Cơ sở quang học: mài mịn (cát treo)

① Giảm độ sâu của lớp không đồng đều trên bề mặt chi tiết và cải thiện tính đồng nhất của nó;

② Cải thiện hơn nữa độ chính xác về hình dạng bề mặt và độ chính xác về kích thước liên quan của bề mặt chi tiết để đáp ứng yêu cầu đánh bóng cho cấu trúc bề mặt và hình dạng của chi tiết.

phương pháp:

Mài mịn hạt mài rời và hạt mài cố định.

1. Mài mịn các hạt mài rời

image.png

Quá trình mài mịn các bộ phận quang học thường sử dụng hai loại cát, tức là hai hạt mài có kích thước hạt khác nhau.

Nếu cỡ hạt mài của cát thứ nhất là W28 thì cỡ hạt mài của cát thứ hai là W14.

Một số bộ phận đặc biệt yêu cầu ba hoặc bốn cát và kích thước hạt mài có thể là W28, W14, W10, W7, v.v. Các yếu tố của quá trình mài mịn chủ yếu bao gồm các điểm sau:

①Kích thước tương đối của khuôn mài mịn và tấm gương;

② Phạm vi xoay của ống chiết;

③ Phần mở rộng phía trước và phía sau của ống tiêm;

④ Vòng quay trục chính và tốc độ xoay nhanh.

2. Kim cương mài mịn tốc độ cao

1. Dụng cụ mài chính xác tốc độ cao kim cương

Đĩa mài mịn tốc độ cao kim cương được làm bằng đĩa mài mịn kim cương, được dán vào đế của hạt mài theo một sự sắp xếp nhất định và được tạo ra bằng cách mài.

image.png

(1) Dạng khuôn mài tinh hình cầu là khuôn mài lồi hoặc khuôn mài lõm. Tất cả đều bao gồm một tấm mài mịn, một chất kết dính và một cơ sở mài mòn.

image.png

(2) Bán kính cong của khuôn mài tinh hình cầu là kích thước danh nghĩa của bán kính cong của bề mặt hình cầu đã qua xử lý sau khi đánh bóng. Và theo khẩu độ sau khi mài mịn thấp hơn vài khẩu độ so với khẩu độ sau khi đánh bóng để cắt bớt bán kính cong.

Nói chung, 3 ~ 5N được dành cho mài mịn tốc độ cao và 5-10N dành cho mài mịn các hạt mài rời.

Mặt cầu lồi: Rcm> Rtm> Rjm1> Rjm2> Rpm

Mặt cầu lõm: Rcm<><><><>

(3) Vị trí và kích thước tương đối của khuôn mài mịn và tấm gương

1. Vị trí tương đối của khuôn mài mịn và tấm gương được mài mịn bằng hạt mài rời, và mặt lồi được lắp trên trục quay của máy công cụ. Kim cương mài mịn tốc độ cao, công cụ mài kim cương được lắp trên trục chính của máy công cụ.

2. Kích thước tương đối của khuôn mài mịn và tấm gương

image.png

3. Bán kính cong cơ sở của khuôn mài mịn

image.png

Trong công thức, cú đấm lấy" -" dấu, và khuôn lõm lấy" +" ký tên.

Thứ hai, việc lựa chọn các thông số đặc trưng của đĩa mài mịn

(1) Lựa chọn cỡ hạt Trong quá trình mài chính xác tốc độ cao, cần có các dụng cụ mài mòn kim cương để có cả hiệu quả mài cao hơn và độ nhám bề mặt tốt hơn.

Đối với lần mài mịn đầu tiên, kích thước đĩa mài kim cương thích hợp là W28 hoặc W20;

Đối với lần nghiền mịn thứ hai, W10 hoặc W7 là thích hợp.

Nếu chỉ sử dụng một lần xay mịn, W14 là thích hợp.

image.png

(2) Sự lựa chọn nồng độ. Nồng độ quá thấp hoặc quá cao đều không thuận lợi cho hiệu quả và chất lượng của quá trình nghiền mịn. Nồng độ phù hợp nhất không đồng đều trong và ngoài nước. Trong nước, nó là 30-50%; quốc tế, nó là 45%.

