SU865619A1 - Method of working the aspherical surfaces of an optical component - Google Patents

Method of working the aspherical surfaces of an optical component Download PDF

Info

Publication number
SU865619A1
SU865619A1 SU802865333A SU2865333A SU865619A1 SU 865619 A1 SU865619 A1 SU 865619A1 SU 802865333 A SU802865333 A SU 802865333A SU 2865333 A SU2865333 A SU 2865333A SU 865619 A1 SU865619 A1 SU 865619A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
tool
asphericity
radius
accuracy
central zone
Prior art date
Application number
SU802865333A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ахат Зайдуллович Хабиров
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4671
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я Г-4671 filed Critical Предприятие П/Я Г-4671
Priority to SU802865333A priority Critical patent/SU865619A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU865619A1 publication Critical patent/SU865619A1/en

Links

Landscapes

  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Description

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ АСФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ(54) METHOD FOR PROCESSING ASPHERIC SURFACES OF OPTICAL PARTS

1one

Изобретение относитс  к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении оптических деталей с асферическими поверхност ми.The invention relates to the field of abrasive machining and can be used in the manufacture of optical components with aspherical surfaces.

Известны способы дл  асферизации оптических деталей, где оси вращающихс  деталей и инструмента располагают под углом друг к другу, при этом рабоча  поверхность инструмента имеет конфигурацию, выполненную в зависимости от уравнени  заданной асферической поверхности.Methods are known for the aspherization of optical parts, where the axes of the rotating parts and the tool are angled to each other, while the working surface of the tool has a configuration made depending on the equation of the given aspherical surface.

В этих способах рабочий профиль выпуклого инструмента выполнен по радиусу кривизны, равному линейному радиусу кривизны заданной вогнутой асферической поверхности , а- рабочий профиль вогнутого инструмента выполнен по радиусу кривизны , равному максимальному радиусу кривизны выпуклой поверхности 1.In these methods, the working profile of a convex tool is made along a radius of curvature equal to the linear radius of curvature of a given concave aspherical surface, and the working profile of a concave tool is made along a radius of curvature equal to the maximum radius of curvature of the convex surface 1.

Недостаток указанных способов заключаетс  в том, что выбор радиуса кривизны рабочей поверхности инструмента равным экстремальному радиусу кривизны заданной сферической поверхности приводит к тому , что контакт между инструментом и деталью происходит по п тну касани  с переменной площадью при прохождении инструментом текущих зон асферизуемой поверхности .The disadvantage of these methods is that the choice of the radius of curvature of the working surface of the tool equal to the extreme radius of curvature of a given spherical surface causes the contact between the tool and the part to touch the variable area when the current zones pass through the aspheric surface.

Переменность площади п тна касани  в разных зонах детали не позвол ет с достаточной точностью рассчитать распределение съема материала по зонам. Кроме этого , из-за износа рабочей поверхности инструмента , величина которого разна  при асферизйции разных зон детали, нарущаетс  требуема  закономерность процесса асферизации .The variability of the contact spot area in different zones of the part does not allow to calculate with sufficient accuracy the distribution of material removal by zones. In addition, due to the wear of the working surface of the tool, the magnitude of which is different during the asphericization of different zones of the part, the required regularity of the aspherization process is disrupted.

Выщеизложенное не позвол ет достичь в указанных способах высокой точности обработки из-за отсутстви  надлежащего притира между инструментом и деталью по п тну касани  с известной посто нной ве ,5 личиной площади, позвол ющей обеспечить требуемую закономерность процесса сфетребуемую закономерность процесса асферизации .The foregoing does not allow to achieve high precision of processing in the above methods due to the lack of proper grinding between the tool and the spot with the known constant ve, 5 area mask, which ensures the required regularity of the aspherization process.

