11- Đánh bóng mặt 1Bột đỏ
4.3.2 Bột đánh bóng, dụng cụ đánh bóng và dụng cụ kiểm tra
4.3.2.1 Bột đánh bóng [5]
Thường là ô-xyt sắt Fe2O3 (bột đỏ), ô-xyt cerium CeO2(bột trắng)... Sau đây là phạm vi sử dụng chúng như sau:
a> Bột đỏ:
1. Fe2O3 : là loại bột tương đối vạn năng dùng cho đĩa nhựa và dạ.
2. Bột màu đỏ tươi: dùng với đĩa nhựa và cho các sản phẩm yêu cầu cao về vòng quang và độ bóng.
3. Bột màu nâu đỏ 10/6: dùng với đĩa nhựa cho các các sản phẩm có yêu cầu cao nhất về vòng quang và độ bóng
b> Bột trắng:
1. Bột màu nâu: dùng với nỉ để đánh bóng sơ bộ hoặc đánh bóng nhanh các sản phẩm không yêu cầu độ chính xác cao.
2. Bột màu trắng AR99 và Màu vàng sáng: dùng với nỉ để đánh bóng các sản phẩm có độ chính xác cao hơn trên một chút.
3. Bột màu hồng CX 90: dùng cho các sản phẩm có độ chính xác cao.
Trong thực nghiệm tôi dùng bột trắng AR99 cho đánh bóng sơ bộ, bột đỏ
Fe2O3cho đánh bóng tinh
4.3.2.2 Dụng cụ đánh bóng [5]
Hỗn hợp nhựa đánh bóng được dùng để đánh bóng các sản phẩm quang học có độ chính xác cao nhất. Để tạo ra đĩa đánh bóng, đầu tiên phải đun nóng chảy hỗn hợp nhựa và đổ đều lên bề mặt đĩa. Chú ý không được đun quá nóng làm cháy nhựa. Sau đó dùng sản phẩm mẫu hoặc một mặt phẳng chuẩn có kích thước giống như bề mặt sản phẩm ép lên lớp nhựa để tạo khuôn trên nền đánh bóng. Để chống dính cần phải xoa lên khuôn một ít bột đánh bóng đỏ. Lớp nhựa trên bát phải có độ dày đều và không được phép lẫn các tạp chất dễ gây xước bề mặt kính.
Hình 4.4: Sơ đồ gắn sản phẩm đánh bóng.
1-Đĩa đánh bóng, 2-Lớp nhựa đánh bóng, 3-Sản phẩm, 4- Mâm gắn sản phẩm. b> Đĩa đánh bóng phủ vải mịn hoặc dạ
Loại dụng cụ này được dùng để đánh bóng sơ bộ cũng như cho các sản phẩm như mặt phẳng lớn và gương có mặt phi cầu. Năng suất đánh bóng rõ ràng cao hơn rất nhiều so với nhựa đường mịn. Tuy nhiên độ chính xác bề mặt lại thấp và lỗi vòng quang không thể điều chỉnh được.
Để tạo ra bát đánh bóng, phải dán tấm vải hoặc dạ lên bát đánh bóng kim loại đã được phủ một lớp kết dính (nhựa đường, sơn dính...). Sau đó tiến hành tương tự như đối với bát đánh bóng bằng nhựa.
c> Đĩa đánh bóng phủ dạ thấm nhựa
Đĩa đánh bóng loại này có năng suất cao hơn đĩa nhựa song lại thấp hơn đĩa dạ và độ chính xác gia công tuy thấp hơn đĩa nhựa nhưng lại cao hơn nhiều so với đĩa dạ. Chúng được dùng để đánh bóng các thấu kính không yêu cầu độ chính xác bề mặt cao (kính mắt, kính tụ quang...).
Sau đây là các tiêu chuẩn để lựa chọn vật liệu cho đĩa đánh bóng: - Dạ và nỉ chỉ được sử dụng cho các sản phẩm có độ chính xác không cao. Nhiệt độ đánh bóng thường trong khoảng 60 - 70oC, áp lực đánh bóng cao hơn so với nhựa. Tuy nhiên mép hay bị vát tròn và khó kiểm soát được hình dạng bề mặt kính.