(3) Chất kết dính đĩa mài Trong quá trình mài chính xác tốc độ cao, chất liên kết kim loại được sử dụng rộng rãi trong và ngoài nước, bao gồm chất liên kết đồng và chất liên kết thép. Chất kết dính bằng đồng chủ yếu được sử dụng ở Trung Quốc.

(4) Hình dạng và kích thước của tấm mài mịn

Hình dạng của đĩa đánh bóng: nói chung là hình tròn, nhưng cũng có hình chữ nhật ở nước ngoài (Liên Xô). Hình tròn có ba dạng: phẳng, lồi và lõm.

Kích thước của đĩa mài: chủ yếu đề cập đến đường kính và độ dày của đĩa mài. Ngoài ra, còn có độ dày lớp kim cương và bán kính cong.

Đường kính của đĩa mài tinh: phụ thuộc vào bán kính cong, đường kính của khuôn mài mịn và đường kính của đĩa gương.

Chiều dày của đĩa mài mịn: chủ yếu phụ thuộc vào đường kính của đĩa mài mịn.

(5) Lựa chọn tỷ lệ bao phủ

Tỷ lệ phủ: là tỷ số giữa tổng diện tích bề mặt của tấm mài mịn được bố trí trên dụng cụ mài với diện tích bề mặt của toàn bộ bi của dụng cụ mài.

Z - số lượng mảnh mài mịn; Ap - diện tích của mỗi mảnh mài mịn; AW — diện tích bề mặt của bi dụng cụ mài.

Việc lựa chọn tỷ lệ bao phủ chủ yếu phụ thuộc vào bán kính cong của công cụ mài mòn.

(6) Việc bố trí các đĩa mài mịn phải đáp ứng các yêu cầu sau: đảm bảo độ ổn định hình dạng của dụng cụ mài; không được tạo ra các điểm chết và chất làm mát phải không bị cản trở để tạo điều kiện cho quá trình tản nhiệt và loại bỏ chip.

1. Sắp xếp theo vòng tròn đồng tâm

Có hai trường hợp xảy ra: một là hai đĩa mài mịn liền kề được xếp so le nhau trên từng đường tròn đồng tâm, tức là có sự chồng lên nhau theo hướng xuyên tâm; khác là khe hở của các đĩa mài mịn bố trí trên các đường tròn khác nhau không bằng nhau.

image.png

2. Sắp xếp xoắn ốc

3. Định luật mài mòn lý tưởng của khuôn kim cương hình cầu. Tỷ lệ mài mòn: tỷ lệ độ mòn của khuôn đối với kính và tỷ số độ mòn của khuôn đối với việc loại bỏ kính. Đối với gang và thủy tinh, tỷ lệ mài mòn là 1: 100; đối với đĩa mài kim cương là 1: 3000.

1. Mối quan hệ giữa độ mòn của đĩa mài mòn kim cương và công của ma sát Độ mòn của đĩa mài mòn kim cương chủ yếu là kết quả của tác động cơ học, tức là sự mài mòn, vỡ, rơi của các hạt kim cương và sự mài mòn của chất liên kết.

Thực nghiệm cho thấy:

Trong một khoảng áp suất nhất định, độ mòn của đĩa mài tỷ lệ với áp suất;

Trong một phạm vi tốc độ nhất định, độ mòn tỷ lệ với tốc độ mài tương đối;

Khi độ nhám bề mặt ban đầu của kính là như nhau, độ mòn của đĩa mài tỷ lệ thuận với thời gian mài hiệu quả.

image.png

Trong tình huống mài mòn lý tưởng, quan hệ cosin giữa độ mòn của từng điểm trên bề mặt của dụng cụ mài mòn, do đó ta gọi định luật mài mòn lý tưởng là định luật mài mòn cosin.

