Способ асферизации оптических поверхностей вращения

 

СПОСОБ АСФЕРИЭАЦЙИ ОПТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ВРАЩЕНИЯ, при котором используют упругий кольцевой плоский инструмент, устанавливают его на обрабатываемую поверхность с возможностью вращения вокруг своей оси и деформируют в процессе обработ .ки, отл.и чающийся тем, что, с целью повьоиения точности и расширения диапазона изготавливаемых поверхностей по их уравнениям, деформацию инструмента осуществляют в осевом направлении, при этом внутренний диаметр инструмента выбирают на 5-10% .большим ширины обрабатываемой поверхности по одну сторону -ОТ ее оси, а ширину инструмента выбирают на 5-10% меньшей диаметра центрального отверстия изделия. ш

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

tWl

РЕСПУБЛИК ц В 24 В 13/00 (21) 3426842/25-08 (22) 17; 02. 82 .(46) 07.05.83. Бюл. 9 17, (72) Л.E. Липовецкий и К.В.Скибицкий (53) 621. 923. 5 (088. 8) (56) l. Авторское свидетельство СССР в 192650, кл. В 24 В 13/02, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР . 9 607710, кл. В 24 В 13/00, 1975. (54)(57) СПОСОБ АСФЕРИЗАЦИИ ОП 1ИЧЕСКИХ IIOBEPXHOCTEH ВРАЩЕНИЯ, при котором используют упругий кольцевой плоский инструмент, устанавливают

его на обрабатываемую поверхность с

„.SU„„10161 А возможностью вращения вокруг своей оси и деформируют в процессе обработ. ки, о т л .и ч а ю ш и и с я тем, что с целью повыаения точности и расширения диапазона изготавливаемых поверхностей по их уравнениям, деформацию инструмента осуществляют в осевом направлении, при этом внутренний диаметр инструмента выбирают на 5-10% .большим ширины обрабатываемой поверхности по одну сторону -от ее оси, а ширину инструмента выбирают на 5-10% меньшей диаметра центрального отверстия иэделия.

1016139

Изобретение относится к абразивной деталей по их уравнениям - только эл липсоиды вращения. Точно"ть обработки здесь невелика из-за нестабильности формы торического резинового инструмента и принципиальной невозмож- д ности осуществлять этим способом операцию доводки обрабатываемых поверхностей по их местным ошибкам как кольцевым, так и локальным, Известно, что качество оптических

25 деталей определяется в основном именно местными ошибками, не поддающимися какой-либо компенсации в процессе сборки оптического прибора. Общие же ошибки,т.е.ошибки фокусных отрезков асферических поверхностей,не столь

30 существенны,так как они компенсируют ся при сборке оптического прибора в соответствии с фактически получениыми фокусными отрезками.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ, по которому упругий кольцевой инструмент устанавливают на обрабатываемую поверхность с воэможностью вращения 40 вокруг оси H регулируемого деформирования в его радиальном направлении роликами в процессе обработки. Зтот способ позволяет получать не только эллипсоиды, но и другие поверхности 45 вращения второго порядка, т.е. параболоиды и гиперболоиды, образующие в своих,плоских сечениях замкнутые кривые второго порядка — эллипсы, форму которых и должен воспроизводить деформируемый инструмент-обруч (2), Точность обработки благодаря применению более стабильного (металлического) инструмента здесь несколько выше, чем н предыдущем способе. Однако ряд обстоятельств препятствует достижений высокой точности: во-первых, способ,не позволяет производить операцию доводки обрабатываемых поверхностей по их местным ошибкам, так как управление имеющимися здесь 60 тв:;нологическими рараметрами режима обработки - скоростью нращения шпинделя и размерами инструмента, контактирующего однонременно со всеми зонами иэделия — приводит лишь к обработке оптических деталей и может быть использовано для изготовления асферических поверхностей второго и высших порядков высокой точности.

Известен способ получения эллипсоидов вращения при помощи гибкого то. рического диска, изменяющего свою форму за счет сжатия роликами. Способ позноляет получать различные эллипсоиды вращения, изменяя расстояние между роликами. Достоинством этого способа является простота инстру" мента 11) °

Недостатком этого способа янляется весьма узкий диапазон получаемых 15 коррекции общих ошибок иэделия. Для устранения же местных ошибок типа приподнятый край, кольцевой бугор, и др. требуется инструмент, позволяющий оказывать необходимое воздействие именно на зоны, подлежащие обработке, а не на всю поверхность н целом; во-вторых сжимаемый роликами инструмент-обруч принимает форму, среднюю между эллипсом и овалом, т.е. рассматриваться эллиптическим лишь приближенно, что искажает форму получаемых поверхностей; в-третьих, инструмент при обработке не выходит за пределы изделия своей внутренней кромкой, он контактирует с об. рабатынаемой поверхностью по нсей своей длине, и н краевых зонах изделия он работает, следовательно, как сплошной диск, производя здесь ббльшой съем резко уменьшающийся в соседних зонах, контактирующих не со сплошной, а с кольцевой частью инструмента, в результате чего точность детали на этом переходном участке снижается.

Диапазон получаемых поверхиостей по их уравнениям остается здесь недостаточно широким: получать поверхности высоких порядкон этим плоским инструментом, деформируемым в радиальном направлении, невозможно.

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона изготавливаемых поверхностей по их уравнениям.

Цель изобретения достигается тем, то согласно способу асферизации ольценых оптических поверхностей вращения, при котором используют упругий кольцевой плоский инструмент, устанавливают его на обрабатываемую. поверхность с воэможностью вращения вокруг своей оси и деформируют в процессе обработки, внутренний диаметр инструмента выбирают на 5-10% большщи ширины обрабатываемой поверхности по одну сторону от ее оси, ширину инструмента выбирают на 5-10Ъ меньшей дин. метра центрального отверстия, а деформирование инструмента производят в осевом направлении.