- Đối với các linh kiện quang học có độ chính xác cao thì bắt buộc phải dùng nhựa đánh bóng với cấp độ cứng từ 19 - 40. Đối với loại thủy tinh cứng thì dùng nhựa có độ cứng cao hơn so với loại vật liệu mềm. Với bề mặt sản phẩm lớn thì dùng loại nhựa mềm. Khi đánh bóng thủ công cũng như nhiệt độ cao phải dùng nhựa cứng.
Trong thực nghiệm tôi dùng đĩa đánh bóng phủ hỗn hợp nhựa vì yêu cầu độ chính xác bề mặt 1 vòng quang.
4.3.2.3 Dụng cụ kiểm tra trong nguyên công đánh bóng
Các thiết bị đo bề mặt theo nguyên lý quang học và cơ học hiện đại nhất cũng chỉ có độ chính xác cao nhất là ± 0.5 µm đến ± 0.2 µm. Do đó chúng không thể đáp ứng được yêu cầu đo đạc kiểm tra các sai lệch kích thước bề mặt nhỏ hơn ± 0.3 µm ở trong nguyên công đánh bóng. Vì vậy bắt buộc phải sử dụng phương pháp đo theo nguyên lý giao thoa của ánh sáng, trong đó bước sóng ánh sáng được làm chuẩn đo độ dài. Một trong những phương pháp đo chính xác và tiện dụng nhất là so sánh các bề mặt sản phẩm với các
bộ đôi dưỡng mẫu. Bằng cách ép chặt dưỡng vào bề mặt cần đo sẽ quan sát thấy các vân giao thoa nhiều màu. Mức độ sai lệch phụ thuộc vào số lượng và hình dạng của các màu vân giao thoa. Vân giao thoa xuất hiện khi khoảng cách khe hở giữa bề mặt sản phẩm và bề mặt dưỡng bằng một số lẻ bước sóng
ánh sáng ( ... 4 5 , 4 3 , 4 λ λ λ
). Khi đo đạc kiểm tra bằng các bộ dưỡng chuẩn, người ta thường chọn bước sóng ánh sáng đỏ λ = 0.6 µm là màu mà mắt ta cảm thụ nhạy nhất. Lúc này khoảng cách khe hở cho vân giao thoa đầu là 0.15 µm. trong thực nghiệm tôi dùng cặp dưỡng phẳng chuẩn φ 105
Một số tiêu chuẩn để nhận biết liệu các bề mặt sản phẩm đã được đánh bóng tốt hay không.
- Các lỗi vòng quang xuất hiện là lỗi vòng quang cao, vân giao thoa xuất hiện ở vùng giữa thấu kính.
- Số lượng các vân giao thoa nhỏ hơn 1 vòng đến 0.2 vòng (tương ứng với khe hở 0.15 đến 0.06 µm giữa bề mặt sản phẩm và bề mặt dưỡng).
- Với cùng số lượng lỗi vòng quang, đường kính sản phẩm càng lớn thì độ chính xác bề mặt cũng phải cao hơn.
- Trong mặt phẳng các vân có dạng hình tròn, hình oval hoặc là dây cung có bán kính rất lớn (gần như đường thẳng).
- Trường hợp hai bề mặt trùng khít tuyệt đối, ta chỉ quan sát thấy một trường màu trắng không có vân giao thoa (lỗi vòng quang trắng). Khi cho nghiêng nhẹ hai bề mặt mới thấy xuất hiện các đường vân giao thoa song song.
4.3.2.4 Một số nguyên tắc cần chú ý khi đánh bóng [5]
1. Trong quá trình đánh bóng cần phải phối hợp các yếu tố công nghệ để khi kết thúc cùng một lúc đạt được các yêu cầu về số vòng quang, cấp độ bóng, kích thước... Nếu đánh bóng lâu dễ bị xước váng.