Làm thế nào để đạt được mặc lý tưởng? Có hai cách chính:

(1) Thiết kế dụng cụ mài theo tốc độ và phân bố áp suất đã cho, sao cho sự sắp xếp và phân bố của các đĩa mài đáp ứng quy luật mài mòn cosin;

(2) Khi dụng cụ mài đã được thiết lập, hãy chọn tốc độ và phân bố áp suất thích hợp để phù hợp với dụng cụ mài, để đạt được mục đích của mài mòn cosin.

4. Chất làm mát trong mài mịn tốc độ cao kim cương

Chất làm mát mài chính xác tốc độ cao Diamond có bốn chức năng chính: làm mát, bôi trơn, làm sạch và tác động hóa học.

Một, hiệu ứng làm mát

Hiệu ứng làm mát: đề cập đến khả năng của chất làm mát hấp thụ và lấy đi nhiệt khi nó chảy qua bề mặt của dụng cụ mài mòn và phôi.

Trong tất cả các chất lỏng, nhiệt dung riêng của nước là lớn nhất, gấp 2 đến 3 lần nhiệt dung của dầu; khi đun sôi ở áp suất khí quyển tiêu chuẩn, nhiệt bốc hơi của nước gấp 7 đến 15 lần so với dầu; độ dẫn nhiệt của nước là của dầu từ 3 đến 5 lần.

2. Bôi trơn

Bôi trơn: đề cập đến khả năng làm giảm ma sát giữa dụng cụ mài mòn kim cương và bề mặt tiếp xúc của chi tiết gia công, tức là khả năng giảm độ bền mài và mài mòn.

Ba, hiệu quả làm sạch

Chức năng làm sạch: chủ yếu đề cập đến khả năng loại bỏ vụn thủy tinh và vụn mài mòn được tạo ra trong quá trình xử lý kịp thời.

Bốn, hành động hóa học

Hiện nay, chất làm nguội được sử dụng rộng rãi trong quá trình nghiền mịn tốc độ cao trong và ngoài nước chủ yếu là nước, sau đó một lượng nhỏ triethanolamine, glycerin, nickel sulfate, v.v. được thêm vào để tạo thành triethanolamine-water, glycerin-water, triethanolamine- glycerin-nước, vv Chất làm mát hòa tan trong nước.

1. Hiệu ứng tự mài mòn hóa học của dung dịch làm mát trên dụng cụ mài mòn kim cương

Chất liên kết đồng trong đĩa mài mịn kim cương có thể tạo thành hai muối đồng cacbonat cơ bản với cacbon điôxít, ôxy trong không khí và nước trong chất làm mát: một được gọi là gỉ [CuCO3 · Cu (OH) 2 · H2O], và các loài được gọi là azurit xanh lam [2CuCO3 · Cu (OH) 2]. ,

2. Sự hấp thụ carbon dioxide của chất làm mát

Sau khi thủy tinh bị thủy phân, ngoài màng gel axit silicic còn tạo ra natri hiđroxit. Nó phản ứng với carbon dioxide trong không khí để tạo ra natri cacbonat. Loại muối này sẽ ăn mòn bề mặt kính.

5. Tấm trên của các bộ phận quang học 1. Tấm trên mặt phẳng song song

(1) Phương pháp nạp keo sáp ong nhựa thông

phương pháp một:

Đầu tiên lau sạch khuôn liên kết, bôi một lớp keo liên kết sau khi nung nóng rồi đặt chi tiết gia công đã được làm nóng trước lên, ấn thêm một lực nhất định để ép hết phần keo thừa.

Đặc điểm: Phương pháp này thường được sử dụng trong quá trình mài thô tấm trên và mài mịn tấm trên cho những chi tiết không yêu cầu độ song song khẩu độ cao.

Phương pháp hai:

image.png

Đầu tiên lau sạch khuôn liên kết, sau đó đặt chi tiết đã được làm sạch vào, rắc keo bột lên khe hở của chi tiết, đun nóng khuôn liên kết để keo liên kết tan chảy và thấm từ mép chi tiết.

Ưu điểm: dễ vận hành.

