Спосіб виготовлення зміцнених прецизійних кругових оптичних шкал

Реферат: Спосіб виготовлення зміцнених прецизійних кругових оптичних шкал, за яким методами механічної обробки виготовляють підкладки з полірованими робочими поверхнями, знежирюють і методами фотолітографії створюють топологічний рисунок та контролюють точність лімба. Шліфовані диски перед поліруванням робочих поверхонь знежирюють, змочують у гліцерині, складають робочими поверхнями один до одного у пакет, який механічно закріплюють з натягом у оснастці з вініпласту або фторопласту і хімічно обробляють в розчині 40-70 % об. фтористоводневої кислоти у гліцерині. Обробку проводять протягом 5-30 хв. після чого пакет деталей нейтралізують в розчині лугу. Пакет розбирають на окремі деталі, промивають та висушують. UA 104908 U (12) UA 104908 U UA 104908 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до технологій оптичного приладобудування і може бути використана на підприємствах, що виробляють оптико-електронні системи спостереження та прицілювання. Відомі системи спостереження і прицілювання, точність яких забезпечується прецизійних оптичних шкал та сіток [1-3]. Для виготовлення цих прецизійних деталей використовують оптичне скло та технологію оптичного виробництва. Науковці та технологи виробництва дослідили, що для підвищення точності лімбів необхідно враховувати режими експонування [4] та розвивати методи неруйнівного контролю [5]. Позитивним фактором є те, що розроблені відомі способи дозволяють забезпечити вимоги військових систем спостереження та прицілювання. Але подальший розвиток військового озброєння, перехід на потужніші боєприпаси та калібри призводить до того, що крихкі оптичні деталі можуть руйнуватись при виконанні військових операцій, тобто виникає необхідність підвищити не лише їх точність, але і механічну міцність, особливо при ударних навантаженнях. Найбільш близьким аналогом є спосіб виготовлення прецизійних кругових оптичних шкал з меншими кутовими похибками [6], за яким методами механічної обробки виготовляють підкладки з полірованими робочими поверхнями, знежирюють і методами фотолітографії створюють топологічний рисунок та контролюють точність лімба. Цей та інші способи виготовлення прецизійних деталей забезпечує високу точність шкал, але не вирішує проблему їх ударостійкості, яка є актуальною для приладів військової техніки. Аналіз причин руйнування оптичних деталей зі скла при ударних механічних впливах показав, що місцями початкового розвитку крихких тріщин є периферійні шліфовані поверхні цих деталей, які як правило є місцями з'єднання з механічними вузлами приладу [7]. Ефективним методом підвищення механічної міцності оптичних деталей є хімічна обробка шліфованих поверхонь в фтористоводневій кислоті для видалення порушеного механічною обробкою поверхневого шару. Така обробка підвищує механічні властивості деталей зі скла та склокераміки у два рази. Відомий спосіб обробки оптичних деталей [8], відповідно до якого перед травленням у фтористоводневій кислоті деталі витримували в етиловому спирті. Така обробка дозволяє видалити всі забруднення, які потрапляють в порушений поверхневий шар при механічній обробці. Але цей спосіб не дозволяє хімічно обробляти та зміцнювати тільки локальні торцеві поверхні шкал та сіток, а при обробці всієї поверхні можуть бути внесені додаткові дефекти хімічної обробки (відхилення від площинності, локальні глибші витравлення та ін.) на робочій плоскій поверхні шкал та сіток. Задачею запропонованої корисної моделі є створення способу виготовлення зміцнених прецизійних кругових оптичних шкал. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб виготовлення зміцнених прецизійних кругових оптичних шкал, за яким методами механічної обробки виготовляють підкладки з полірованими робочими поверхнями, знежирюють і методами фотолітографії створюють топологічний рисунок та контролюють точність лімба, згідно з корисною моделлю, шліфовані диски перед поліруванням робочих поверхонь знежирюють, змочують у гліцерині, складають робочими поверхнями один до одного у пакет, який механічно закріплюють з натягом у оснастці з вініпласту або фторопласту і хімічно обробляють в розчині 40-70 % об. фтористоводневої кислоти у гліцерині, обробку проводять протягом 5-30 хв. після чого пакет деталей нейтралізують в розчині лугу, пакет розбирають на окремі деталі, промивають та висушують. Наявність гліцерину між деталями дозволяє при вибраних режимах запобігти проникненню кислоти на плоскі поверхні та зберегти їх від хімічної обробки. Таким чином досягається відділення порушеного механічною обробкою поверхневого шару і зміцнення локальних торцевих поверхонь шкал та сіток. А наступна операція полірування робочих поверхонь видаляє порушений механічною