Устройство для двусторонней обработки оптических деталей с криволинейными поверхностями

 

ОПИСАНИЕ,®

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 06 .07.81 (21) 3315774/25-08 ($i) М. КЛ.

В 24 В 13/00 с присоединением заявки ND (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

РЗ) У@К бг1Л23..5(088.8) Опубликовано 070383, Бюллетень Мо 9

Дата опубликования описания 07.03.83

Г И.П.Филонов, В.М.Климович, M.H.Ôèëoíoâà и A.Ï:ßêèìàõî(72) Авторы изобретения Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУСТОРОН НЕЙ ОБРАБОТКИ ОПТИЧЕСКИХ

ДЕТАЛЕЙ С КРИВОЛИНЕЙНЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано в приборостроении при изготовлении оптических линз с криволинейными поверхностями.

Известно устройство для обработки оптических деталей, размещенных в сепараторе между рабочими инструментами, один иэ которых выполнен с криволинейной рабочей поверхностью, а другие — в виде шариков, расположенных в канавках дополнительного инструмента, связанного с приводом вращения, при этом сепаратор первый и дополнительный инструменты установлены соосно с воэможностью вращения (1g.

Недостатком данного решения яв— ляется неуравновешенность вращающихся звеньев, наличие зазоров в их соединениях, приводящих к появлению сил инерций, не позволяющих увеличить скорость обработки, а также повышенный износ дополнительного инструмента, влияющий на качество обработки, и невозможность встраивания в автоматическую линию.

Цель иэобретення — повышение прс— иэводительности и качества обработки, Поставленная, цель достигается тем, что устройство снабжено шестерней, установленной с возможностью осевого перемещения концентрично дополнительному инструменту, выполненному в виде многозаходного винта, связанной с приводом вращения и несущей неподвижно закрепленный внутри нее первый рабочий инструмент, выполненный в виде двух цилиндров с общей внутренней криволинейной образующей, сцепляющихся торцами посредством выступов и впадин, а также снабжено ме:анизмом осцилляции первого инструмента, выполненным в виде расположенных на дополнительном инструменте полугаек с резьбой разного направления, соединенных гайкой, связанной с приводом, при этом одна из полугаек установлена в шестерне с воэможностью вращения относительно нее.

Рабочие инструменты выполнены: первый — в виде двух цилиндров, с общей внутренней криволинейной образующей, имеющих на обращенных друг к другу торцах сцепляющиеся выступы и впадины, между которыми установлены прокладки, а второй инструмент — в виде многоэаходного вин1002134 та, в резьбонке канавки которого в сечении, перпендикулярном его оси, устанонлены дополнительные инструменты, выполненные в виде шариков.

Кроме того, первый инструмент устанонлен неподвижно внутри шестерни,нходящей в зацепление с широкой шес— терней кинематически связанной со вторым инструментом, на котбром установлены две полугайки, имеющие на нару>к ной понерхности резьбу разного на-,10 гравления, соединяющиеся с помощью до. полнительной гайки, причем одна иэ полугаек соединена шестерней с возможностью вращения относительно нее. 15

l{a фиг. 1 показан продольный разрез устройства; на фиг. 2 разрез A-А на фиг. 1; на фиг. 3, 4 — схемы, поясняющие влияние направления осевой силы (нагружения ) gQ на кинематику Формообразования.

Устройство состоит иэ рабочих инструментов 1, сепаратора 2, дополнительного инструмента 3, выполнен- 25 ного в виде многозаходного винта

3, количество заходов которого соотнетствует количеству инструментов 1 и гнезд сепаратора 2, одновременно обрабатынаемых деталей 4, инстру- gQ ментальных цилиндров 5 и б, соединенных друг с другом с помощью выступон и впадин, выполненных на обращенных друг к другу торцах. Пилиндры 5 и б имеют внутреннюю рабочую по-g5 верхность, радиус кривизны которой н осевой плоскости соответстует радиусу кривизны наружной поверхности детали 4. Шестерня 7 входит в зацепление с шестерней 8, которая нраща- 4О ется от двигателя 9, через вариатор

10. В устройстве предусмотрен механизгл осцилляции, выполненный в виде шестерни 11, связанной с гайкой 12, имеющей правую и левую резьбу и соединяющейся с соответствующими резьбовыми участками полугаек 13 и 14.

