Помогите новичку в обработке зеркала

[Denis]

У меня чисто практический вопрос к опытным телескопостроителям : каким образом на стадии тонкой шлифовки можно контролировать поверхность на наличие ошибок? (интересует как сфера, так и плоскость)

[Fidel]

Вообще-то опытные телескопостроители на стдии тонкой шлифовки ничего не контролируют, кроме разве что мата (на наличие непрошлифовок после предыдущего номера и царапин - в косых лучах обыкновенной бытовой лампочки накаливания). Кое-кто, советует использовать для осмотра поверхности микроскоп, но в реальной жизни этого не видел ни разу - все по лампочке смотрят.
Если процесс шлифовки идет правильно (используются заводские абразивы и металлические шлифовальные планы, надлежащим образом подготовленные, и мастер правильно ведет шлифовку) контролировать приходится только радиус сферы - один раз, чтобы убедиться, что он получился верным. Стекляхи - то, как правило, после фрезы - требуется лишь пришлифовка к уже имеющему  нужный радиус шлифовальнику.
Теперь по существу: любитель может попробывать окатить сферу водой (установленную на скамье перед теневым прибором) и пока вода не стекла уловить вид теневой картинки.
Можно использовать накладной сферометр и поползать с ним по поверхности сферы - пытаясь уловить грубые уклонения показаний и по ним судить о форме.
Плоскость так же можно проверить тем же накладным сферометром или, лучше, специальным накладным "пауком" который применяется для промеров профиля поверхности коррекционных пластинок.
На худой конец есть специальный металлический  калибр (продается в магазинах). Кладешь его на плоскость и смотришь на просвет - есть щель или нет.
Но все это, в конечном счете, не нужно - важно обратить внимание на общее соблюдение технологии. Тогда, практически автоматом  получается то, что требуется, а мелкие огрехи выправляются полировкой.
 

[Evgeniy Puhalskiy]

На сфере вместо воды лучше использовать растительное масло. Облить - подождать пока стечет, и смотреть...

[yas]

Может я отстал от жизни, но я никогда не слышал о том, что любители использовали теневой метод для контроля матовой поверхности, да еще обливая его жидкостью.
Для контроля радиуса кривизны - да.
Метод контроля качества шлифовки с помощью сильной лупы все же лучше, чем по лампочке.
А контролировать качество поверхности на стадии М40-М14 можно обычным мягким карандашом. На зеркале и шлифовальнике наносится равномерная сеть диаметров. Достаточно провести 2 взаимоперпендикулярных диаметра. После этого зеркало кладется на шлифовальник и делается с десяток обычных шлифовальных движений. Зеркало снимается и изучается вид нарисованных прямых. Обычно у новичков карандашные отметки стираются на средней зоне, что говорит о наличие ямы и завала края.
На стадии М10 таким методом лучше не пользоваться, т.к. есть опасность поцарапать зеркало.

[Denis]

Я так понимаю, при проверке карандашом тереть надо без абразива и без воды? По-моему, царапины неизбежны, даже при М14. Или нет?

[Vladneb]

Тереть насухо парой-тройкой штрихов, давить особо не нужно. О форме поверхности судят по тому, равномерно стирается карандаш или только на некоторых зонах. Царапин не будет - откуда им взяться? Только не забудьте промыть шлифовальник от абразива - сухие одиночные зерна оставляют более глубокие и "рваные" царапины, чем при шлифовке с водой и большим количеством своих собратьев (зерен).
Еще неплохо на стадии тонкой шлифовки (начиная с М40 или № 6) смотреть на зеркало в "косых" лучах (когда угол между источником света и нормалью к поверхности близок к 90 град.) - во первых сразу становятся видны зоны с остатками матовости предыдущего абразива, во вторых можно уловить отклонения от формы поверхности. Также я бы посоветовал все-таки осматривать поверхность в микроскоп или сильную лупу (можно взять окуляр с f 10..20 мм) - очень хорошо видна структура матовости и качество шлифовки, особенно надо обратить внимание на ямки, которые обычно присутствуют на недошлифованной поверхности.
И не спешите "прыгать" на следующий номер - иначе полировка станет мукой, т.к. остатки более "грубого" мата полируются в несколько (иногда десятков) раз дольше. А за время такой полировки можно испортить форму и придется опять вернуться к шлифоке.

[Митрофанов Павел]

