Устройство для обработки сферических деталей

 

Изобретение относится к области обработки твердых хрупких неметаллических материалов и может быть использовано при изготовлении сферических микролинз для узлов функциональной микроэлектроники и световодных систем связи и передачи информации. Цель изобретения - повышение точности, качества и производительности обработки сферических микролинз диаметром до 0,5 мм. Для этого верхний инструмент 2 связан с приводом вращения посредством эксцентрикового механизма и сопрягается с пальцем 5 эксцентрикового механизма с зазором для обеспечения движения обкатки, а сепаратор выполнен составным в виде двух колец - внутреннего 4 и наружного 3 с отверстиями под обрабатываемые детали. Кольца устанавливают одно в другое с зазором, при этом внутренний и наружный диаметры соответственно наружного и внутреннего колец связаны соотношением Д<SB POS="POST">2</SB> = (1,01... 1,03) Д<SB POS="POST">1</SB>, а диаметр центрального отверстия внутреннего кольца больше диаметра центрирующей втулки 6 на величину не менее эксцентриситета L. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 В 24 В 11/02, 37/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4166632/40-08 (22) 25.12.86 (46) 15.04.89. Бюл. № 14 (72) В. A. Войнов, F. В. Штавеман, С. M. Басов и В. Ф. Фаловский (53) 621.923.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 181515, кл. В 24 В 37/04, 1962. (54) УСТРОЙСТВО ДЛ Я ОБ РАБОТ КИ

СФЕРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к обработке твердых хрупких неметаллических материалов и может быть использовано при изготовлении сферических микролинз для узлов функциональной микроэлектроники и световодных систем связи и передачи информации. Цель изобретения — повышение точ„„Я0„„1472224 ности, качества н прои: водительности обработки сфери еcI Ilx микролинз диаметром,l()

0,5 мм. Для этого верхний дисковый ннструмеHT 2 связан приводом врагцения посредством эксцентр иково го I Ipx 3 I I IIçì а и сопрягается с пальцем 5 эксцентрикового механизма с зазором для обеспечения движения обкатки, а сепаратор выполнеll составным в виде днуx колеll, — — внуTðl. IIIII ãî и наружного 3 с отверстиями под обрабатывас ые дета IH. Кольца устанавливают одно в другое с зазо)эом, при этом внугрснний и наружный диаметры соответственно наружного и внутреннего колец связаны соотношением 0 =(1,01 — 1,03)0I, и диаметр центрального отверстия внутреннего кольна болыпе диаметра центрируюгцеll в гулки 6 на величину не менее эксцентриситета I . 3 ил, 1472224

Изобретение относится к обработке твердых хрупких неметаллических материалов и может быть использовано при изготовлении сферических микролинз для узлов функциональной микроэлектроники и волоконнооптических систем передачи.

Цель изобретения — повышение точности, качества и производительности обработки сферических деталей диаметром до

0,5 мм из твердых хрупких неметаллических материалов (оптического стекла, сапфира, граната, кварца и т. п.).

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3— составной сепаратор.

Устройство содержит нижний 1 и верхний 2 дисковые инструменты. Между рабочими поверхностями дисковых инструментов

1 и 2 расположен составной сепаратор, выполненный в виде колец 3 и 4 с отверстиями, в которых обрабатываемые сферические детали размещены в два ряда.

Нижний дисковый инструмент 1 неподвижный, а верхний дисковый инструмент 2 связан с приводом вращения посредством эксцентрикового механизма и сопрягается с пальцем 5 эксцентрикового механизмма с зазором, что обеспечивает движение обкатки верхнего инструмента относительно пальца. Кольца 3 и 4 установлены одно в другое с зазором, обеспечивающим обкатку внутреннего кольца по внутреннему диаметру наружного кольца и, таким образом, смену местоположения сферических деталей относительно друг друга. Диаметры D и 0 колец 3 и 4 связаны между собой отношением

D g= (l,01 — 1,03)D,.

Составной сепаратор свободно насажен на центрирующую втулку 6, причем диаметр

d центрального отверстия внутреннего кольца должен быть больше диаметра центрирующей втулки на величину не менее эксцентриситета.

Устройство работает следующим образом.