Nhược điểm: Độ song song không cao, không thích hợp cho các lát cắt mỏng có độ chính xác bề mặt cao.

(2) Phương pháp pha chế và đặt

image.png

image.png

Đun nóng phôi đến nhiệt độ có thể dính dải keo, và sắp xếp các dải keo đều nhau theo kích thước của phôi. Sau khi làm nguội, dán nó lên khuôn đặt, sau đó đặt khuôn liên kết đã được nung nóng, để nó rơi tự nhiên trên các dải định vị xung quanh khuôn đặt và sau khi làm nguội tự nhiên, kéo tấm gương xuống theo hướng nằm ngang.

Ưu điểm: có thể thu được hình dạng bề mặt tốt hơn (N=0,5) và độ song song (θ=30')

Nhược điểm: Không thể chịu được áp suất cao và điều kiện xử lý tốc độ cao, sợ rung và yêu cầu nhiệt độ trong nhà cao hơn.

(3) Phương pháp nạp keo nổi

image.png

Trước tiên, làm sạch miếng dán, sau đó đặt các bộ phận đã được làm sạch vào. Nếu đó là bề mặt được đánh bóng, bạn có thể nhìn thấy một khe hở rõ ràng, sau đó thả chất kết dính vào khe giữa các bộ phận. Sau khi nguội, cạo sạch lớp keo trên bề mặt chi tiết cần xử lý.

Ưu điểm: Phôi và tấm liên kết không cần gia nhiệt và phôi có thể đạt được độ song song và độ chính xác bề mặt cao hơn (N≤0,5, θ≤10').

Nhược điểm: Không chịu được điều kiện xử lý tốc độ cao và áp suất cao, dễ di chuyển.

(4) Phương pháp tải nhựa ảnh

image.png

Sau khi lau sạch bề mặt cao su bóng của bộ phận, hãy đặt nó lên tấm đệm cao su bóng để hiển thị độ mở rõ ràng và áp dụng một chút áp lực từ một bên của bộ phận. Nếu có bọt khí hoặc đốm trắng trên bề mặt keo, hãy dùng đèn cồn đốt nóng cục bộ chi tiết gia công, lấy keo ra và vệ sinh sạch sẽ, sau đó hoàn thiện keo lại.

Ưu điểm: Độ song song và độ phẳng có thể đạt độ chính xác rất cao (N<> ;,=""><>).

Nhược điểm: Nó có ảnh hưởng nhất định đến mức độ khuyết tật của bề mặt cản quang; sợ rung mạnh, nóng lạnh đột ngột.

Thứ hai, ống kính trên tấm

(1) Danh sách linh hoạt

Đầu tiên làm bóng sơn mài theo hình dạng thấu kính, đặt bóng sơn mài lửa lên thấu kính đã được làm nóng trước, lấy ra sau khi nguội rồi lau bề mặt cần xử lý, theo sự sắp xếp đã xác định, dán thấu kính vào hỗn hợp đó. đã được tráng một lớp dầu mỏng Cho vào khuôn, đặt khuôn liên kết đã được nung nóng chờ chìm xuống các bộ phận định vị ở các cạnh xung quanh, sau khi nguội thì lấy ra.

Tính năng: Dựa trên bề mặt đã qua xử lý, khuôn liên kết rất đơn giản và linh hoạt.

image.png

(2) Tấm treo cứng

image.png

Đầu tiên làm nóng khuôn liên kết đến nhiệt độ có thể làm chảy keo liên kết, dán giấy liên kết hoặc dùng keo liên kết phủ lên rãnh cố định, sau đó dán phôi đã được làm nóng trước lên khuôn liên kết, để nguội. Nếu bề mặt được đánh bóng được kết dính, nó cần được bảo vệ.

Tính năng: Lấy bề mặt liên kết làm bề mặt tham chiếu, quá trình nạp đĩa đơn giản, có thể gia công mài thô thành đĩa, chịu được tốc độ và áp suất cao hơn. Khuôn liên kết có tính đặc thù cao và chi phí khuôn gia công cao.