      Контроль сферической поверхности, как, впрочем, и плоскости на стадии тонкой шлифовки, можно проводить точно так же, как его очень полезно проводить и  на стадии грубой шлифовки,  следующим образом. Контролируемая поверхность ориентируется горизонтально и располагается на уровне глаз. Поверхность освещается рассеянным  светом, например светом неба. Свет должен падать на контролируемую поверхность под углом близким к 90 градусам, т.е. почти скользить по ней.  Тогда наблюдая контролируемую поверхность в отраженном свете мы увидим, что матированная поверхность блестит почти как полированная.  Если контролируемая поверхность будет иметь ошибки в виде ямы в центре, кольцевой канавки на какой-либо зоне, или завал края, то в местах этих ошибок будут наблюдаться более темные участки (темное пятно в центре, или темное кольцо на какой-либо промежуточной зоне зеркала, или на его краю). В этих местах свет отражается хуже, так как эти участки имеют большую матовость вследствие их некоторой углубленности по отношению к остальной поверхности.  Глубина этих ошибок несколько меньше размера зерна абразива,  которым велась обработка перед данным контролем.
     Вообще следует сказать, что ошибки в виде ямы в центре и завал края  у будущего зеркала, это скорее закономерность, нежели исключение, и данные ошибки в большей или в меньшей степени присутствуют всегда.  Вот что пишет Д.Д. Максутов по этому вопросу  на 111 стр.  своей книги «Изготовление и исследование астрономической оптики»,  Москва «Наука» 1984 г.   «Рассуждая теоретически, две притираемые друг к другу поверхности должны оказаться сферическими и одинаковой кривизны – одна выпуклой и другая вогнутой формы. В действительности это не так, .....  Очищенные от наждака поверхности соприкасаются на некоторой зоне  "с " (промежуточная зона ), тогда как в центральной области  "a"  и на внешней зоне  "b"  между поверхностями оказывается просвет, обычно меньший размера зерна шлифующего абразива. Такая форма получается, как было указано, благодаря более интенсивному срабатыванию диска А (зеркало) – вблизи центра и диска В (шлифовальник) – на внешней зоне в момент наибольшего выноса, а потому зёрна абразива сосредотачиваются в областях "a" и "b" и производят в этих местах более интенсивную шлифовку на каждой из поверхностей; в то же время вблизи зоны  с  абразивным зёрнам негде скопиться и удержаться, они здесь скорее измельчаются и вытесняются, а поверхности медленнее срабатываются.
     Нужно очень неумело шлифовать диск по диску, применяя большой вынос и оказывая сильное дополнительное давление в момент наибольшего выноса, чтобы получить в областях "a" и "b" взаимное отклонение двух поверхностей, превышающее величину зерна абразива.  Обыкновенно это отклонение измеряется малой долей размера зерна, а потому, когда опытный оптик заканчивает шлифовку 240-минутным наждаком и длительно, почти без дополнительного давления, растирает между поверхностями последнюю порцию наждака – размеры шлифующих зёрен, по-видимому, уменьшаются до 3 – 4 микрометров, а отклонения поверхностей от сферы ... измеряются малыми долями мкм».
    Если на контролируемой  поверхности обнаруживаются довольно темные зоны, то в этих местах погрешности имеют большую величину и требуется обязательная дальнейшая обработка поверхности. Если потемнения невелики и с трудом обнаруживаются, то погрешности поверхности  не велики и, в принципе, можно переходить к полировке. Но и в этом случае лучше продолжить немного шлифовку последней порцией абразива добавляя лишь воду, чтобы абразив не высыхал. Это позволит сократить время полировки.
     В отношении такого  контроля плоскости еще следует сказать следующее. Данный контроль позволит выявить отклонение плоскости в сторону сферы. На контролируемую плоскость кладется шарик и рассматривается его отражение от контролируемой плоскости. Если отражение вытянуто по вертикали, то зеркало имеет некоторую вогнутость.  Если отражение сплюснуто, то зеркало выпукло.

[bibliograf]

 Для грубого контроля формы поверхности на стадии
обдирки и шлифовки можно поступить так:
 Зеркало укладывается горизонтально; на поверхность
наливается из калиброванной пипетки или надежного
шприца вода. После добавления каждой порции изме-
ряется диаметр лужицы.
Объем, глубина и полудиаметр лужицы связаны соотно-
шением V=1/6*3,14*h*(3*a^2 + h^2) здесь h -глуби-
на, а - полудиаметр.
Целесообразно построить несколько графиков для
"сфер сравнения" с радиусами кривизны, близкими к
таковой шлифуемого зеркала, тогда отклонения
формы можно будет легко обнаружить.

[gals]

На мой взгляд, о каччестве формы поверхности говорит характер движения зеркала по шлифовальнику - если оно плавное, равномерное - значит все нормально, а если с заеданиями, то надо уже шевелить извилинами. Справедливо для любой стадии - и в процессе грубой шлифовки, и тонкой. Хотя это только для ручной шлифовки. Сам так вот всегда и контролирую.

[Yura]

  Кстати, я сейчас тоже шлифую свое первое зеркало.
На стадии грубой шлифовки мне очень помог сферометр. Сразу видны грубые отклонения от сферической поверхности(завал края или яма в центре). Но если все делать как написано в книге Л.Л.Сикорука, то ошибки легко исправить.
  У меня есть небольшой микроскоп и с оценкой качества шлифованой поверхности проблем нет. Сначала упорно вглядывался в поверхность в косых лучах от лампы, пытаясь увидеть недошлифованные зоны. Хотя матовость казалась везде равномерной, в микроскоп сразу было видно, что на краю поверхность идеальная, а в центре осталась недошлифованная зона (на фоне мелкого мата видно множество крупных ямок).  
   На барахолке можно купить объектив от микроскопа (10х, 20х),  а окуляры использовать от телескопа.