Привод вращения с постоянной частотой <о вращает эксцентрик с пальцем 5, который сообщает верхнему дисковому инструменту 2 планетарное движение, а за счет зазора в сопряжении инструмента с пальцем — дополнительное вращательное движение или движение обкатки. Сила Р трения между верхним инструментом и пальцем направлена эксцентрично относительно верх- него инструмента, что заставляет его поворачиваться вокруг своей оси с частотой о . Сложение этих двух движений дает циклоидальную траекторию рабочего движения обрабатываемых деталей, причем от соотношения частот о1 и а вращения зависит плотность траектории. Величина частоты вращения ю зависит от разности диаметров пальца и отверстия в верхнем инструменте, силы трения между пальцем и верхним инструментом и силы сопротивления со стороны сферических деталей. Разность диаметров пальца и отверстия составляет

0,5 — 1,0 мм, что дает соотношение а = (0,1 — 0,3) ei

При меньшем зазоре возможно слипание инструмента и пальца и тогда озг=а, при большем зазоре о ((ьь В обоих случаях это приводит к снижению точности, качества и производительности обработки.

Составной сепаратор ь процессе обработки увлекается обрабатываемыми деталями и также совершает планетарное движение с вращением вокруг своей оси с частотой аз=0,5м. Благодаря зазору между кольца, ми внутреннее кольцо 4, обкатываясь по внутреннему диаметру наружного кольца 3, совершает относительно последнего также планетарное движение, что приводит к «отставанию» внутреннего кольца относительно

20 наружного, т. е. к соотношению ю4(оз. В результате сферические детали, расположенные во внутреннем кольце сепаратора, меняют свое положение относительно деталей, расположенных в наружном кольце, что устраняет появление так называемого «клина», т. е. разноразмерности деталей. Разность между ьз и ь зависит от соотношения между Di и 0 . При Dz(1,01 Di затрудняется относительное перемещение колец, при 0 )1,03. D относительное перемещение

30 колец слишком велико, что нарушает циклоидальную траекторию движения деталей во внутреннем кольце и снижает точность и качество обработки.

Диаметр d центрального отверстия внутреннего кольца должен быть больше ди35 аметра центрирующей втулки 6 на величину не менее эксцентриситета е. При невыполнении этого условия нарушается циклоидальная траектория рабочего движения сферических деталей.

На предлагаемом устройстве были обрабо40 таны опытные партии сферических микролинз диаметром 2,52 мм; 1,3 мм; 1,0 мм;

0,8 мм и 0,5 мм из оптического стекла марки ТФ-5, кварца КВ, сапфира и граната. При этом величина эксцентриситета е

45 составляла 6 мм, зазор в сопряжении верхнего инструмента с пальцем эксцентрика составлял 0,6 мм, а диаметры D и D> были равны соответственно 80 и 81 мм.

Количество одновременно обрабатываемых сферических микролинз составляло 48 шт.

5р При частоте вращения привода верхнего инструмента. равной 200 об/мин, (op=24 об/

/мин, 0)3=12 об/мин и со4 9 об/мин.

В зависимости от обрабатываемого материала использовались алмазные суспензии и суспензии из карбида бора различной

55 зернистости. Обработка велась в несколько переходов с постепенным снижением зернистости абразивного материала. В результате

1472224 получены сферические микролинзы с точностью по диаметру )-0,002 мм и с отклонением от сферичности не более 0,001 мм.

Формула изобретения

Устройство для обработки сферических деталей, содержащее верхний и нижний дисковые инструменты, один из которых связан с приводом вращения посредством эксцентрикового механизма и установлен на пальце последнего с зазором, и сепаратор для разделения деталей одна от другой, свободно насаженный на центрирующую втулку, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, качества и производительности обработки, сепаратор выполнен составным в виде двух установленных одно в другое колец с отверстиями под обрабатываемые детали, смещенными к внутреннему и наружному диаметрам, соответственно наружного и внутреннего колец, при этом диаметр центрального отверстия внутреннего кольца больше диаметра цент10 рирующей втулки на величину не менее эксцентриситета, а внутренний диаметр наружного кольца выбран из условия D =

=(1,01 — 1,03)Di, где Di — наружный диаметр внутреннего кольца.

1472224

Составитель А. Козлова

Редактор А. Ревин Техред И. Верес Корректор И. Муска

Заказ 544/14 Тираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, М оскв а, Ж вЂ” 35, Рау шска я н аб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101