Устройство для шлифования и полирования оптических деталей с асферическими поверхностями

 

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано для шлифования и полирования асферических выпуклых поверхностей оптических деталей. Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение производительности путем сокращения количества элементов привода инструмента и обеспечения сложения в процессе работы трех вращательных движений. От электропривода 1 вращение передается к входным кривошипам 3 и 4 сферического пятизвенного механизма, в результате чего шатуны 5 и 6 и соответственно расположенный в кинематической паре их соединения шпиндель 7 инструмента 8 совершает движение по определенной траектории. Стол 11 совершает как вращательные, так и возвратно-поступательное перемещения. В связи с тем, что инструмент 8 имеет радиус, перекрывающий вертикальную ось обрабатываемой детали 10, обеспечивается обработка всей асферической поверхности. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

<О

3-1

I ! !

I !

Г !

I

I !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4606709/31-08 (22) 21.11.88 (46) 07 ° 11.90. Бюл. М- 41 (71) Грузинский политехнический институт (72) Н.С.Давиташвили, В.С.Сыромятников, Э.M.Áåëèêoâ, И.Л.Цотадзе и Г.С.Шарашенидзе (53) 621.8-209-,3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 9!425!, кл. В 24 Б 13/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ И ПОЛИРОВАНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ С АСФЕРИЧЕСКИМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ (57) Изобретение относится к области станкостроения и может быть.использовано для шлифования и полирования асферических выпуклых поверхностей оптических деталей. Целью изобрете-ния является упрощение конструкции

„.Я0„„1604569 А 1

2 и повышение производительности путем сокращения количества элементов привода инструмента и обеспечения сложения в процессе работы трех spaщательных движений, От электропривода вращение передается к входным кривошипам 3 и 4 сферического пятизвенного механизма, в результате чего шатуны 5 и 6 и соответственно расположенный в кинематической паре их соединения шпиндель 7 инструмента 8 совершает движение по определенной траектории„ Стол 11 совершает как вращательные, так и возвратно-поступательное перемещения. В связи с тем, что инструмент 8 имеет радиус, перекрывающий вертикальную ось обрабатываемой детали 10, обеспечивается обработка всей асферической поверхности. 2 ил.

1604569

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для шлифования и полирования асферических .выпуклых поверхностей оптических деталей, Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение производительности путем сокращения коли" чества элементов привода инструмента 10 и обеспечения сложения в процессе работы трех вращательных движений.

На фиг1 показана кинематическая схема устройства для шлифования и полирования оптических деталей асфери- 15 ческими поверхностями; на фнг.2 — кинематическая схема пятизвенного сферического механизма.

Устройство состоит из привода 1, установленного на станине 2. Привод 20

1 связан входными кривошипами 3 и 4 пятизвенного сферического механизма.

В кинематической паре соединенных шатунов 5 и 6 установлен шпиндель 7 с инструментом 8, связанный с отдельным 2 электроприводом 9. Все звенья сферического пятизвенного механизма связаны между собой вращательными кинема" тнческими парами, Обрабатываемая де" таль 10 устанавливается на столе 1, 30 связанном . приводом вращения и возвратно-поступательного перемещения в вертикально-продольчом направлении.

Инструмент для шлифования и полирования имеет асферическую вогнутую форму, соответствующую поверхности детали, с таким радиусом, чтобы часть инструмента всегда перекрывала вертикальную ось обрабатываемой детали.

Устройство работает следующим об- g0 разом, От электр о привода 1, уст ановленного на станине 2, вращение передается к Входным кривошипам 3 и 4 сферического пятизвенного механизма, в результате чего шатуны 5 .и б и .соот" ветственно расположенный в кинематической паре их соединения шпиндель

7 инструмента совершает движение по

50 определенной траектории, при этом шпиндель 7 с инструментом 8 совершает вращательное перемещение .по окру у нужности расположенной на асферич " ъ.. еской поверхности оптической детали

10 становленной на столе 11. Стол р у

11 совершает как вращательное, так и возвратно-поступательное движение в вертикальном продольном направлении.

Движение инструмента 8 и вращение обрабатываемой детали осуществляются в противоположных. направлениях. В связи с тем, что инструмент 8 имеет такой радиус, который перекрывает вертикальную ось обрабатываемой детали

10, то этим обеспечивается шлифование и полирование всей асферической поверхности.

Уменьшение времени шлифования и полирования достигается sa счет сложения трех вращательных движений—

Вращение детзли, вращения инструмента как относительно своей оси,так и расположенной на асферической поверхности детали, Достоверность описания точной сферической окружности шпинделя 7 инструмента (фиг.1), т.е. центросоединительным шарниром шатунов сферического пятизвенного шарнирного механизма АСВДК (фиг.2), подтверждается синтезом данного механизма, осуществленного в следующей последовательности.

