基础光学工艺.3022附录22 沥青抛光模、夹具和模具

附录22  抛光模、夹具和模具
本附录将讨论光学加工过程中的塑料抛光模、塑料-陶瓷磨具及透镜夹具的一些试验。
制造小批量透镜时经常需要制作塑料-陶瓷磨具,因为制造这种磨具比制造昂贵的玻璃或铸铁模具更为便宜。透镜加工中使用树脂-塑料夹具夹持透镜是有利的。众所周知,含有氧化铈或氧化锌的聚氨脂广泛地用于玻璃零件的高速抛光中,但是存在着明显的不足之处。例如高速抛光时深球抛光模的材料磨耗很快,此外抛光模必须随时加水以防干涸并硬化,而塑料抛光模没有这些缺点,但是尚未到一种发泡剂能产生载往抛光物质所需要的微孔结构。霍恩在《光学制造技术》(Crane, Russak & Company, New York) 1953,8.9 p 235中讨论了用发泡剂产生微孔结构的方法。混合时在压力容器中使用弗里昂则可以在大气压下形成小的气泡。市场上有压缩费里昂供应。
用明尼苏达矿产和制造公司提供的原料能制成最好和最快的环氧树脂抛光模。用该公司的Lot 83材料制作抛光模的步骤如下:
1) 称出每种化合物的重量,制备好抛光胶(见表A22.1.
2) 用电子球径仪(Strasbaugh)检验透镜的精磨球面,再用硅脂涂遍透镜的精磨面。
3) 将硅脂仔细地涂遍到倒角边缘下1-2mm处。
4) 在已车削好的球面夹具边缘绕上几层胶带纸以固定住被抛光的透镜及抛光材料。凹凸夹具和抛光模的金属基体的曲率半径必须比透镜曲率半径长或短2mm,以便容纳下相同数量的树脂胶层。胶带纸象堤一样绕在模具四周以存储胶层。在透镜上盘胶中不要加入氧化铈或氧化锌抛光粉。
5) 将搅匀的胶均匀地浇在表面上(深度大约为2mm),并在水平台上放置几分钟(见图A22.1)。
6) 几小时后用手轻轻压胶带纸并检查一下胶层是否变硬。
7) 用日用胡子刀刮去透镜倒角周围硬化的胶后再取下透镜。
8) 用刀片在抛光模上划一系列沟槽,因为抛光模干后会很快地吸住透镜表面,所以要将透镜从夹具上取下。
22.1
气相防锈气胀式救生衣
树脂①
锌铝镁(g)
规格
手工加工
机器加工
备注
EC1614A
50
坚硬
制作磨模时加入50克的95号氧化铝金刚砂
EC1614B
50
EC1614A
40
稍硬
光亮
电镀废水处理
如果压重适当制作夹具最好
加入50克氧化铈,重复性为一个波长
EC1614B
40
WC1614A
65
似沥青
可以加工到0.75波长
隔爆型防爆灯适合于非球面加工
加入50克氧化铈,重复性好
EC1614B
35
EC1614A
70
似橡胶
可以加工到2-3个波长
加工到2-3个波长
加入50克氧化铈,重复性好
EC1614B
30
Scotch Weld商标Lot 83抛光粉:氧化铈(经过40小时研磨),制作上盘胶时不必加入氧化铈,并不影响效果。
我们已作了下列实验:
加工直径为25cm校正板:按平夹具全直径铸成三块韧性平面,一块夹持校正板,另外两块用来修磨校正板。塑料胶层的厚度大约为2mm,用这种胶层胶粘光学零件可以防止形成象散表面,其胶的柔性远远超过橡胶毡垫圈的柔性。按以前设计  A22.1  树脂-塑料夹具和抛光模
好的玖瑰瓣图案用刀片划出两种图案,如图A22.2所示,注意一种图案的轮廓与另一种图案的轮廓正好互补。上图是0.87带抛光模用于光学修磨的初始
阶段。下图与上图是互补的,用于消除过校正的球差。这种方法从未使用过,因为以前感兴趣的是在0.87带(深为三个波长)。通常修正95%,余下的5%在自准直零位检验时通过修磨副镜来得到弥补。
抛光最好在研磨机上进行,校正板装在弹性夹具上并在转台上调整中心。转台以2rpm转速反向旋转。一个小型偏心驱动装置使已开槽的抛光模在校正板上以50rpm的摆速及5mm左右的动程运动。
