

Раздел: Учебники

Одним из наглядных примеров изготовления точной асферической поверхности является производство параболлоидного астрономического зеркала. Так как сферическая поверхность лишь частный случай асферической поверхностности, на этом примере можно пояснить и обработку сферических поверхностей.

Поставлена задача изготовить точное астрономическое зеркало со слегка парабол л и ческой поверхностью. Зеркало должно иметь следующие основные размеры: ^ = мм, кривизна г—5000 мм, фокусное расстояние [^2500 мм, толщина / = 60/ш, сорт стскла — Си макс.

Так кик параболическая поверхность указанных параметров лишь незначительно отличается от сферической, то путем расчета определяют разность кривизны обеих поверхностей; доводку до параболической поверхности осуществляют исходя от сферической поверхности. Для упрощения рабочих и измерительных процессов данная поверхность будет обрабатываться вплоть до тонкой шлифовки как сферическая, затем будет производиться доводка микропорошком до требуемой при визны. Окончательную обработку поверхности производят позировкой .

Перед началом работы определяют размеры строго стекла и его вес. При обработке исходят из круглой отливки диаметром приблизительно 320 мм и толщиной 70—75 мм. Отливка должна быть хорошо отожжена и со стороны рабочей поверхности не должна содержать пузырьков и свили.

Прежде всего отливку шлифуют стюбсщиытм карборундовым абразивом с зернистостью 80- 100 на ровную плоскопараллельцу ю форму толщиной приблизительно 68 мм и подготавливают к выточке основной круглой пластины диаметром 302 мм. Для этого отшлифованную отливку приклеивают одной стороной на ровную деревянную планшайбу, которую помещают на рабочем столе расточного станка. Расточку производят при обильной подаче керосина. Рычаг расточного станка двигается со скоростью 70—80 об/мин.\ расточка продолжается не более 20 мин.

Чтобы не произошло скалывания поверхности, па нижней стороне отливки под воздействием расточного давления оставляют неразрезанным слой стекла приблизительно в 1 мм у нижней поверхности отливин. Этот слой отшлифовывают на плоской планшайбе грубым карборундовым порошком. Выточенный диск з^тем ошлифовывают на точную плоскопараллельную форму

карборундовым порошком с зернистостью 200, затем М 32 и, наконец, корундовым порошком М 22. Обработанная поверхность, которая будет нижней поверхностью будущего изделия, служит па этом этапе производства основной поверхностью, к которой относят все измерения формы н размеров конечной величины зеркала.

По окончании тонкой обработки нижней поверхности периферию пластинки ошлифовывают связанным карборундовым диском твердости М и с зернистостью 320 М 32 па окончательный диаметр 300 мм. На край нижней поверхности наносят защитную фаску величиной приблизительно 2/45° мм, и всю поверхность нижней стороны и краев протравливают раствором фтористоводородной КИСЛОТЫ.

Используя нижнюю сторону как основание для измерений, шлифуют верхнюю сторону диска. В процессе ошлифовки в стекле отыскивают такой слой, который дал бы наилучшую поверхность без пузырьков и включений; для этого применяют смачивание им мерси иной жидкостью.

Для последней шлифовки верхней поверхности с точностью до 0,01 мм применяют карборунд М 32. Получив нужный слой и толщину, фаску наносят и по верхнему краю пластинки в 1/4Г><; мм. Тем самым заканчивается подготовка формы будущего зеркала для обработки сферической, а затем и параболлн- ческой поверхности.

Так как ввиду большого радиуса кривизны ошлифовка сферической поверхности составит в центре зеркала лишь 2,25 мм, требуемая поверхность может быть изготовлена тремя различными способами:

Грубая вогнутая форма может Гшть отшлифована вручную на металлическом грибе соответствующей кривизны; стекло при этом помещают сверху.

На станке требуемая вогнутая поверхность может быть отшлифована полуавтоматическим рычагом с соответствующим числом оборотов главного шпинделя станка. Шлифовку производят чугунной шайбой диаметром приблизительно 180 мм\ стекло помещают снизу.

Третий возможный способ представляет собой ручную ошли- фовку требуемой формы г применением антидетали того же диаметра. Антидеталь размещают внизу, зеркало нверху. Шлифующие движения производят через край антидетали и по ее периферии.

Для пашей работы выбираем нторой способ, т. е. обработку if а станке. Диск зеркала укрепляют в шлифовальном патроне н помещают па рабочий шпиндель полуавтоматического шлифовального станка. Чугунный шлифовальпик лежит на обрабатываемой поверхности, он закреплен в направляющем плече. Амплитуда движения рычага отрегулирована так, чтобы шлифовка начиналась от центра поверхности. Шлифовальннк при самом большом выносе не достигает края шлифуемого зеркала; качания должны быть медленными, а обороты станка но отношению к шлифуемому диаметру —как можно более высокими. Быстрое вращение шлифовальника можно тормозить. Шлифовку производят свободным карборундовым абразивом с зернистостью 100.

На таком устройстве от центра зеркала шлифуют симметричную вогнутую поверхность, диаметр которой расширяется в направлении к краю диска. При непрерывном контроле обработки формы поверхности сферометром амплитуда движений и обороты станка регулируют так, чтобы как можно больше приблизиться к заданному значению кривизны. В процессе шлифовки на глубину берут более мелкий абразив, чтобы на глубине 2 мм работа производилась с зернистостью М 32. Этим способом шлифуют сферическую поверхность. После тщательного измерения сферометром и контроля качества поверхности дальнейшую обработку производят микрокорундом М 15. При шлифовке непрерывно производят контроль поверхности сферометром и измеряют глубину шлифовки. Для этого применяют десяти ми крон» ный индикатор на специальном столе, на котором положение зеркала определяется двумя цилиндрическими упорами, прикасающимися к периферии диска  После завершения процесса шлифовки обработанной поверхности п проверки на отсутствие дефектов приступают к параболизацнн поверхности. Так как разница формы между сферической и параболической поверхностью по краям зеркала сравнительно невелика, пара- болизащно можно осуществить несколькими способами: соответствующен регулировкой амплитуды и оборотов станка, напряженной упругой стальной планкой или по способу Шольца с применением фасонного шлифовальника, составленного из отдельных круговых колец.

Рассмотрим третий способ. Процесс параболизацнн контролируется специальным двухцентровым сферометром н контактным эллиптическим шаблоном. По получении подсчитанных сферометрическнх значений для параболизуемон поверхности ее полируют шлифовальником сверху. Снова применяют кольца Шольца, которые для этой цели на своей нижней стороне имеют войлочные подушечки, пропитанные смолой. При полировке крокусом или окисью церия этот полировальник обладает высокой полирующей способностью и весь процесс протекает равномерно.

Так как полированная поверхность имеет большой радиус кривизны, то для контроля процесса полировки и формы поверхности можно применять теневой прибор Фуко, Точное значение параболопдальности готового зеркала определяют теневым прибором Гартмапа.