Способ центрирования линз

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(71) Заявитель Белорусская государственная политехническая академия(73) Патентообладатель Белорусская государственная политехническая академия(57) Способ центрирования линз, включающий установку и фиксацию линзы на оправке с последующей обработкой линзы, отличающийся тем, что центрируемую линзу одной обработанной сферической поверхностью устанавливают и фиксируют на поверхности оправки с радиусом о, обрабатывают другую сферическую поверхность линзы инструментом с рабочей поверхностью с радиусом кривизны и, причем указанные радиусы кривизны выбирают из условияи, где- толщина готовой линзы по центру, а знакии - выбирают, соответственно, для обработки вогнутой и выпуклой поверхностей, при этом радиус и выбирают равным радиусу кривизны другой сферической поверхности линзы, а о степени центрирования судят по расстоянию между сферическими поверхностями оправки и инструмента, по меньшей мере, в двух диаметрально противоположных точках, отстоящих на одинаковом расстоянии от общей оси симметрии оправки и инструмента. Изобретение относится к технологии обработки оптических деталей и может быть использовано в приборостроении при изготовлении линз. Известен способ центрирования линз 1, при котором линзу устанавливают в патронах сжатия, закрепленных,в свою очередь, на шпинделях специального станка типа ЦС. Недостатком данного способа является невысокая точность центрирования (порядка 0,01-0,05 мм) и зависимость ее от радиусов кривизны (угла сдвигания) обрабатываемой линзы. Кроме того, при осуществлении этого способа существует вероятность царапания окончательно отполированных рабочих поверхностей детали. Прототипом заявляемого способа является способ, описанный в вышеупомянутой книге 1, при котором оправку с предварительно наклеенной и плотно прижатой к кольцу линзой вставляют в гнездо специального коллиматорного прибора. Подогревая наклеечную смолу до размягчения, передвигают линзу по кольцу оправки и добиваются такого ее положения, при котором изображение креста сетки коллиматора при вращении оправки в 2411 1 гнезде прибора будет неподвижым. После остывания наклеечной смолы, линзы и оправки последнюю устанавливают в гнездо шпинделя центрировочного станка и округляют (центрируют) линзу образивным кругом. Недостатком этого способа является невысокая точность центрирования (0,01-0,02 мм), возможность царапания рабочих поверхностей центрируемой детали, необходимость иметь достаточно большое количество оправок для каждой группы диаметров линз и высокая трудоемкость изготовления этих оправок, а также длительность процесса центрирования из необходимости нагрева и последующего остывания линзы с оправкой. Цель изобретения - повышение качества обработки. Поставленная цель достигается тем, что центрируемую линзу одной обработанной сферической поверхностью устанавливают и фиксируют на поверхности оправки с радиусом 0, обрабатывают другую сферическую поверхность линзы инструментом с рабочей поверхностью с радиусом кривизны И, причем указанные радиусы кривизны выбирают из условия 0 И, где- толщина готовой линзы по центру, а знакии - выбирают,соответственно, для обработки вогнутой и выпуклой поверхностей, при этом радиус и выбирают равным радиусу кривизны другой сферической поверхности линзы, а о степени центрирования судят по расстоянию между сферическими поверхностями оправки и инструмента, по меньшей мере, в двух диаметрально противоположных точках,отстоящих на одинаковом расстоянии от общей оси симметрии оправки и инструмента. Существенное отличие предлагаемого способа состоит в том, что при его осуществлении происходит совмещение операций центрирования и обработки (шлифования и полирования) второй поверхности линзы,что позволяет исключить из технологического цикла сложные центрировочные станки-полуавтомвты и необходимые к ним дорогостоящие шлифовальные алмазные круги. Кроме того, по предлагаемому способу реализуется групповое центрирование линз, в то время как по существующему - одиночное. На фиг.1 изображена схема устройства, реализующего способ на фиг.2 - схема, поясняющая способ. Схема для реализации способа содержит оправку 1 с базовой поверхностью 2, на которую устанавливают линзу 3 поверхностью 4. Обработку ведут инструментом 5 с рабочей поверхностью 6. Подлежащие центрированию линзы 3 устанавливают на точно обработанную базовую поверхность 2 оправки 1 окончательно обработанной поверхностью 4 с центром кривизны О 4 и жестко фиксируют. При этом радиус кривизны 0 поверхности 2 оправки 1 выбирают равным 0 И(1),где И - радиус кривизны поверхности 6 инструмента 5- толщина готовой линзы по центру. Знакии - в формуле (1) принимают для обработки соответственно вогнутых и выпуклых поверхностей. При обработке второй поверхности контролируют максимальную разнотолщинность линз, расположенных в диаметрально противоположных точках краевой зоны оправки 1 на одинаковом расстоянии от ее оси симметрии. Из фиг.2 видно, что если имеется разнотолщинность линз 1 - 2 , где 1 и 2 - соответственно максимальная и минимальная толщны линз в краевой зоне на оправке, то центры кривизны О 2 и О 6 поверхностей 2 и 6 не совпадают. В результате появляется децентричность С линз, величину которой можно определить по формуле 1 2(2),2 где- угол между осями симметрии рассматриваемой линзы и инструмента 5. Из формулы (2) и фиг.1 видно, что максимальную децентричность будет иметь линза, находящаяся в центре оправки (С 1 и С 2 - децентричности линз, расположенных в краевой зоне на оправке по обе стороны от центральной детали. Для иллюстрации предложенного способа проведено центрирование линз диаметром 4,2 и толщиной 2 мм с радиусом кривизны 3,698 (выпуклая поверхность) и 8,064 мм (вогнутая поверхность). Линзы закрепляли на оправку в виде чашки с 08,064 мм окончательно изготовленной поверхностью и полученный блок подвергали шлифованию и полированию на станке ЗШП-100 по способу свободного притирания с вращением нижнего звена(инструмента) вокруг своей оси симметрии и возвратно-качательным перемещением верхнего звена (блока). Шлифование выполнялось в три перехода водными суспензиями микропорошков М 20, М 14 и М 10, а полирование водной суспензией полирита. В процессе обработки (центрирования) контролировали разность 1 - 2, которую на финишной операции выдерживали с точностью не хуже 0,001 мм. В результате получили линзы с максимальной децентричностью 0,0005 мм, что в 20-40 раз превышает точность, обеспечиваемую известными методами центрирования. Предложенный способ центрирования может оказаться особенно полезным при изготовлении микролинз диаметром порядка 1 мм, когда технологически сложно изготовить цилиндрическую оправку диаметром менее 1 мм, необходимую для центрирования детали по существующим методам. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 3