Ba, tấm treo lăng kính

(1) Phương pháp đàn hồi của kẹp tấm treo khuôn:

Sau khi làm nóng các bộ phận, dán một dải sơn lửa trên bề mặt liên kết; sau khi nguội, xếp trên khuôn phẳng theo vị trí của rãnh kẹp, xung quanh khuôn kẹp có đặt một dải giới hạn dày khoảng 2mm. Sau khi nhiệt độ nóng chảy của sơn mài, đặt nó chính xác vào các bộ phận đã sắp xếp cho đến vạch giới hạn. Sau đó để nguội tự nhiên.

Phương pháp cứng nhắc:

Chỉ cần đặt các bộ phận vào rãnh khuôn kẹp và ép nó bằng vít; sau khi làm nóng khuôn kẹp, bôi keo kết dính vào rãnh liên kết, và đặt lăng kính trống đã được làm nóng trước để làm nguội.

Ưu điểm: Thao tác trên tấm đơn giản.

Nhược điểm: Chỉ thích hợp với các chi tiết có độ chính xác trung bình và thấp, có hạn chế nhất định đối với các chi tiết có hình dạng phức tạp.

(2) Tấm treo thạch cao

Lau bề mặt cần xử lý trên khuôn đặt đã được phủ một lớp dầu mỏng, và rắc khoảng 2mm sáp parafin lên khe giữa các lăng kính. Quấn dây chun quanh khuôn đặt, đặt khuôn đỡ lên, đổ vữa thạch cao đã điều chỉnh vào, ngập lăng trụ khoảng 30mm. Sau khi vữa thạch cao đã đông kết, tháo vòng cao su và kéo xuống khỏi khuôn đặt theo hướng nằm ngang, Đun chảy parafin bề mặt, sau đó phủ một lớp parafin lên bề mặt của khuôn thạch cao để tránh xói mòn.

Các tính năng: Tính linh hoạt cao, độ chính xác góc thấp (θ> 3'), cần bảo vệ chống ăn mòn cho bề mặt được đánh bóng.

(3) Đặt trên đĩa

Làm sạch dụng cụ cản quang và đặt nó lên tấm nền, sau đó dán bề mặt lăng kính đã được làm sạch vào bề mặt cản quang của dụng cụ. Lúc này xuất hiện các vân giao thoa rõ nét. Nhẹ nhàng bóp không khí trên bề mặt tấm cản quang để loại bỏ sọc Nó biến mất và tạo thành tấm cản quang. Sau đó đặt dụng cụ nhựa nhẹ lên tấm bìa nhựa nhẹ, cuối cùng phủ sơn bảo vệ lên tất cả các khe hở của bề mặt nhựa nhẹ.

Ưu điểm: có thể thu được độ chính xác góc cao hơn.

Nhược điểm: cần độ chính xác cao của dụng cụ keo ảnh. Đối với lăng kính có yêu cầu cao về khuyết tật bề mặt, bề mặt cản quang có những hạn chế nhất định; Các đĩa photoresist không được rung động mạnh và thay đổi nhiệt độ đột ngột.

(4) Treo bằng cơ thể

image.png

Dựa vào độ chính xác góc và độ song song của thân để đảm bảo độ chính xác của phôi. Thực chất, tấm treo tản nhiệt cũng là một loại tấm treo thân. Keo phôi vào thân tấm lót, sau đó cố định thân tấm lót vào khuôn phẳng.

Ưu điểm: độ chính xác xử lý cao; không dễ ăn mòn bề mặt được đánh bóng; không cần phải cắt góc của một mảnh theo cách thủ công; sau khi một số phôi được dán trên thân, nhiều bề mặt có thể được xử lý liên tục bằng cách xoay thân.

Nhược điểm: Nó đòi hỏi độ chính xác thân xe cao và khó chế tạo.

6. Các yếu tố quy trình ảnh hưởng đến quá trình nghiền mịn

1. Xử lý mài mòn hàng loạt

(1) Biên độ dao động là biên độ dao động của con súc sắc trên. Xoay càng lớn thì độ mài giữa khuôn trên và mép khuôn dưới càng nhiều. Do đó, biên độ dao động cần thích hợp.

