Конструктивные методы компенсации децентрировок

8.      Конструктивные методы компенсации децентрировок: плоско-выпуклая линза

На Рис. 27, а и б показана типовая конструкция базирования и крепления плосковыпуклой линзы резьбовым кольцом. Во всех случаях при соединении добиваемся совмещения двух осей – оптической оси О_АО и оси БЭС, т.е. поверхности В.

По схеме на рис 27, а главной базой является сфера А линзы. Она соприкасается с оправой по кромке (линия пересечения Ø и плечика). Это контактная пара класса Р₃ лишающая линзу трех степеней свободы – перемещений по осям XYZ (сами перемещения обозначаются малыми буквами x,y,z). Повороты линзы (наклоны) регламентируются дополнительной базой – цилиндрической поверхностью линзы. Это контактная пара класса Р₂, лишающая линзу двух поворотов ω_x и ω_y, контакт в паре должен быть с гарантированным зазором. Резьбовое кольцо выполняет роль подводимой опоры и участвует в базировании, хотя никаких степеней свободы не лишает. Таким образом, это базирование гарантирует отсутствие поперечного смещения линзы (децентрировка 1-го рода). Однако, децентрировка 1-го рода будет в пределах допуска на соосность Ø и Ø. Для уменьшения погрешности совмещения оси  с осью Ø придется делать эти диаметры точными и ограничивать их расположение требованием соосности. Кроме того, ограничивают биение плечика, т.к. если его сделать под углом, то кромка  будет овальной и линза на этом овале будет «болтаться».

За счет допуска на диаметр Ø линза смещается только вдоль оси этого отверстия, причем центр  всегда остается на этой оси. Это смещение влияет на точность размера Н, т.е. на воздушный промежуток. Величина такого смещения пропорциональна точности Ø и радиусу R линзы.

Сравнение схем показывает большое отличие в функциональном исполнении. Так во втором случае децентрировкой 1-го рода «управляет» пара Р₂, а в первом случае пара Р₃. В первом D_св обязательно должен быть точным (в пределах 6-7 квалитетов), а во втором обычной точности (10-12 квалитет). Для уменьшения децентрировки 2-го рода, нужно ограничивать биение кольцевого пояска оправы. Биение обычно задают 0,01 мм независимо от размеров линзы, но совершенно очевидно, что децентрировка будет тем больше, чем меньше диаметр оправы.

Если точность резьбы в кольце меньше точности посадки по ДН7 (что обычно и бывает), то угол наклона оси  (децентрировка 2-го рода) будет равен β=arctg(∆/l),  где ∆ - максимальный зазор по Д7 l – длина контактирующих поверхностей.

При базировании по схеме рис 27, б роль главной базы выполняет узкий кольцевой поясок на поверхности Б линзы, ширина которого, равная полуразности между полным и световым диаметрами линзы, нормируется стандартами. В этом случае получается контактная пара класса Р₃ (z,ω_x,ω_y). Дополнительная база – цилиндрическая поверхность – пара класса Р₂ (x,y).

На рис 28, г и д показано базирование и крепление резьбовым кольцом мениска, опирающегося сферической поверхностью на ребро выступа – это контактная пара Р₃ (x, y, z). При завинчивании резьбового кольца поворот линзы будет определяться  главным образом величиной зазора ∆с в посадке, в пределах которого возможен разворот ∆φ_x,y ≈∆c/(R₂*Cosγ).

Повороты линзы (наклоны) или децентрировка 2-го рода могут регламентироваться двояко: или цилиндрической поверхностью Ø DH7 или подводимой опорой (т.е. резьбовым кольцом). Рассмотрим оба эти случая.

Рекомендуемые материалы

Если зазор в резьбе кольца велик, т.е. резьба не точная, то линза будет поворачиваться до тех пор, пока не произойдет соприкосновение поверхностей линзы и оправы по посадке Ø. Линза лишиться поворотов  и . Другими словами, если точность резьбы в кольце меньше точности посадки по Ø (что часто и бывает), то угол наклона оси  будет равен , где  – максимальный зазор по , l – длина контактирующих поверхностей.

Кроме того на поворот линзы оказывает влияние неточность Ø Dсв. Чем больше допуск на этот диаметр, тем больше погрешность формы отверстия. Например, отверстие будет иметь овальность в пределах допуска, значит линза будет «болтаться» на этом овале.

Неточность расположения плечика N (обычно регламентируется биением) приводит также к овальности отверстия и болтанке линзы.

Ясно, что при этом базировании потребуется точная обработка трех диаметров оправы – Ø, Ø, Ø и плечика N и диаметра Ø  линзы.

На децентрировку 1-го рода оказывает влияние неточность положения рабочего и базирующих элементов оправы, т.е. несоосность поверхностей Ø и Ø. Поэтому в конструкции оправы следует ужесточать допуски на Ø и Ø и на соосность этих поверхностей. если хотите повысить точность центрирования.

Схема базирования, приведенная на рис 27, в, оставляет только подводимую опору – точно изготовленное и посаженное (Ø) вспомогательное кольцо 4. В этом случае изменились точностные характеристики линзы и оправы. В линзе не требуется точного изготовления ØD, достаточно H12 – это существенно упрощает операцию шлифования. В оправе не требуется точный Ø, достаточно Н12. Останутся точными Ø и Ø а также точность их взаимного расположения.

На рис 28 б показано другое расположение той же линзы, соответствующее схеме базирования, приведенной на рис 28 а. В этом случае роль главной базы выполняет узкий кольцевой поясок на поверхности Б линзы, ширина которого равная полуразности между полным и световым диаметрами линзы, нормируется стандартами. Контактирование происходит по кольцевому пояску (плечику) оправы, т.е. контактирование плоскость по плоскости (см рис 28, б), тогда это будет контактная пара класса . Дополнительная база – цилиндрическая поверхность – это пара класса .

На точность центрирования влияют следующие факторы.

Децентрировка 1-го рода зависит от точности ØD линзы и ØDр оправы и эту величину можно выразить формулой . Кроме того необходимо учесть несоосность ØDб и ØDр.

Биение плечика оправы и перпендикулярность БЭ и плоскости Б линзы (см рис 28, в) определяют децентрировку 2-го рода линзы.

На рис 28, в, г показаны размеры, к которым предъявляются повышенные требования по точности – ØDН7, ØDб ØDр оправы, биение плечика оправы и соотвествующие требования расположения.

Лекция "55 Заключение прокурора и судебные прения" также может быть Вам полезна.

Рис. 27. Схемы базирования и закрепления, когда ГБ – сфера.

1 – линза, 2 – оправа, 3 – резьбовое кольцо, 4 – вспомогательное кольцо.

Рис. 28. Базирование плоско-выпуклой линзы.