Claims (2)

В этой св зи известные способы пригодны лишь дл  асферизации оптических деталей методом копировани  с применением неизнащиваемых , например алмазированных, инструментов, обеспечивающих среднюю точность обработки. Наиболее близким к предлагаемому по техпической сущности  вл етс  способ получени  асферических поверхностей, при котором , с целью повышени  точности и производительности обработки, асферизацию провод т инструментом тороидальной формы, ось которого располагают под углом к плоскости линейного перемещени  инструмента. Способ предназначен дл  асферизации вращающихс  вокруг неподвижной оси деталей вращающимс  инструментом, перемещающимс  в трехкоординатной системе от программного управлени  2. Недостаток этого способа заключаетс  в том, что он применим только дл  асферизации методом копировани  деталей, имеющих низкую точность, при этом способ, позвол   расщирить диапазон обрабатываемых деталей по асферичности, дает резкое снижение точности обработки при увеличении градиента асферичности. При использовании указанного тороидального инструмента дл  асферизации методом распределени  работы по зонам постепенный износ тороидальной рабочей поверхности приводит к неопределенности величины площади п тна касани , вследствие чего процесс асферизации становитс  неуправл емым из-за неопределенности величины удельного давлени  обработки и площади покрыти  асферизуемых зон. Цель изобретени  - повыщение точности и расширение диапазона обрабабатываемых деталей по асферичности. Поставленна  цель достигаетс  тем, что выбирают ширину рабочей поверхности инструмента равной диаметру центральной зоны заданной поверхности, в пределах которой асферичность не превышает допуск на обработку, радиус кривизны рабочей поверхности инструмента в меридиональном сечении - равным радиусу ближащей к упом нутой центральной зоне сферы, совмещают сагиттальное сечение инструмента с меридиональным сечением обрабатываемой поверхности и перемещают инструмент в плоскости меридионального сечени  детали . На фиг. 1 и 2 изображены схемы осуществлени  изобретени  при асферизации соответственно вогнутых и выпуклых поверхностей; на фиг. 3 и 4 - то же, вид сверху. Заготовку 1 обрабатываемой детали с исходной (ближайшей к заданной асферической ) сферической или плоской поверхностью , изготовленной с требуемой интерференционной точностью, вывер ют по -нию и закрепл ют на планшайбе 2. На каретку 3, совершающей качательное движение по заданной программе вокруг оси О-О относительно асферической поверхности , устанавливают кольцевой инструмент 4, закрепив его на пиноли 5, расположенной под углом оСк оси асферизуемой поверхности таким образом, чтобы сагиттальна  плоскость инструмента, перпендикул рна  плоскости чертежа, прошла через середину кольцевой части инструмента и через ось вращени  асферизуемой поверхности. При этом щирину кольцевой рабочей поверхности инструмента а выбирают равной диаметру d центральной зоны заданной асферической поверхности, в пределах которой асферичность не превышает допуск на обработку заданной асферической поверхности в целом. Радиус кривизны кольцевой рабочей поверхности инструмента в меридиональном сечении выполн ют равным радиусу ближайщей к указанной центральной зоне сферы , котора , следовательно, отступает от центральной зоны заданной поверхности на величину асферичности, не превышающей допуска на точность обработки данной асферической поверхности. Обработку детали производ т следующим образом. Перед началом асферизации устанавливают расчетную частоту вращени  детали и инструмента, определенных при расчете программы обработки. Перемещением пиноли 5, имеющей степень свободы вдоль своей оси вращени , инструмент 4 опускают на асферизуемую поверхность детали 1. Повернув каретку 3 вокруг оси О-О пиноль с инструментом устанавливают на центральную зону асферизуемой поверхности . Нагружают инструмент 4 вдоль оси пиноли 5 с помощью пневмогидросистемы или груза расчетной нагрузкой по нормам удельного давлени  обработки дл  абразивного формообразовани  оптических деталей. Посредством системы автопитани  подают на обрабатываемую поверхность шлифовальную или полировальную суспензию в зависимости от вида обработки. Через систему управлени  процессом обработки включают вращение детали 1, инструмента 4 и программированное перемещение каретки 3. Программированное перемещение инструмента 4 посредством каретки 3 осуществл ют в плоскости меридионального сече ни  обрабатываемой сферической поверхности детали. Обрабатывают асферическую поверхность до сн ти  расчетного сло  материала в зоне детали, где ведетс  контроль поверхности в ходе процесса обработки. После сн ти  расчетного сло  прекраш .