Сначала выводится уравнение траектории, описываемой центросоединительным шарниром шатунов сферическо.го пятизвенногошарнирного механизма.

Дпя частного случая, когда передаточное отношение между ведущими криво=+1ю а углы О4 и /ою определяющие начальное положение ведущих звеньев, равны нулю, уравнение траектории имеет вид

Ао Вг- АоАВ, + А <Во О, (1) г

A«= sin 1 (cos 1 cos U cos V"

-cos 1 )+sin 1г (cos 1 < cos 1>«cos U хсоя V + sin l,cos 1

А, = sin i

«(1-cos 1,) + sin (1,-U) cos U cos VJ;

В = (соя l,соя 1>cos U cos V +

+ sin 1 cos i>sin U cos V — cos 1<1,}— sin l<;sin V; г ° 2

В1 = sin 1 (cos 11sin U cos Ч— — sin 1 cos U cos Ч) (cos 1

«соя U соя Ч + й.;со»<»п 0» соя Ч вЂ” соя 1 );

В = sin 1 (cos l„sin U cos V; я г

sin 1 < соя U соя Ч) + яхп V

1 - 1 — размеры звеньев сфери5 ческо "o пятизвенника;

U u V - координаты точки С..

При синтезе сферического пятизвенного шарнирного механизма использован метод точечного интерполирования. С

5 1604569 этой целью использовано уравнение U сферической окружности, которое имеет вид и Ч вЂ” текущие координаты какойлибо точки на сферической окружности, Таким образом, имея уравнения (1) и (2), для которых задаются значения сов r=sin Чд вг .п V + sin U sin У„сов V»

Юсов о + сов 11 сов Бц сов Ч cov Ч,(2) д сферической окружности, можно эаклюгде г - радиус окружности, описыва- чить, что определению следуют размеемой на поверхности сферы, 1О ры звеньев. Допускают, что r=l< 1, носящей название сферичес- тогда совместным рассмотрением уравкой окружности; нений (1) и (2) получают четыре урав11О и Ч вЂ” заданные координаты цент- нения с четырьмя неиэвестнымн (1 — ра сферической окружности; 1 ). Имеется

iс t

sin V sin V;+ sin U; sin Б соз V; cos Чд+ cos 11, соз U cos V, соз Ч

-cos 2 = (sin 1 (cos 1 cos U, cos Ч вЂ” соя 1 )+ sin 1 (cos l,cos 1 cos U;cos V, +

+sin 1, соя i sin U cos Ч, - cos 1<)J )sin 1<(cos 1, sin U cos Ч„ -я1п 1 сов U х

, г хсов V;) + sin V;3 (згп 1г(соз 1гсоя U

+sin (1 -U;) cos U; cos V, J5 к sin i< )(cos 1 sin U„ cos V, - sin 1 соя 0>к х cos V;) (cos 1 соя.1гсоз Б cos V, + sin 1 icos 1 sin U, cos Ч,— cos, 1 )) +

2, 4

2 ! иксов -U;cos Ч + sin 1, cos l; cos Ч. — соз 1 ) — sin l sin Ч; ). (3) Действительно, если в уравнение (3) подставим значения координат, допустим,,четырех- точек М (И<,-Ч„), М (УгЧг), М (0 ЧУ) и М (11 Чф), то иэ (3) чтолучим четыре уравнения с четырьмя неизв стньми, решение которых на ЭВМ показало, что точка С сфе" рического пятизвенного механизма на поверхности сферы может описать сферическую окружность с радиусом r, = 35 1 = 1 при следующих размерах звеньев 1 = 1 > = 1 = 3 1

I 3 4 2

Формула изобретения

Устройство для шлифования и поли- 40 рования оптических деталей с асферическими поверхностями, содержащее станину со смонтированными на ней шпинделями для установки детали и инструмента и механизм привода шпинделя инструмента, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения производительности, механизм привода шпинделя инструмента выполнен в виде пятизвенного сферического механизма, включающего два входных звена, размещенных в станине и два соединенных между собой кривошипа, каждьш иэ которых связан с одним из входных звеньев, причем все звенья механизма связаны между собой вращательными кинематическими парами, а шпиндель инструмента размещен в кинематической паре соединения шатунов с возможностью вращательного перемещения.

1604569

Фиг.2

Составитель А.Корнилов

Техред Л.Сердюкова . Корректор JI.Бескид

Редактор Г.Гербер

Заказ 3420 Тираж 603 Подписное

ВНИИПЙ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101