2. Khống chế nhiệt độ gia công trong phạm vi từ 230C đến 280C. Nhiệt độ đánh bóng quá cao tuy rút ngắn được thời gian hiện bóng bề mặt kính nhưng lại dễ gây kẹt chuyển động giữa sản phẩm và đĩa đánh bóng. Nguyên nhân là do các hệ số dãn nở nhiệt của sản phẩm, nhựa gắn và đĩa đánh bóng khác nhau. Kết quả là sau khi gỡ sản phẩm khỏi đĩa gá, chỉ số vòng quang sẽ bị sai lệch.
3. Cơ chế chuyển động đánh bóng tối ưu luôn đặt đĩa gá sản phẩm có bề mặt lồi ở phía dưới. Chỉ với các sản phẩm lõm thì đặt ngược lại: đĩa gá chi tiết ở trên và bát đánh bóng lõm ở phía dưới.
4. Đánh bóng chi tiết chính xác cao phải giảm tỉ lệ tốc độ quay của trục chính
n1 trên tốc độ trục tay quay n2 (k1 = n1 /n2). Tỉ số này càng lớn thì càng làm nhiệt độ tăng cao gây biến dạng bề mặt sản phẩm. Ngoài ra lực đè càng nhỏ thì càng dễ kiểm soát và khống chế lỗi vòng quang.
5. Hình dạng bề mặt sản phẩm được quyết định bởi tất cả các yếu tố sau: - Vị trí tương đối (trên hoặc dưới) giữa sản phẩm - bát đánh bóng
- Tỷ số giữa tốc độ trục chính và trục tay quay
- Số lần ép lại và hiệu chỉnh bản đánh bóng, thay đổi kích thước bát đánh bóng cũng như sự biến dạng của nhựa đánh bóng.
Khi sửa vòng quang cần phải điều chỉnh và phối hợp các yếu tố trên cho hợp lý. Đối với từng loại sản phẩm và vật liệu cần phải thử nghiệm để tìm ra một chế độ làm việc tối ưu.
6. Thông thường quá trình mài tinh thường để lại vùng rìa thấu kính các chân chấm cát cũng như các vết gia công thô hơn là vùng giữa. Do vậy trước hết phải cho hiện bóng rìa. Sau đó mới đánh bóng các vùng còn lại theo hướng từ ngoài vào tâm.
7. Chọn nhựa đánh bóng theo nguyên tắc: thuỷ tinh mềm dùng nhựa mềm, mài bề mặt lớn dùng nhựa mềm hơn, nhựa mài tay cứng hơn nhựa mài máy, nhiệt độ cao hơn dùng nhựa cứng hơn.
8. Một số loại thủy tinh rất nhạy với tỉ lệ bột đánh bóng cao trong dung dịch. Lúc này trên bề mặt thuỷ tinh thường xuất hiện các lớp váng màu đen và nâu cháy. Để khắc phục phải cho thêm nước cất hoặc a-xit acetic.
Khi sắp kết thúc giai đoạn đánh bóng cần sử dụng tỉ lệ bột ít hơn. Chú ý đến độ sạch của bột, vì lúc này các hạt bột thô vón cục sẽ gây nên các vết sước nhỏ ảnh hưởng đến độ bóng bề mặt.
Do có chuyển động lắc nên lớp nhựa đánh bóng có xu hướng chảy ra phía rìa bát đánh bóng. Vì vậy phải thường xuyên cạo bỏ lớp nhựa thừa này. 9. Phải giữ vệ sinh môi trường tốt để tránh gây xước váng do bụi bẩn. Phải sử dụng vải lau mềm và sạch. Tùy theo độ lớn sản phẩm, khi kiểm tra phải để nguội ít nhất 15 phút
10. Trong quá trình gia công, cần thường xuyên khoét một lỗ nhỏ ở giữa bát đánh bóng đẻ thoát nhựa. Do đó lớp nhựa sẽ được phân bố đều hơn.