ают обработку и производ т замер всей асферизованной поверхности детали в заранее выбранных дл  контрол  кольцевых зонах. Контроль асферизованной поверхности в операции шлифовани  осуществл ют сферометрами типа ИЗС-7, ИЗС-8 и ИЗС-72 с контактными кольцами, а в операции полировани  в зависимости от вида асферической поверхности (второй или высший пор док) теневым методом Фуко, интерференционным или голографическим методами . Предложенный способ асферизлции оптических деталей программированным перемещением кольцевого инструмента, расположенного под требуемым углом к оси вращени  обрабатываемой поверхности благодар  выбору оптимальной ширины кольцевой рабочей поверхности инструмента позвол ет обеспечить контакт между инструментом и деталью по плошади п тна касани , достаточной дл  обеспечени  необходимого притира дл  повышени  точности обработки. Одновременно выбор радиуса рлеридионального сечени  инструмента равным радиусу ближайшей к центральной зоне заданной поверхности сферы и программированное перемещение инструмента в плоско сти меридионального сечени  детали позвол ют уменьшить размер п тна касани  в направлении меридионального сечени  детали , что значительно расшир ет диапазон обрабатываемых деталей по асферичности, так как размер п тна касани  в упом нутом направлении в данном случае уменьшаетс  до размеров точечного контатка. Это в сочетании с оптимальной шириной кольцевого инструмента позвол ет обеспечить повышенную точность обработки, так как площадь п тна касани  между инструментом и деталью благодар  увеличению размера линии касани  в направлении сагиттального сечени  обрабатываемой поверхности, где асферичность близка к нулю, составл ет требуемую дл  обеспечени  притира в процессе асферизации величину. Формула изобретени  Способ обработки асферических поверхностей оптических деталей кольцевым инотру ментом, при котором оси детали и инструмента устанавливают под углом друг к другу, сообшают им вращательное движение , а инструмент перемещают относительно детали по программе, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  диапазона обрабатываемых деталей по асферичности, выбирают ширину рабочей поверхности инструмента равной диаметру центральной зоны заданной поверхности , в пределах которой асферичность не превышает допуск на обработку, радиус кривизны рабочей поверхности инструмента в меридионально.м сечении - равным радиусу ближайшей к упом нутой центральной зоне сферы, совмещают сагиттальное сечение инстру.мента с меридиональным сечением обрабатываемой поверхности и перемешают инструмент в плоскости меридионального сечени  детали. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Л 244142, кл. В 24 В 13/00, 1964. In this regard, the known methods are suitable only for aspherizing optical components by copying using non-installable tools, such as diamond-coated tools, that provide average processing accuracy. The closest to the proposed by the technical essence is a method of obtaining aspherical surfaces, in which, in order to increase the accuracy and productivity of processing, the asphericization is carried out with a toroidal tool, whose axis is angled to the plane of the linear movement of the tool. The method is intended for aspherization of parts rotating around a fixed axis by a rotating tool moving in a three-coordinate system from program control 2. The disadvantage of this method is that it is applicable only for aspherization by copying parts that have low accuracy, and this method allows to expand the range of machined details on asphericity, gives a sharp decrease in the accuracy of processing with an increase in the gradient of asphericity. When using the specified toroidal tool for aspherization by distributing work over zones, gradual wear of the toroidal working surface leads to uncertainty in the size of the contact spot area, as a result of which the aspherization process becomes uncontrollable due to the uncertainty in the value of the specific processing pressure and the area of the coating of the asparated zones. The purpose of the invention is to increase the accuracy and expand the range of parts to be processed in terms of asphericity. The goal is achieved by choosing the width of the working surface of the instrument equal to the diameter of the central zone of a given surface, within which the asphericity does not exceed the processing tolerance, the radius of curvature of the working surface of the instrument in the meridional section equal to the radius of the sphere adjacent to the said central zone, combine the sagittal section a tool with a meridional section of the treated surface and move the tool in the plane of the meridional section of the part. FIG. 1 and 2 depict schematics for carrying out the invention in the aspherization of concave and convex surfaces, respectively; in fig. 3 and 4 - the same, top view. The workpiece 1 of the workpiece with the original (closest to the specified aspheric) spherical or flat surface, made with the required interference accuracy, is re-aligned and fixed to the faceplate 2. On the carriage 3, performing a swinging motion according to a predetermined program around the O-O axis with respect to the aspherical surface, install the annular instrument 4, fixing it on the quill 5, located at an angle oCc of the axis of the asphericized surface so that the sagittal plane of the instrument is perpendicular to in the plane of the drawing, it passed through the middle of the annular part of the tool and through the axis of