加工光学平晶上的平面:两块127mm的光学平晶--一块用派勒斯玻璃制造,另一块用光学石英制造并且用150号金刚石磨轮精磨过。两者都用掺入经过40小时研磨的氧化铈塑料抛光模来抛光。抛光时间4小时,抛光模顶部的压强为2g/cm2(园形压块),最优的表面质量大约为1.5光圈,用手工操作或者交换抛光模与工件的上下位置也并不能得到更高的表面质量。
加工样板:一对口径为127mm,曲率半径为241.5mm的球面样板抛光到凹1.5光圈。通过手工操作或改变抛光模的轮廓形状不能进一步提高面形质量,但仍能保持优良的球面度。
右图A22.2  修磨非球面的两种类型的树脂塑料抛光模的轮廓。上衅表示用玖瑰瓣抛光模修磨校正不足的透镜;下图表示用高的抛光模消除球差的过校正
将损伤的透镜表面修复:254mm视场的照相物镜的前表面划伤后要重新修复。首先从镜座中拆出透镜,用透镜表面浇铸抛光模,然后将其胶在夹具上。磨模胶层中添加50克96号铝砂磨料(见表22.1),而透镜的夹具用弹性胶层,抛光模则用通用的沥青胶,并用电子球径仪检验表面的曲率半径(保证精确到10-4mm拉线绝缘子)。抛光时通过其背面和凸面形成的一个凹反射表面便可以进行刀口检验。研磨与抛光前后都应用刀口进行检验。抛光前后的形状接近球面,被检验透镜系统与原来的检验图形进行比较,不应出现明显的变化。
制作弹性非球面磨具:一块用石英制成的160mmf/0.7的施密特照相机的校正板(以前用冕牌玻璃制造)在0.87带的斜率偏离量大约为0.2mm深。柯克斯兄弟加工校正板的方法记载在“英国天文协会期刊”第50卷p61-68(1939年12月),而且在《业余望远镜制造》第三册(Sci. Am)第三卷p349-354再次刊载。将校正板先作成平凸透镜,用带槽的瓷砖磨具将凸面的0.87环带磨低。采用沥青胶胶上瓷砖而制成的玖瑰瓣形状的弹性平模。制造陡度大的非球面时采用玖瑰瓣磨具作为抛光模优于用由海棉橡胶支承瓷砖(不论瓷砖下是否用显微镜盖玻片支承)用开槽沥青抛光模。
细磨校正板表面时在焦平面上放一块格栅就可得到一幅极好的完全校正的图象。在介绍柯克期兄弟的制造方法中(第三册)有关于这方面的叙述。校正板先略微涂些油,然后揩干,使表面呈半透明状,再放入自准直装置中。这块细磨的非球面可用于浇铸成型,掺有氧化铈的弹性抛光模(用于前浇铸的抛光模不能在非球面上顺利地抛光,因为它会被校正板卡住)。用小型电烙铁将沥青胶滴在弹性抛光模上形成沥青小块,有利于光学抛修过程中改变抛光模的轮廓形状。
可以得出下述结论:用掺有抛光粉的树脂-塑料抛光模在勺式进给悬浮液抛光中很适宜于抛光平面与球面。应注意不能让抛光模变干,否则会形成桔皮型的抛光面(光学表面的手工抛光并非总是成功的)。成型的抛光模有极好的稳定性,能使在抛光过程中保持轮廓不变。两种化合物最后混合时若加入压缩的弗里昂或二氧化碳气体有助于形成微孔结构。
参考文献:
D.F.Horne, Optical Production Technology (Crane, Russak & Company, Inc., New York. 1972), Sec.8.9 p.235.
H.W.Cox and L.A.Cox, Amature Telescope Making, Book Three (Scientific American, Inc., New York, 1953), Vol.3, pp.349-354.

本文发布于:2024-09-24 17:12:52,感谢您对本站的认可!

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