Повышение качества оптических поверхностей элементов приборов алмазным шлифованием на сверхточных станках (1025559), страница 13
Текст из файла (страница 13)
3.5 (производитель ООО «Иннотех», г. Москва). Былавыбрана марка алмазного порошка АС-2, зернистость порошка составила - 20, 50и 100 мкм, связка алмазоносного слоя - органическая. Круги были использованыдля черновой обработки.Для кругов из алмазных таблеток были разработаны и созданы стальныеподложки.
Приклеивание таблеток осуществлялась силиконовым клеемгерметиком с зазором 1…2 мм для возможности выведения шлама пришлифовании. Сборочный чертеж инструмента приведен в Приложении П.6 Рис. П.8. После приклеивания таблеток была осуществлена механическая правкаинструмента с целью устранения разновысотности алмазоносного слоя наразных таблетках.2)Круги на металлических связках - Рис. 3.6 (производительООО «НЕВО-Альфа», г. Санкт-Петербург). Разработаны алмазные круги: форма12А2 45°, размеры 75х21х20х6х3 мм, алмазный порошок марки АСМзернистостью 3/2 мкм. Был изготовлен круг на связке МАГ с концентрациейалмазных зерен 150% и круг на связке ММ с концентрацией 75%.Использованные связки имеют в основе медь, олово и титан. Передшлифованием круги прошли процедуру механической правки с целью вскрытияалмазоносного слоя.3)Алмазные круги на органической связке - Рис. 3.7 (производительООО НПК «Электрокристалл», г.
Александров) - форма 12А2 45°, размеры100х21х20х6х3 мм, алмазный порошок марки АСМ зернистостью 3/2 мкм,концентрация алмазоносного слоя 100%, марка связки - Б1.98Рис. 3.5. Круги из алмазных таблеток на органической связке, наклеенные настальную основу для черновой обработкиРис. 3.6.
Алмазный круг на металлической связкеРис. 3.7. Алмазные круги на органической связке994)Кругипоэлектролитическоготехнологиипокрытиямногослойного-Рис.3.8композиционного(производительООО НПК «Электрокристалл», г. Александров). Круг диаметром 80 мм сконической фаской, зернистость алмазного порошка 3/2 мкм, концентрацияалмазоносного слоя 400%. Чертеж инструмента приведен в Приложении П.6 Рис. П.9.Рис.3.8. Конический круг с алмазным монослоем по технологиимногослойного композиционного электролитического покрытияТехнологиянанесениямногослойногокомпозиционногоэлектролитического покрытия с сориентированной специально подготовленнойфракцией алмазного порошка позволяет получать равномерный режущий слоймонокристаллов.
На основу из нержавеющей стали последовательно наносятсявосемь слоев: адгезионный слой специальной подготовки поверхности;активированный слой; сплав, обеспечивающий гашение силового воздействиямонокристаллов, фиксирующий и закрепляющий его на основе; инертный сплавзаращивания монокристаллов; активированный слой; защитный высокотвердыйсплав и непосредственно слой монокристаллов алмазов.Основакруговстехнологиеймногослойногокомпозиционногоэлектролитического покрытия была изготовлена конической формы, которая100определяется из условий использования кинематической схемы обработкиплоским шлифованием периферий с наклоном оси круга - Рис. 2.13.Поскольку основной особенностью разработанных шлифовальныхкругов является использование мелкой фракции алмазного порошка валмазоносном слое, поверхность кругов была исследована на микроскопе ZeissAxioImager Z2.
Результаты контроля приведены в Приложении П.7 - Рис. П.10 П.12. Результаты контроля показали:алмазные зерна соответствуют указанным размерам от 2 до 3 мкм;алмазныезернаравномернораспределенынаповерхностиалмазоносного слоя.Таким образом, были разработаны две группы алмазного абразивногоинструмента – для черновой и чистовой обработки оптических поверхностейдеталей из ситалла и кварцевого стекла.3.3. Создание сверхточного экспериментального стендаНа основании рекомендаций, приведенных в Главе 2, установлено, чтошлифование оптических изотропных материалов должно осуществляться соскоростью подачи заготовки не более 0,06 м/мин. Кроме того, биениеповерхности шпиндельного узла шлифовального круга не должно превышать 0,1мкм. Поскольку данные требования не могут быть реализованы науниверсальном оборудовании, для экспериментальных исследований подиссертационнойработевлабораторииотдела«Технологийультрапрецизионной обработки и оборудования» в АО «ВНИИИНСТРУМЕНТ»был создан сверхточный экспериментальный стенд для исследования процессаалмазного шлифования оптических поверхностей, модель которого показана наРис.