rotation of the aspheric surface. In this case, the width of the annular working surface of the tool a is chosen equal to the diameter d of the central zone of a given aspherical surface, within which the asphericity does not exceed the tolerance for processing the given aspheric surface as a whole. The radius of curvature of the annular working surface of the instrument in the meridional section is equal to the radius of the sphere closest to the specified central zone, which, therefore, deviates from the central zone of the given surface by asphericity not exceeding the tolerance on the machining accuracy of this aspheric surface. Processing details produced as follows. Before the start of aspherization, the calculated frequency of rotation of the part and the tool determined during the calculation of the treatment program is established. Moving the quill 5, having a degree of freedom along its axis of rotation, the tool 4 is lowered onto the aspheric surface of the part 1. After turning the carriage 3 around the axis O-O, the quill with the tool is mounted on the central zone of the aspheric surface. The tool 4 is loaded along the axis of the quill 5 using a pneumatic-hydraulic system or a load with a calculated load according to the norms of the specific processing pressure for the abrasive shaping of optical components. By means of the auto-feeding system, a grinding or polishing slurry is applied to the surface to be treated, depending on the type of treatment. Through the process control system, the machining of the workpiece 1, the tool 4, and the programmed movement of the carriage 3 are programmed. The programmed movement of the tool 4 by means of the carriage 3 is carried out in the plane of the meridional section of the spherical surface of the workpiece being machined. The aspheric surface is processed until the calculated layer of material is removed in the part area, where the surface is monitored during the process. After removing the design layer, the treatment is stopped and the entire aspherical surface of the part is measured in the annular zones selected for inspection. In the grinding operation, the control of an aspherical surface is carried out using spherometers of the IZS-7, IZS-8 and IZS-72 types with contact rings, and in the polishing operation, depending on the type of aspherical surface (second or higher order), the Foucault shadow method, interference or holographic methods . The proposed method of asphering optical parts by programmed movement of an annular tool positioned at a desired angle to the axis of rotation of the workpiece by selecting the optimal width of the annular working surface of the tool allows for contact between the tool and the part with a spotted spot sufficient to provide the necessary machining accuracy . At the same time, choosing the radius of the tool section radius equal to the radius closest to the central zone of a given surface of the sphere and the programmed movement of the tool in the plane of the meridional section of the part reduces the spot size in the direction of the meridional section of the part, which greatly extends the range of parts to be machined according to asphericity, since the size of the tangency spot in the said direction in this case is reduced to the size of a point contact. This, in combination with the optimal width of the ring tool, allows for increased machining accuracy, since the spot area of contact between the tool and the part, due to an increase in the size of the touch line in the sagittal section of the treated surface, where the asphericity is close to zero, is required aspheric value process. The invention of the method of processing aspherical surfaces of optical parts with an annular tool, in which the axes of the part and the tool are set at an angle to each other, they are given a rotational movement, and the tool is moved relative to the part according to the program, characterized in that, in order to increase the accuracy and extend the range machined parts according to asphericity, choose the width of the working surface of the tool equal to the diameter of the central zone of the given surface, within which the asphericity does not exceed The machining tolerance, the radius of curvature of the working surface of the instrument in the meridional m section equal to the radius closest to the said central zone of the sphere, combine the sagittal section of the instrumental with the meridional section of the treated surface and mix the instrument in the plane of the meridional section of the part. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate L 244142, cl. B 24 B 13/00, 1964. 2. Авторское свидетельство СССР № 214328, кл. В 24 В 13/00, 1963.2. USSR author's certificate No. 214328, cl. B 24 B 13/00, 1963.
SU802865333A 1980-01-07 1980-01-07 Method of working the aspherical surfaces of an optical component SU865619A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802865333A SU865619A1 (en) 1980-01-07 1980-01-07 Method of working the aspherical surfaces of an optical component