Инструментальные цилиндры 5 и 6 зафиксированы относительно шестерни

7,в круговом направлении с помощью шпонки 15, а в осевом — с помощью стопорного кольца 16. Шестерня 11 зафиксирована относительно гайки 12 с помощью шпонки 17 и стопорных колец 18 и 19. На обращенных друг к другу торцах полугаек 13 и 14 вы- 55 полнены гнезда, в которые установлены пружины 20. Шестерня 7 и полугайка 14 имеют воэможность вращения относительно друг друга и зафиксированы н осевом направлении с помощью стопорного кольца 21. Ие>кду инструментальными цилиндрами 5 и б установлены иэносостойкие прокладки 22.

Устройство работает следующим образом. 65

При вращении двигателя 9 вращается многозаходный винт 3, от котор>го вращение через нариатор

10 передается шестерне 8. При этом от винта 3 вращаются рабочие инстру. менты 1 (шарики ) и обрабатываемые детали 4 йместе с сепаратором 2, инструментальными цилиндрами 5 и 6, шестерней 7, а также вместе с полугайками 13 и 14, дополнительной гайкой 12 и шестерней 11 перемещаются в осевом направлении со скоростью, зависящей от шага винтовой нарезки винта 3. При зтогл в любом осевом положении шестерня 7 вращается с раз» личной скоростью, устанавливаемой нариатором 10 . Таким образом, обрабатываемые детали 4 совершают сложнре гнижение вокруг оси винта 3 вместе инструментами 1 (шариками) и осевое перемещение. Вращение шариков 1 относительно внутренней обрабатываемой поверхности 4 обеспечивает формирование внутренней сферической поверхности. Наружная сферическая поверхность детали 4 образуется при вращении ее вокруг собственной оси симметрии и наличии контакта по криволинейной образующей инструментальных цилиндров

5 и 6. Вращение детали вокруг собственной оси симметрии происходит за счет силового замыкания инструментов 1 с одной иэ рабочих поверхностей резьбовых канавок винта 3. Такое одностороннее силовое замыкание обеспечивается при вращении шестерни

11 в ту или другую сторону. При этом связанная с ней дополнительная гайка 12 обеспечивает сблИжение или удаление друг от друга полугаек 13 и 14. Последняя, перемещаясь в осе»м направлении, воздействует на шестерню 7, которая в свою очередь воздействует на рабочие инструментальные цилиндры 5 или б, смещая обрабатываемые детали и вместе с ними инструменты в ту или другую сторону, прижимая .последние к одной или другой рабочей стороне резьбовой канавки винта 3.

На фиг. 3, 4 показано изменение направления вращения обрабатываемых деталей 4 относительно собственных осей вращения при изменении направления осевой силы ()„ обеспечивающей изменение угла контакта Ы . Последнее приводит к изменению положения и направления векторов угловйх скоростей инструментов 1(» ). Это приводит к изменению направления векторов угловых скоростей обрабатываемых деталей (шд) при неизменном направлении угловой скорости нинта 3(Д6). Перемещение инструментальных цилиндров 5 и б влево (см. фиг. 3) приводит к силовому замыканию винта 3, инструмен—

100 2134 тов 1, деталей 4 и цилиндров 5, 6 таким образом, что передача усилия под . углом cL приводит к перераспределению давлений в зоне контакта шариков 1 с внутренней обрабатываемой поверхностью деталей 4. При этом вращение шариков 1 происходит в направлении, определяемым направлением векторасм

Такое неравномерное распределение давлений при наличии вращения шариков 1 со скоростью ы„ приводит к

1 вращению обрабатываемых деталей относительно их осей симметрии. Вращение инструментов 5 и 6 вместе с шес.терней 7 обеспечйвает интенсификацию процесса обработки наружной по- 1 верхности деталей 4 и выравниванию скоростей в зонах контакта.

При перемещении цилиндров 5 и 6 слева направо (фиг. 4) угол контакта меняется за счет того, что силовое замыкание происходит при контактировании правых рабочих участков резьбы винта 3 с инструментами 1. Это вызывает изменение направления осей их вращения (см. Фиг. 3, 4 ). При этом давления в зоне контакта перераспределяются таким образом, что угловая скорость вращения обрабатываемых де— талей оз меняет свое направление на противойоложное. Таким образок обеспечивается вращательное движение обрабатываемь:х деталей вокруг их осей симметрии при неизменном направлении вращения винта 3. Период такого движения зависит от периодичности возвратно-вращательного движения шестерни 11 которая может приводиться в движение от вращающейся шестерни 7 с псуощью дополнительного устройства (не показано ). Ограничение величины осевого пер емещения произ водится, например, конечными выключателями (не показаны ), которые обеспечивают ре— версирование электродвигателя 9 .

