Мы приступаем к первой стадии обработки зеркала — обдирке. Наша задача — придать плоской поверхности заготовки вогнутую форму с радиусом кривизны, который мы выбрали во время расчета относительного отверстия зеркала и его фокусного расстояния.
Рис. 32. Обдирка 110-миллиметрового зеркала кольцом на поворотном станке
Обдирку можно вести на металлическом шлифовальнике, но на первых порах, когда поверхность зеркала еще далека от заданного радиуса кривизны, велика возможность “срезать” (сошлифовать) вершину шлифовальника. Поэтому обдирку желательно вести другим шлифовальником того же радиуса кривизны. Его диаметр может быть в 1,5—2 раза меньше диаметра основного шлифовальника. Впрочем, обдирка — не такая уж ответственная операция, и многие любители часто обдирают заготовку чем придется, например металлическим толстостенным кольцом (рис. 32).
Установив
заготовку зеркала на шлифовальном
станке, насыплем на нее примерно
половину чайной ложки грубого
абразива № 25—30 и смочим его водой.
Точный объем порции абразива можно
узнать, если умножить площадь
поверхности зеркала на средний
размер зерна. Например, для 20-сантиметрового
зеркала и абразива № 20 потребуется 
.
Взяв в правую руку кольцевой (или полный) шлифовальник и придерживая левой рукой поворотный столик, проведем первый штрих. Начинаем штрих с края заготовки и ведем шлифовальник до другого ее края (рис. 33, а, б).
Рис. 33. Обдирка и шлифовка зеркала: а - обдирка кольцом через центр и поверхность, которая при этом получается, б - обдирка эллиптическим штрихом для устранения этого недостатка, в - обработка шлифовальником через центр, г - то же по хорде
Следим за тем, чтобы кольцевой шлифовальник не свисал с заготовки больше чем на 5 мм. Сделав два-три штриха, повернем поворотный столик с заготовкой на 15—30°. После этого сделаем еще пару штрихов.
Обдирку ведем с большим давлением на шлифовальник. Полный штрих — движение к себе и от себя — займет примерно полсекунды. Для зеркала 150—200 мм скорость обдирки составит примерно 120 штрихов в минуту. Поворачивая столик после каждых двух штрихов на 30°, мы повернем зеркало на 360° за 12 секунд Это вполне подходящая скорость вращения заготовки при ручной обработке.
Обрабатывая зеркало на тумбе, мы держим кольцо двумя руками и, произведя два-три штриха, делаем полшага в сторону и тем самым меняем направление штриха на 10—15°. После следующих двух-трех штрихов снова делаем полшага в ту же сторону. Постепенно обходя вокруг тумбы, мы обдираем зеркало равномерно во всех направлениях.
В тех случаях, когда обдирка ведется на сферическом или ступенчатом шлифовальнике полного диаметра, лучше шлифовальник располагать на тумбе или поворотном столе, а зеркало держать в руках. После каждых двух-трех штрихов делаем шаг вокруг тумбы, а само зеркало поворачиваем руками в противоположном направлении.
Вскоре после начала работы громкий хруст сменится легким шипением. Это значит, что абразив измельчился и его нужно заменить новой порцией. Сотрем грязной тряпкой сошлифованное стекло и измельченный абразив и насыпем новую порцию, при этом не будем скупиться на воду.
Если через 20—30 минут непрерывной работы снять зеркало и к матовой поверхности приложить металлическую линейку с ровным краем, то можно заметить, что между линейкой и зеркалом образовался просвет. Линейка опирается на края зеркала, а центр заготовки “провис”. Заготовка начинает принимать вогнутую форму. Попробуем замерить фокусное расстояние этого, еще несовершенного зеркала. Обильно смочим водой (а лучше водой с глицерином) поверхность зеркала и попробуем поймать зайчик от смоченной поверхности. Повернем зеркало мокрой (рабочей) стороной к Солнцу примерно перпендикулярно к падающим лучам. На стенку, где расположено окно, направив зайчик, и, приближая или удаляя зеркало от стены, постараемся добиться того, чтобы зайчик стал как можно меньше и ярче. После этого измерим расстояние между зеркалом и стеной с помощью достаточно длинной палки, разделенной на сантиметры. Это и будет фокусное расстояние зеркала. После первых 20—30 минут обдирки оно будет слишком большим, поэтому продолжим обдирку, время от времени измеряя фокусное расстояние. Во время последующих стадий тонкой шлифовки радиус кривизны зеркала изменится мало, в основном он задается во время грубой обдирки.