Đối với khuôn phẳng, khoảng cách xoay của khuôn trên nằm trong khoảng 0,45 ~ 0,65 đường kính của khuôn dưới;

Đối với khuôn hình cầu, góc xoay của khuôn trên nằm trong khoảng 0,4 ~ 0,55 của góc mở khuôn dưới 2γ.

(2) Độ lệch giữa tâm của khuôn trên và tâm của khuôn dưới trước và sau ống tiêm; độ lệch càng lớn thì tâm của khuôn trên và mép của khuôn dưới càng bị mài.

Đối với mặt phẳng, độ lệch có thể là 0 ~ 0,1 của biên độ dao động,

Đối với bề mặt hình cầu, nó là 0 ~ 0,4.

(3) Tỷ số giữa tốc độ trục chính và tốc độ quay trên là tỷ số giữa tốc độ trục chính và tốc độ bánh xe lệch tâm. Tốc độ trục chính càng lớn thì độ mài cạnh của khuôn dưới càng lớn; Bánh xe lệch tâm quay càng nhanh thì phần tâm của khuôn trên và khuôn dưới sẽ bị mài càng nhanh.

Đối với máy bay, tốc độ trục chính là 0,4 ~ 0,8 lần biên độ dao động;

Đối với mặt cầu, tốc độ trục quay bằng 1 ~ 2,5 lần biên độ dao động.

(4) Những vấn đề cần chú ý

①Kích thước hạt của hạt mài phải đồng đều, đây là một trong những chìa khóa cho độ chính xác và chất lượng;

②Mỗi thời điểm khi thêm chất mài mòn, nó phải được phân tán đồng đều, và không thích hợp để thêm vào một nhóm;

③ Hệ thống mài mòn không được quá mỏng hoặc quá dày, nếu không sẽ dễ bị xước;

④ Khi thay đổi chất mài mòn, phôi và đĩa gương phải được chà sạch, và bàn máy cũng phải được lau sạch;

⑤Sau khi hoàn thành quá trình mài mịn, sử dụng kính lúp để kiểm tra xem có lỗ cát thô hoặc vết xước trên bề mặt hay không;

⑥ Bán kính cong hoặc độ phẳng của bề mặt được đánh bóng phải được kiểm tra thường xuyên và nên cắt khuôn kịp thời khi phát hiện thấy sự thay đổi lớn.

(5) Các khuyết tật thường gặp và nguyên nhân của chúng

image.png

2. Xử lý mài mòn kim cương tốc độ cao

(1) Tốc độ trục chính của máy công cụ Lượng mài kính tỷ lệ với tốc độ trục chính của máy công cụ.

(2) Độ mài của kính áp suất của đĩa gương tỉ lệ với lực ép của đĩa gương.

(3) Ảnh hưởng của thời gian gia công Lượng thủy tinh mài tỷ lệ thuận với thời gian gia công.

(4) Độ nhám bề mặt ban đầu của phôi Độ nhám bề mặt ban đầu của phôi ảnh hưởng đến độ chính xác của quá trình mài mịn tốc độ cao. Độ nhám càng lớn thì lượng thủy tinh mài càng lớn, độ nhám sau khi mài tinh càng lớn.

(5) Khớp khẩu độ Khớp khẩu độ đề cập đến sự khác biệt giữa bán kính cong của đĩa thấu kính đã xử lý và bán kính cong hoàn chỉnh cuối cùng; nói chung, đĩa ống kính thấp hơn 3 đến 4 khẩu độ so với khẩu độ hoàn thiện.

(6) Tỷ lệ bao phủ của tấm mài mịn kim cương tỷ lệ nghịch với khối lượng mài. Đối với các bề mặt hình cầu lớn, tỷ lệ phủ nhỏ hơn, và đối với các bề mặt hình cầu nhỏ, tỷ lệ phủ lớn hơn.