По окончании обработки шестерня 7 перемещается справа налево до выхода из зацепления с резьбой винта 3 шариков 1. Дальнейшее их перемещение в этом направлении происходит по наружной п6йерхности цилиндрической втулки (не показана ), наружный диаметр которой равен внутреннему диаметру резьбовых канавок

3. После перемещения по поверхности, цилиндрических втулок на величину, большую диаметров шариков 1, вращение винта 3 прекращается, стопорное кольцо 16 вынимается и инструменты

5 и 6 вместе со шпонкой 15, обрабатываемыми деталями 4, сепаратором

2, шариками 1 вынимаются из шестерни 7. После этого инструментальные диски 5 и 6 разнимаются, обрабатыва емые детали 4 удаляются из отверстий сепаратора 2. В случае необходимости ,производится замена инструментов 1, устанавливается новая партия обраба-. тываемых деталей 4 в отверстия се-.. паратора 2. Инструментальные цилиндры 5 и 6 соединяются и устанавливаются в шестерню 7. После этого производится фиксацйя их относительно шестерни 7 в осевом направлении с помощью кольца 16. Затеи совмещают шарики 1 с соответствующими резьбовыми канавками винта 3, и процесс . повторяется. Совмещение шариков 1 с резьбовыми канавками винта 3 может быть обеспечено за счет фиксации углового положения сепаратора 2 относительно винта 3 ga цилиндричес5 кой втулке (не показана). В процессе обработки сепаратор 2 базируется на наружной поверхности винта 3.

Выбор зазоров в резьбовом соединении полугаек 13 и 14 с винтом 3 и полугаек 13 и 14 с дополнительной гайкой 12 производится с помощью пружины 20 .

Предложенное устройство обеспечивает одновременную групповую обра25 ботку криволинейных поверхностей деталей.

Многоосное вращение шариков относительно обрабатываемой поверхности за счет осциллирующего осевого движения инструментальных цилиндров способствует равномерной приработке (износу) всей их сферической поверхности, что способствует более длительному сохранению размера и

35 формы шариков. Осевое движение цилиндров вместе с деталями способствует также перераспределению давления в зонах контакта шариков с рабочими канавками дополнительного инструмента (винта), что приводит (по аналогии с подшипником качения или винтовым механизмом качения ) к изменению угла контакта иа 90 о т.е. к изменению направления вращения шарика (к изменению положения вектора его угловой скорости в пространстве ). Последнее обеспечивает периодическое изменение направления вращения обрабатываемых деталей относительно их осей симметрии

50 с частотой, равной частоте осциллирования рабочих цилиндров. Это обеспечивает в свою очередь интенсификацию процесса доводки и увеличению равномерности съема всех обрабатыва55 емых поверхностей деталей, Подбором скоростей вращательного и поступательного перемещения цилиндров и геометрических параметров дополнительногo инструмента (винта)

60 можно обеспечить обработку требуемого качества за один проход вдоль винта.

В этом случае процесс не только лег-. ко поддается полной автоматизации, но и удобен для встраивания в автомати65 ческую линию.

1002134

Дополнительные инструменты (шарики) можно изготовить методом порошковой металлургии с оснащением рабочей поверхности алмазным порошком, что увеличит режущую способность и сохранение их формы в процессе обработки.

Формула изобретения

Устройство для двусторонней обработки оптических деталей с криволинейными поверхностями, размещенных в сепараторе между рабочими инструментами, один из которых выполнен с криволинейной рабочей поверхностью, 15 а другие — в виде шариков, расположенных в канавках дополнительного инструмента, связанного с приводом вращения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения произ- рп водительности и качества обработки, оно снабжено шестерней, установленной с возможностью осевого перемещения концентрично дополнительному инструменту, выполненному в виде многозаходного винта, связанной с приводом вращения и несущей неподвижно

Закрепленный внутри нее первый рабочий инструмент, выполненный в виде двух цилиндров с общей внутренней криволинейной образующей, сцепляющихся торцами посредством выступов и впадин, а также механизмом осцилляции первого инструмента, выполненным в виде расположенных на дополни тельном инструменте полугаек с резьбой разного направления, соединенных гайкой, связанной с приводом, при этом одна из полугаек установлена в шестерне с возможностью вращения относительно нее.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3257600/08, кл. В 24 В 13/00, 1981.

1002134

dc Уж л и

ЩгФ

Оса /икта

Составитель A. Козлова

Редактор О. Филиппова техред м.коштура .корректор И. шулла

Заказ 1695J6 Тираж 79 3 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениИ и открыТий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4