Фокусное расстояние можно измерить иначе. Рядом с яркой лампой установим экран так, чтобы он был защищен от прямых лучей лампы. Установим зеркало так, чтобы зайчик падал на экран (рис. 34). Приближая или удаляя зеркало, добьемся, чтобы зайчик стал как можно резче и принял форму волоска лампы. После этого измерим расстояние между зеркалом и экраном. Если экран и лампа одинаково удалены от зеркала, то это расстояние и есть радиус кривизны зеркала. Фокусное же расстояние вдвое меньше.
Радиус кривизны можно определить также путем измерения просвета между краем линейки и центром зеркала. Это так называемая стрелка кривизны сферической поверхности. Нарежем полоски бумаги или фольги шириной 5—10 мм, сложим вместе 20—30 полосок и измерим миллиметровой линейкой или штангенциркулем толщину стопки.
Рис. 34. Определение радиуса кривизны мокрого зеркала с лампой (а) и стрелки кривизны сферометром (б)
Разделив эту толщину на число полосок, получим толщину одного листка бумаги или фольги. Уложим несколько бумажек в центре зеркала и приложим линейку. Если остается просвет, добавим бумажек; если же линейка начинает покачиваться на бумажках, значит их много и надо убрать одну-две бумажки. Важно, чтобы линейка плотно лежала на бумажках и краях зеркала. Сосчитав бумажки в центре зеркала и умножив их число на толщину одной, получим величину стрелки кривизны. Зная стрелку кривизны, можно вычислить и радиус кривизны и фокусное расстояние
где D — диаметр заготовки зеркала, х — стрелка кривизны.
Для более точного определения радиуса кривизны, особенно на первых стадиях шлифовки, лучше сделать сферометр на базе дискового (часового) индикатора (рис. 35 и 34, б). Этот индикатор потребуется и для теневого прибора, о котором говорится ниже.
Установим
сферометр на хорошую плоскость и
заметим его показание. После этого
перенесем его на сферическую
поверхность и снова заметим
показания. Разность этих двух
показаний и есть стрелка прогиба
сферической поверхности на
диаметре, равном базе сферометра.
Предположим, что диаметр базы
сферометра равен 80 мм, тогда радиус
кривизны определим по простой
формуле 
.Если
диаметр базы взять равным 89,4 мм, то
формула станет более удобной:
.
Рис. 35. Сферометр на базе дискового индикатора
По одной из приведенных выше формул определим радиус кривизны. Не нужно забывать, что при разных диаметрах базы сферометра стрелка прогиба на одной и той же поверхности окажется различной. Предположим, что база нашего сферометра 80 мм, а стрелка прогиба равна 0,1 мм. Тогда радиус кривизны поверхности равен R=8000 мм. Сферометр с базой, равной 89,4 мм, на той же поверхности покажет стрелку прогиба x=0,125 мм.
Обычно при обдирке кольцом центральная часть принимает большую кривизну, чем крайние части (см. рис. 33, а). Поэтому прямолинейный штрих лучше заменить на эллиптический. Малая ось эллипса должна быть больше, если диаметр кольца мал (рис. 33, б). Так, если диаметр кольца составляет 1/3 диаметра зеркала, то малая ось эллиптического штриха должна составлять от 30 до 50 % большой. При этом имеется в виду, что эллипс описывается центром кольцевого шлифовальника. Вообще при любом диаметре шлифовальника шлифовка в течение некоторого времени эллиптическим штрихом не помешает.
Для точного определения радиуса кривизны можно грубо отшлифованную поверхность прополировать кусочком фетра или твердой резины с крокусом в течение 10—15 мин, как об этом рассказано в § 19 этой главы. За это время часть верхушек матового слоя сполируется и начнет блестеть. Этого слабого блеска достаточно, чтобы легко определить фокусное расстояние по Солнцу или радиус кривизны с помощью лампы. Это наиболее точный способ определения радиуса кривизны на любой стадии шлифовки.
Предыдущий параграф |
Глава вторая |
Следующий параграф |