Спосіб тонкого шліфування та полірування скла та ситалів

Реферат: UA 85223 U UA 85223 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до склярської галузі і, зокрема, до оптичного виробництва і може бути використана при обробці скла і ситалів, в тому числі при виготовленні астрономічної оптики із скла та ситалів. Відомий спосіб обробки скла та ситалів шляхом тонкого шліфування або полірування за допомогою високодисперсних абразивів. При цьому способі деталь, яка обробляється, треться по поверхні інструменту, на який нанесено абразивний матеріал. Так, дуже поширеним абразивом для тонкого шліфування та для полірування є крокус - високодисперсна форма оксиду феруму (III) (Fе2О3) або полірит - оксид церію (IV) (СеО2), розведені у воді. Як шліфувальник використовують частіше за все скло. При поліруванні замість скляного шліфувальника використовують смоляний або фетровий полірувальник [Маслов В.Н. Теория шлифования материалов. М: Машиностроение, 1974, 320 с.; Кремень З.И., Юрьев В.Г., Бабошкин А.Ф. Технология шлифования в машиностроении. СПб.: Политехника, 2007, 424 с.]. Відомий також спосіб тонкого шліфування та полірування скла та ситалів за допомогою водної суспензії абразиву М20 - електрокорунду (Аl2О3) [Зубарев Ю.М., Приемышев А.В. Теория и практика повышения эффективности шлифования материалов. Изд-во "Лань", 2010, 304 с.; Байкалов А.К. Введение в теорію шлифования материалом. К.: Наукова думка, 1978]. Вищенаведений спосіб тонкого шліфування та полірування скла та ситалів є найбільш близьким до способу, що заявляється. Загальними суттєвими ознаками відомого способу і того, що заявляється, є зняття поверхневого шару скла або ситалу в результаті тертя полірувальника по поверхні, що обробляється, за допомогою суспензії високодисперсного абразиву. Недоліками способу - найближчого аналога - є мала швидкість процесу тонкого шліфування та полірування скла або ситалів. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення відомого способу шляхом прискорення процесу тонкого шліфування та полірування скла або ситалів без погіршення якості поверхні. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що тонке шліфування та полірування здійснюють високодисперсним абразивом - порошком М20, розведеним у воді з додаванням 4….23 % кислого фториду калію. Механізм дії кислого фториду калію на оброблювану поверхню скла і ситалів полягає в тому, що HF, який розчиняє матеріал скла і ситалу, при цьому прискорює процес тонкого шліфування і полірування, вивільняється з молекули KF·HF тільки в мікрозонах зіткнення полірувальника з оброблюваним матеріалом, в яких при терті виникають мікрозони підвищених температур, тільки в цьому випадку HF, що міститься в молекулі KF·HF, стає активною. Нижня межа кількості кислого фториду калію 4 % зумовлена низьким зняттям матеріалу з поверхні, яка обробляється (менше за 10 %), а верхня межа - найбільшою можливою концентрацією кислого фториду калію у воді у 13 %. Обробка заготовок для оптичних дзеркал проводилася на верстаті фірми "Кергель" в умовах, близьких до виробничих. Як абразив використовували порошок М20. Дослідження проводилися на ситалі марки СO115М. Матеріал шліфувальника - скло. При дослідженні прагнули вести процес в однакових умовах для того, щоб глибина матового шару виходила однаковою. Потім поверхню деталі полірували, використовуючи смоляний полірувальник, при постійному налаштуванні верстата і одному і тому ж тиску. Стежили за тим, щоб матовий шар полірувався рівномірно за всією поверхнею. Для визначення кількості знятого при шліфуванні ситалу через певний час зважували заготівку на лабораторних рівноплечих вагах другого класу моделі ВЛР-200. Вплив хімічної добавки на зміну швидкості полірування ситалу визначали за допомогою контролю за якістю полірованої поверхні. Відбиваючу здатність реєстрували за допомогою пристрою (креслення), який містить: джерело світла, OI-19 (1); дзеркало, яке полірується (2); фоторезистор, ФР-10679 (3); реохордний міст, Р38 (4); світлонепроникну камеру (5); перегородку з щілиною (6). У світлонепроникну камеру (5), в центрі розділену перегородкою (6), поміщали в одну половину джерело світла (1), а в іншу - досліджуване дзеркало (2). Через щілину, розташовану в нижній частині перегородки (6), світло потрапляло на поліровану поверхню. Відбиті промені фокусувалися на фоторезисторі (3), який приєднаний до реохордного мосту (4). Зменшення опору в системі свідчило про поліпшення якості полірованого дзеркала, обробленого полірувальною суспензією за певний час. Для вивчення дії кислого фториду калію на ситалову заготівку в процесі тонкого шліфування були приготовані розчини наступних концентрацій: насичений при 22 °C-23 % а також 17.2, 11.8, 5.8, 4.3 і 2.8 %. Вимір зняття ситалу робили через 15 хв. шліфування. Навантаження на 1 UA 85223 U 2 поверхню деталі при шліфуванні складало 142,6 г/см . Результати досліджень приведені в таблиці. Таблиця Вплив концентрації розчину кислого фториду калію на зняття ситалу при тонкому шліфуванні Зняття ситалу, г (% інтенсифікації процесу) Концентрація розчинів, % KF·HF 5 10 15 0,0 2,8 4,3 5,8 11,8 17,2 23,0 0,2468 0,2611 (5,8 %) 0,2739 (10,9 %) 0,3022 (22,5 %) 0,3265 (32,3 %) 0,34,77 (40,9 %) 0,3496 (41,7 %) З даних таблиці виходить, що розчини кислого фториду калію, навіть в невеликих концентраціях, збільшують зняття ситалу, тобто прискорюють процес тонкого шліфування. Починаючи з концентрації 4 %, інтенсифікація зняття скла і ситалу складає 10 %. Починаючи з концентрації кислого фториду калію у 17,2 %, зняття ситалу збільшується на 40 %, тобто процес тонкого шліфування оброблюваної поверхні прискорюється в 1,4 разу. В процесі дослідження процесів полірування дзеркал було виявлено, що тонке шліфування заготівки суспензією порошку М20 і насиченого розчину кислого фториду калію також прискорює подальше полірування ситалу. Дзеркало зашліфовували вказаною сумішшю впродовж 10 хв, потім полірували його поверхню водною суспензією поліриту впродовж 60 хв. В експерименті дзеркало, оброблене за такою методикою, перевершувало на 11,4 % за якістю контрольний варіант (за результатами контролю за якістю полірованої поверхні на установці, зображеній на кресленні, спостерігається зниження опору). Застосований склад за заявленим способом тонкого шліфування і полірування скла і ситалів прискорює процеси тонкого шліфування і полірування, дає можливість економити дорогі абразиви, дозволяє вести обробку астрономічної оптики більш ефективно, з високою якістю. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Спосіб тонкого шліфування та полірування скла та ситалів, що включає зняття поверхневого шару скла або ситалу тертям полірувальника по поверхні, що обробляється, з використанням водної суспензії високодисперсного абразиву - порошку М20, який відрізняється тим, що тонке шліфування або полірування здійснюють водною суспензією абразиву М20 з додаванням 4….23 % кислого фториду калію. Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2