Для того чтобы не усложнять себе работу, на первых порах откажемся от эллиптического зеркала и сделаем круглое. Будучи установленным под углом 45° к оси главного зеркала, оно будет проецироваться на него в виде эллипса.
Шлифовка плоскости мало чем отличается от шлифовки сферы. Начинаем сразу с абразива М40-М28. Если шлифуем на плоском пластмассовом или стеклянном шлифовальнике, надо время от времени менять местами зеркало и шлифовальник. Это предотвратит возникновение у зеркала кривизны. Для испытаний на этой стадии достаточно сравнительно грубых методов. Рассматривая зеркало под острым углом, кладем на его дальний край небольшой шарик от шарикоподшипника (рис. 65). Если отражение шарика вытянуто вертикально, то зеркало вогнутое, и его некоторое время (5-15 мин) нужно шлифовать шлифовальником, расположенным сверху. Если изображение сплюснуто, то зеркало выпуклое, и его нужно разместить поверх шлифовальника. Так, чередуя положение зеркала и шлифовальника и постоянно следя за качеством матовой поверхности, переходим к абразивам М20, М14 и М10. Шлифовка занимает совсем немного времени - один-два часа.
Полировка ведется на плоском полировальнике. Смола формуется так же, как и прежде. Возникающая кривизна зеркала исправляется изменением положений полировальника и зеркала, как и при шлифовке. Зональные ошибки устраняются подрезкой, или формовкой полировальника, или местной ретушью, как при полировке главного зеркала.
Исследование формы поверхности нашей "плоскости" ведем по схеме, предложенной в 1888 г. крупнейшим английским любителем телескопостроения, инженером А. Коммоном. Для этого нам понадобится вогнутое зеркало высокого качества, например главное сферическое зеркало телескопа. Если мы его параболизовали, можно использовать его центральную часть, которая с достаточной степенью точности является сферической.
Свет от "искусственной звезды" (она на рисунке не показана) падает на диагональное зеркало и отражается на сферическое. После отражения от сферического зеркала свет последовательно попадает вновь на диагональное зеркало и затем в окуляр. На рис. 65,в показаны изображения светящейся точки при рассматривании ее в окуляр. Условимся для определенности, что мы всегда будем начинать эту окулярную пробу с рассматривания предфокального изображения “звезды” и, постепенно удаляясь,
Рис. 65. Контроль плоского зеркала в процессе шлифовки и поли ровки: а — контроль матовой поверхности на кривизну б — схема окулярных испытаний (вид сверху); в — вид светящейся точки в предфокальном (1), фокальном (2) и зафокальном (3) положении окуляра; г— зеркало; ф. п.— форма полировальника для исправления дефекта. Радиус кривизны диагонального зеркала равен R=2,83l2/D S; величина отступления от плоскости d =D SD2/22,6l2
переходить к зафокальному. Тогда, если предфокальное изображение “звезды” выглядит вертикальным штрихом, а зафокальное — горизонтальным, мы имеем дело с вогнутой поверхностью вместо плоскости. Зеркало необходимо положить вниз и полировать полировальником сверху. Если предфокальное изображение “звезды — горизонтальный штрих, а зафокальное — вертикальный зеркало имеет выпуклость, и его надо полировать при зеркале сверху. В случае, когда испытывается круглое совершенно плоское зеркало, установленное под углом 45° к оси вогнутого зеркала, зафокальные и предфокальные изображения светящейся точки выглядят эллипсами, а фокальное изображение — точкой.
Если кривизна зеркала достаточно велика и не устраняется этим способом, надо подрезать полировальник, как показано на рис. 65,в (ф. п.).
Исследования формы плоского ньютоновского зеркала с окуляром наглядны, а точность обычно достаточна. Но для больших эталонных плоских зеркал точность поверхности должна быть доведена по крайней мере до l /16. В этих случаях окончательно судить о поверхности можно только теневым методом. Окуляр заменяем на щель и нож.
Эталонное сферическое зеркало должно быть сделано с точностью l /20 — l /30 или лучше. Теневая картина остается в принципе той же, что и при испытании сферы, но так как зеркало установлено обычно под углом 45°, то зоны выглядят не окружностями, а эллипсами. Но есть и принципиальное отличие. При испытании сферы незначительное изменение радиуса кривизны не влечет за собой изменения теневого рельефа. При изменении же радиуса кривизны плоскости она сразу перестает быть плоскостью и становится или вогнутой или выпуклой сферой. Так как она установлена под углом 45°, то сразу возникает астигматизм. Он легко обнаруживается теневым методом. Обычно при изготовлении плоскости пользуются поочередно окуляром и теневым прибором.
Замерив положение окуляра между двумя фокалями, когда точка изображается взаимно перпендикулярными штрихами, мы можем вычислить радиус кривизны и стрелку прогиба диагонального зеркала и если стрелка не превышает l /4, то фигуризацию можно прекратить. Для зеркала, установленного под углом 45°, “звезда” неподвижна
R=2,83l2/D S , d =D SD2/22,6l2 ,
где l — расстояние между центром диагонального зеркала и окуляром, D S — астигматическая разность (расстояние между крайними положениями окуляра), D — эффективный диаметр диагонального зеркала.
Метод изготовления эллиптического диагонального зеркала показан на рис. 66.
Предварительно из круглой заготовки с помощью трубчатого сверла вырезается эллиптическая. Для этого круглая заготовка должна иметь диаметр приблизительно в полтора раза больше большой оси эллипса. Эта заготовка устанавливается в металлическом стакане, который
Рис. 66. Вырезание и обработка диагонального зеркала: a — вы резание зеркала на сверлильном станке, б — блок для шлифовки и полировки, в — блок для обработки восьмиугольного зеркала, г — кругление многоугольного зеркала на токарном станке; 1 — трубчатое сверло, 2 — плоская заготовка с приклеенными смолой на обе поверхности тонкими стеклянными пластинками, 3 — гипс, 4 — восьмиугольное зеркало, 5 — куски стекла, дополняющие зеркало приблизительно до круга, 6 — деревянный цилиндр, распиленный под углом 45°
заполняется гипсом. Когда гипс затвердевает, можно начинать сверление (рис. 66,а). Сверлится стекло как обычно — с помощью грубого абразива.
Эллиптическую заготовку можно получить, вырезав предварительно восьмиугольную. Затем она вклеивается в деревянный цилиндр, разрезанный под углом 45°. Вклеивается заготовка с помощью смолы. После этого цилиндр зажимается в передней бабке токарного станка (рис. 66 ,г). С другого конца он поджимается конусом задней бабки. На малой скорости запускается станок и с помощью грубого наждачного камня начинается сошлифовывание выступающих углов.
В конце концов диагональное зеркало может быть восьмиугольным. И восьмиугольное и эллиптическое зеркала для шлифовки и полировки наклеиваются на металлическую пластину и одновременно по их краю наклеиваются куски стекла, имеющие ту же толщину с таким расчетом, чтобы они дополнили контуры зеркала до окружности или равностороннего многоугольника (рис. 66,в). После этого весь блок шлифуется, полируется и фигуризуется, как одно целое зеркало. Самые неприятные зональные ошибки вроде завала края появляются на краю и не затрагивают собственно зеркала. После завершения фигуризации весь блок расклеивается. Для этого нагревают его на плитке и стягивают стекло с металлического основания.
Предыдущий параграф |
Глава третья |
Следующий параграф |