На фиг. 1 приведена одна из возможных схем, реализующая предлагае-. мый способ; на фиг, 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — схема обработки вогнутых поверхностей; на фиг. 4 разрез A-A на фиг.. 2, Упругий кольцевой инструмент 1 установлен на выпуклой или вогнутой обрабатываемой поверхности 2, каждая зона которой имеет свой угол перекрытия Р соответствующим участком инструмента. Поводок 3 шлифовально.-полировального станка. расположен над серединой обрабатываемого участка поверхности, при этом сферические пальцы инструмента и поводка контактиру1016139 4 ют друг с другом. На поперечине 4 установлены рычаги 5, несущие отжимные ролики б и сильфоны 7.

На поводке 3 под углом с к плоскости A-A действия роликов 6 укреплены парные консоли 8 нажимных роликов

9, оси которых связаны с сильфонами .

10, давление в последних Рз(, регули, руют независимо от давления Р и Р> в сильфонах 7, Обработку асферических поверхнос- 10 тей производят следующим образом.

Плоский кольцевой инструмент 1, например, стальной толщиной 2-5 мм с внутренним диаметром на 5-10% большим ширины обрабатываемой поверхности по 5 одну сторону от его оси, и с шириной. на 5-10% меньшей диаметра центрального отверстия изделия, помещают на обрабатываемую поверхность 2 так, чтобы поводок 3 станка, жестко соединен-20 ный с поперечиной 4 инструмента, приходился на середину обрабатываемой кольцевой зоны изделия ° Ось вращения инструмента удерживают в неизменном положении с помощью шарнирно укрепленных спиц инструмента и сферического центрального пальца поводка 3 станка, Инструмент при" водят во вращательное движение вместе с изделием благодаря силам трения между ними с частотой 50-200 об/мин °

Деформирование инструмента в осевом направлении производят как отжимными роликами б, передающими давление

Р и P от с ..;яьфонов 7 через рычаг 5 на свисающие части инструмента снизу. 35 вверх, так и нажимными,роликами 9, передающими давление Р „ от сильфонов ,10 на верхнюю поверхность вращающегоIce инструмента — сверху вниз. Давле- ния в сильфонах изменяются в диапазо-40 не 1-5 кг/см.

Углы сС консолей 8 и давления Р1, Р и Рд,- подбирают с учетом того, что ъ произведение зпюры давления инструмента на скорость иэделия относитель-45 но инструмента в каждой зоне должно соответствовать припускам в этих зонах, подлежащим съему. Корректирование укАанных параметров осуществляют по результатам оптических иэмере- 50 ний обрабатываемой поверхности как от сеанса к сеансу, так и непосредственно в процессе обработки благодаря тому, что большая часть обрабатываемой поверхности открыта и свободна от инструмента„.

Шлифование производят свободным абразивом. Для полирования рабочую поверхность инструмента покрывают .просмоленным сукном. Обработку производят на оптических станках в верти- 60 кальным расположением нижнего шпинделя, например, станках типа Шй.

Устранение местных и общих ошибок и повышение .тем самым точности обработки, а также расширение диапазона обрабатываемых деталей обеспечивают оперативно, изменяя эпюру давления инструмента на изделие путем деформи рования инструмента в осевом направлении роликами б н 9 с помощью сильфонов 7 и 10. Указанного эффекта. достигают только при выполнении внутреннего диаметра инструмента на 5-10%. большим ширины обрабатываемой поверх" .ности, а ширины его на 5-10% меньшей диаметра центрального отверстия изделия. Объясняется это тем, что.в этоМ случае имеет место монотонное изменение углов перекрытия Р всех зон изделия соответствующими участками инструмента. Если свисающие части инстру» мента также находятся в зоне обработки, углы перекрытия ими краевых зон изделия резко возрастают, что неизбежно приводит к большому пересъему стек. ла в этих зонах иэделия. Известно, что устранение ошибок типа заваленный край относится к числу особенно трудоемких операций, практически приходится всю поверхность обра-,. батывать заново.

Деформирование инструмента в осевом направлении в предлагаемом спосо-. бе.и связанная с этим возможность ре" ализации практически любой эгюры дав.ления, необходимой в том или ином конкретном случае получения заданной асферической поверхности, помимо повышения точности обработки обеспечивает также и расширение диапазона получаемых поверхностей по их урав" нениям, благодаря тому, что обработку поверхностей высоких порядков про" изводят здесь аналогично получению поверхностей второго порядка.

Различные по уравнениям асферические детали, имеющие близкие размеры (в пределах 5-10%) ширины их рабочей части, можно получать предлагаемым способом при помощи одного и гого же инструмента. Целесообразно снабдить станок стандартным набором инструментов (пополняемым затем s процессе его использования), что поэ. воляет существенно уменьшить время и стоимость подготовки производства.

Инструмент по предложенному способу покрывает не всю образующую изделия, а только ее полрвину, что позволяет при прочих равных условиях не только уменьшить габариты инструмента, но и увеличить крутизну получаемых поверхностей.

1016139 Риг. 7

4-4 иобериуто

Фиа 4

Составитель А.Козлова

Техред M.Teriep

Редактор й. Химчук

Корректор Ю.Макаренко т

Филиал ППП Патент, r.Óærîðîä, ул.Проектная, 4

Заказ 3286/16 Тираж 795 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изооретения к откратий113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д..4/5