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802865333A SU865619A1 (en) 1980-01-07 1980-01-07 Method of working the aspherical surfaces of an optical component

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU865619A1 true SU865619A1 (en) 1981-09-23

Family

ID=20870379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802865333A SU865619A1 (en) 1980-01-07 1980-01-07 Method of working the aspherical surfaces of an optical component

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU865619A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4584799A (en) * 1983-03-31 1986-04-29 Comadur Sa Method of forming a convergent lens in a plate of transparent mineral material
EP0844048A3 (en) * 1996-11-26 2000-02-02 The Institute Of Physical & Chemical Research Free form machining tool

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4584799A (en) * 1983-03-31 1986-04-29 Comadur Sa Method of forming a convergent lens in a plate of transparent mineral material
EP0844048A3 (en) * 1996-11-26 2000-02-02 The Institute Of Physical & Chemical Research Free form machining tool

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2005271466B2 (en) Raster cutting technology for ophthalmic lenses
JPH04504381A (en) Workpiece shaping method and device
US6503414B1 (en) Magnetorheological polishing devices and methods
US5139005A (en) Universal dressing roller and method and apparatus for dressing cup-shaped grinding wheels
US6733369B1 (en) Method and apparatus for polishing or lapping an aspherical surface of a work piece
CN111185817A (en) Method and device for milling and grinding large-caliber aspheric surface by splicing method and polishing method
Zhong et al. Generation of parabolic and toroidal surfaces on silicon and silicon-based compounds using diamond cup grinding wheels
JP4576255B2 (en) Tool whetstone shape creation method
SU865619A1 (en) Method of working the aspherical surfaces of an optical component
JPS591147A (en) Automatic polisher
CN111376142B (en) Numerical control milling, grinding, forming and polishing method and device for large-aperture aspherical mirror
JP2017124460A (en) Method and apparatus for continuously processing non-spherical shape of workpiece by cup shaped grind stone
JP4519618B2 (en) Grinding wheel molding method and molding apparatus
SU613888A1 (en) Work-finishing tool
US2932138A (en) Method and apparatus for manufacturing precision lenses
RU2111105C1 (en) Method of simultaneous two-sided treatment of ends of part
RU1796416C (en) Method of polishing spherical surfaces
SU542626A1 (en) The method of processing aspherical surfaces of parts
SU874261A2 (en) Method of working aspherical surfaces of revolution
SU935255A1 (en) Tapering work finishing device
SU973315A1 (en) Method of grinding toroidal surfaces
Zheng et al. Fast fabrication of high-gradient optical aspheric surface by CNC machine
RU1777577C (en) Method for machining large optical parts
SU1717326A1 (en) Polishing tool
JPH10328995A (en) Curved surface grinding method