3.9.Сверхточный экспериментальный стенд создан на базе имеющихсяпрецизионных узлов, оснастки и инструментов лаборатории. В состав стендавходят: шлифовальный шпиндель, шпиндель заготовки, продольный суппорт,поперечный суппорт, система виброизоляции, система индикации врезания,система подачи и сбора смазочно-охлаждающей жидкости.101Конструктивными особенностями стенда являются:1) Шпиндель заготовки и шлифовальный шпиндель выполнены на базеподшипников с газовой смазкой, что обеспечивает величину радиального биенияисполнительных поверхностей не более 0,5 мкм и жесткость не менее 100 Н/мкм;2) Продольный и поперечный суппорты выполнены с пористымдросселированием для подачи газовой смазки и имеют дополнительноедемпфирование сверхвязкой жидкостью;3) Система индикации станка позволяет оценить величину врезанияинструмента с точностью до 0,1 мкм;4) Система виброизолирующих опор станка позволяет обеспечитьсобственную частоту колебаний системы не менее 1 Гц.Рис.
3.9. Экспериментальный стенд на базе сверхточного станка дляисследования процесса шлифования оптических поверхностейДля проведения экспериментальных исследований была введенаавтоматическая система переключения направления поперечной подачи.102Для реализации рассмотренных в диссертационной работе режимовшлифования и кинематической схемы плоского шлифования с наклоном осикруга заложены следующие возможности:1) Былапроведенамодернизацияшпинделязаготовки,котораяпозволила работать, в том числе на частоте вращения от 0,01 до 1 об/мин;2) Для наклона оси шлифовального круга шпиндельная бабка кругаразворачивалась на регулировочных винтах.
Обеспечиваемый диапазон угланаклона оси составлял от 0 до 3 градусов.Фильтровальная установка модели J50 со встроенным фильтром L-TECHфирмы Siebec оборудована вертикальным насосом предназначена для подачи ифильтрации (фильтрация 99,6% обеспечивается для частиц, размер которыхнаходится в диапазоне от 1 до 50 мкм) смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ).Для сбора отработанной СОЖ был спроектирован ограждающий кожух и бак свозможностью предварительной фильтрации. Параметры экспериментальногостенда приведены в Таблице 9.Таблица 9.Параметры сверхточного экспериментального стенда для исследованияпроцесса шлифования оптических поверхностей№Наименование параметровп/п1. Диапазон частот шлифовального шпинделя n1, мин-1Величинапараметров50…30002.Диапазон частот вращения шпинделя заготовки n2, мин-10,01…1003.Ход продольного суппорта, ось Z (суппорт врезания), мм1004.Ход поперечного суппорта, ось X, мм2005.Количество осей, шт.ось X- поперечный суппорт;ось Z- продольный суппорт (суппорт врезания);ось S- вращение шлифовального круга;ось S1 - вращение заготовки4103Таблица 9 - продолжение6.Рабочая подача продольного суппорта, мм/мин5…2007.Дискретность перемещения поперечного суппорта, мкм0,18.Мощность электродвигателя шлифовального круга, кВт19.Биение шпиндельного узла, мкм0,53.4.
Разработка методики экспериментальных исследований по выборупараметров алмазных шлифовальных кругов для обработки оптическихповерхностейПрипроведенииэкспериментальныхисследованийповыборупараметров алмазных шлифовальных кругов производилась обработка образцовразмерами 20х25х5 мм из ситалла марки СО115М.Исследования проводились на сверхточном экспериментальном стенде.Для экспериментальных исследований были использованы алмазныешлифовальные круги с зернистостью 2/3 мкм, рассмотренные в параграфе 3.2.Была предложена и использована специальная схема плоского алмазногошлифования периферией с наклоном оси круга – Рис.
2.13. Ось шлифовальногокруга согласно рекомендациям, приведенным в Главе 2, наклонялась на 1,5градуса.Фотография зоны плоского алмазного шлифования периферией снаклоном оси круга ситалла марки СО115М приведена на Рис. 3.10.В зону резания для исключения влияния температурного факторанепрерывноподаваласьСОЖмарки«Модус-М»(полусинтетическаяводосмешиваемая универсальная СОЖ с содержанием 50% минеральных иэфирных масел).Периодически проводилась механическая правка шлифовального кругадля устранения засаливания поверхностного алмазоносного слоя.104Рис. 3.10. Фотография зоны плоского алмазного шлифования периферией снаклоном оси круга образца из ситалла марки СО115МДля анализа влияния свойств связки на толщину срезаемого слоя наединичное зерно - выражение (2.37), были проведены расчеты данного параметрабез учета свойств связки, т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