обробкою поверхневий шар та забезпечує їх геометричну точність та необхідну якість поверхні (шорсткість, відсутність локальних дефектів у вигляді подряпин та крапок). Приклад реалізації запропонованого способу. Для виготовлення кругових шкал було вибрано оптичне скло марки К8. Використовували традиційні методи та технології оптичного виробництва. Деталі у вигляді дисків діаметром 60 мм, товщиною 5 мм та центральним отвором 10 мм після шліфування занурювали у ємність з гліцерином, витягували їх і в змоченому гліцерином вигляді притискали один до одного в циліндричний пакет. Пристрій з вініпласту для хімічної обробки представляв собою стержень з нарізаною на кінцях різьбою та відповідними гайками. Через центральний отвір пакета пропускали стержень з зовнішнім діаметром 10 мм, виконаним в системі отвору (оброблений з 1 UA 104908 U 5 10 15 20 25 30 35 40 мінусовими допусками). Гайки закручували з натягом для забезпечення мінімального зазору між деталями у пакеті. Підготований пакет деталей у пристрої занурювали у ємність з розчином фтористоводневої кислоти у гліцерині. Мінімальні граничні значення режимів хімічної обробки 5 хв. та концентрація 40 % об. фтористоводневої кислоти у гліцерині обумовлена тим, що при менших значеннях обробка не ефективна та не досягається суттєвий ефект зміцнення. Оптимальні значення режимів хімічної обробки 10-12 хв. та концентрація 40-50 % об. фтористоводневої кислоти у гліцерині забезпечують ефект зміцнення деталей у 1,5-2,0 рази і високу продуктивність. Вибір гліцерину як буферного розчину забезпечує невисоку випаровуваність фтористоводневої кислоти, що поліпшує умови праці на ділянці хімічної обробки. При значеннях, що перевищують максимальні значення тривалості обробки (30 хв.) та концентрації 70 % об. фтористоводневої кислоти у гліцерині, не досягається суттєвого збільшення ступеня зміцнення в порівнянні з оптимальними режимами та концентраціями. Після хімічного травлення пристрій занурювали у другу ємність з лужним розчином і після цього пакет промивали, розбирали, ще раз промивали окремі деталі. Деталі висушували та передавали на наступні операції полірування. Після полірування робочих поверхонь деталі перевіряли на міцність в порівнянні з деталями, торцеві поверхні яких хімічно не обробляли. При оптимальних умовах обробки деталі мали міцність у 1,5-2,0 рази більшу, ніж не оброблені. Джерела інформації: 1. А.В. Клюжин, Б.В. Серебренников, С.В. Фомичев, Н.М. Трошкин, В.А. Шанешкин, Е.В. Егоров, В.Н. Тареев. Танк / патент РФ № 2399859 от 20.09.2010. 2. А.Д. Артемов, Г.А. Бадальян, А.А. Петров, В.С. Соколов, Д.С. Старостенко. Устройство ввода углов прицеливания и индикации дальности в поле зрения прицела. / патент РФ № 2479817 от 20.04.2013 3. А.А. Ожиганов, П.А. Прибыткин, В.В. Павлов, О.П. Канышева, В.А. Шубарев. Преобразователь угол-код / патент РФ № 2530336 от 10.10.2014. 4. Д.Ю.Кручинин, М.П. Андронов, С.В. Ремпель. Исследование влияния технологии экспонирования на угловые погрешности круговых оптических лимбов // Электронный научный журнал "ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ", 2012. С. 7-14. Режим доступа http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2011/002.pdf 5. В.Н. Хомутов, А.Г. Полещук, Р.К. Насыров. Интерферометрический метод контроля изготовления угловых шкал / Сборник трудов X Международной конференции "Прикладная оптика-2012", Санкт-Петербург, 15-19 октября 2012. - Т. 2. - С. 26-30. 6. Д.Ю. Кручинин, О.Б. Яковлев. Способ изготовления прецизионных круговых оптических шкал с уменьшенными угловыми погрішностями // патент РФ № 2527133 от 27.08.2014. 7. В.П. Маслов 80. Фізико-технологічні проблеми з'єднання прецизійних деталей оптикоелектронних приладів // К.: НТУУ "КПІ", 2012. - 160с. 8. В.П. Пушечиников, В.П. Маслов, А.А. Дворский, А.П. Жужнева, Ю.В. Галанин. Способ обработки оптических деталей / АС СССР № 1212997 от 25.10.1985 г. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 Спосіб виготовлення зміцнених прецизійних кругових оптичних шкал, за яким методами механічної обробки виготовляють підкладки з полірованими робочими поверхнями, знежирюють і методами фотолітографії створюють топологічний рисунок та контролюють точність лімба, який відрізняється тим, що шліфовані диски перед поліруванням робочих поверхонь знежирюють, змочують у гліцерині, складають робочими поверхнями один до одного у пакет, який механічно закріплюють з натягом у оснастці з вініпласту або фторопласту і хімічно обробляють в розчині 40-70 % об. фтористоводневої кислоти у гліцерині, обробку проводять протягом 5-30 хв., після чого пакет деталей нейтралізують в розчині лугу, пакет розбирають на окремі деталі, промивають та висушують. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2