Способ обработки крупногабаритных оптических деталей

Авторы патента:

B24B13/06 - шлифование линз, при котором инструмент или обрабатываемая деталь управляются средствами, несущими информацию, например шаблонами, перфолентами, магнитными лентами

Использование: в области технологии автоматизированной обработки оптических поверхностей крупногабаритной астрономической оптики и металлооптики малоразмерным инструментом. Сущность: совершающий круговую осцилляцию малоразмерный инструмент прижимают к детали с расчетным усилием, последовательно перемещают его по дефектным локальным или кольцевым зонам, осуществляя съем материала . При этом траекторию движения инструмента по управляемым координатам задают от системы ЧПУ, обеспечивая положение оси круговой осцилляции инструмента нормально к оптической поверхности в любой ее точке и в одной плоскости с осью детали. Детали сообщают перемещение по круговой управляемой координате С. а инструменту сообщают принудительное регулируемое вращение вокруг собственной оси.3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)5 В 24 В 13/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

К ПАТЕНТУ 4 (Я Ч (21) 4853110/08 (22) 25.07.90 (46) 2ЭИ1.92. Бюл. М 43 (71) Производственное объединение "Коломенский завод тяжелого станкостроения" (72) Г.И.Семенов. А.С.Клушин и M.Þ.Äàâûдов (73) Производственное объединение "Коломенский завод тяжелого станкостроения" (56) 1. Витриченко Э.А. и др. Методы изготовления астрономической оптики. вЂ” М.:

1980, Наука. с. 22-25;

2. Паспорт автоматизированного оптического станка мод. АД 1000М. вЂ” М.; НПО

Оптика, 1986, с, 8-10, 3. Патент США

Ю 4128968, кл. 51-54, 1978. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХХ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к технологии . автоматизированной обработки оптических поверхностей крупногабаритной астрономической оптики и металлооптики малоразмерным инструментом.

Известны способы автоматизированной обработки оптических поверхностей (1).

Известен способ обработки, реализованный а автоматизированных оптических станках моделей АД1000М и АД2000М, разработанных НПО "Оптика", г. Москва(2). По этому способу предварительно обработанная и осветленная деталь устанавливается на неподвижный стол. Шпиндель осцилляции может перемещаться только по трем координатам Х, Y и 2 с управлением от системы ЧПУ или ЭВМ. Инструмент, совершая

Gal 1777577 АЗ (57) Использование: в области технологии автоматизированной обработки оптических поверхностей крупногабаритной астрономической оптики и металлооптики малораэмерн ым инструментом. Сущность: совершающий круговую осцилляцию малоразмерный инструмент прижимают к детали с расчетным усилием, последовательно перемещают его по дефектным локальным ипи кольцевым зонам, осуществляя съем материала. При этом траекторию движения инструмента по управляемым координатам задают от системы ЧПУ, обеспечивая положение оси круговой осциппяции инструмента нормально к оптической поверхности в любой ее точке и в одной плоскости с осью детали. Детали сообщают перемещение по круговой управляемой координате С, а инструменту сообщают принудительное регулируемое вращение вокруг собственной оси. 3 ил. круговое осциплирующее движение, прижимается к изделию и по командам системы

ЧПУ перемещается по зонам оптической поверхности. Управляющая программа системы ЧПУ рассчитывается на основе топограммы. Учитывается время пребывания инструмента в каждой локальной зоне, ° то есть величина снимаемого припуска, направление и скорость перемещения инструмента. Усилие прижима остается постоянным.

Наиболее близким по технической сущности является способ обработки крупногабаритных оптических деталей (3), при котором совершающий круговую осцилляцию малоразмерный инструмент прижимаloT к детали с расчетным усилием и

1777577 последовательно перемещают его по локальным дефектным или.кольцевым зонам, осуществляя сьем материала. При этом траекторию движения инструмента по управляемым координатам задают от системы ЧПУ, 5 обеспечивая положение оси шпинделя круговой осцилляции нормально к оптической поверхности в любой ее точке. Это исключает осевую осцилляцию инструмента, тогда как по способу (2) наклон оси круговой ос- 10 цилляции для.слежения эа нормалью к оптической поверхности не предусматривается.

Недостатком данного способа является то, что асферизация изделий при сьемах в 15 несколько десятков микрон практически нео- существима, так как требует перемещения инструмента по кольцевым зонам с высокой скоростью, что при позиционировании порталом неприемлемо. 20

Цель изобретения вЂ” повышение производительностии.

Сущность изобретения в том, что согласно способу обработки крупногабаритных оптических деталей малоразмерному 25 инструменту сообщают круговую осцилляцию, перемещают его в плоскости, перпендикулярной оси детали, и нормально к обрабатываемой поверхности путем поворота инструмента. Оси оптической детали и 30 круговой осцилляции располагают в одной плоскости, поворот инструмента осуществляют в упомянутой плоскости, при этом детали сообщают поворот вокруг своей оси.

На фиг.1 изображена схема, показыва- 35 ющая текущие координаты шпинделя круговой осцилляции; на фиг.2 вЂ” схема, показывающая текущее положение координат локальных дефектных зон; на фиг.3вЂ” станок для осуществления способа обработ- 40 ки крупногабаритных оптических деталей.

Способ осуществляется следующим образом, В исходном положении оптическую деталь 1 (см. фиг.1) закрепляют на планшайбе 45

2 станка ориентированно относительно линейной координаты Х и круговой координаты С так, чтобы ось вращения детали 1 (экстремальная точка О) совпадала с осью вращения планшайбы 2, При этом шпин- 50 дель 3 круговой осцилляции в исходном по-, ложении занимает вертикальное положение, а его ось совпадает с осью О детали 1.

Затем осуществляют контроль детали 1 55 и на основе полученной топографии обрабатываемой поверхности определяют характер, контуры и координаты локальных дефектных зон (пятен) Л1-Л5 (см. фиг.2).

Каждая иэ таких зон характеризуется линейной координатой Х (или R) и круговой координатой С (углом у ). а также формой и размерами контура дефекта и необходимой величиной сьема материала детали 1. Кроме того, положение каждой локальной дефектной зоны Ji1-Л5 характеризуется линейной координатой Z(cM. фиг. 1) и круговой координатой В, которая определяет положение шпинделя 3 круговой осцилляции нормально к обрабатываемой поверхности 4 под расчетным угломер в зависимости от радиуса ближайшей сферы Йсф детали 1 и координаты Х.

Малоразмерный инструмент 5 (шлифовальник или полировальник) закрепляют s шпинделе 6 (см. фиг.З), установленном с расчетным эксцвнтриситетом е (см. фиг.1) на шпинделе 3 круговой осцилляции. Диаметр инструмента 5 для конкретной топограммы выбирают примерно равным размеру минимальной локальной дефектной зоны Л.

По командам управляющей программы системы ЧПУ шпиндель 3 круговой осцилляции из исходного (вертиКального) положения быстро переводят в точку начала обработки перпендикулярно обрабатываемой поверхности, в детали 1 сообщают поворот вокруг своей оси О.. Оси детали 1 и круговой осцилляции располагают в одной плоскости. Поворот инструмента 5 осуществляют в упомянутой плоскости.

Например, при обработке дефектной зоны Л1 с координатами Х1, 21 Р1 инструменту 5 придают от привода 7 (вм.фиг.3) круговой осцилляции и привода 8 инструмента 5 (при необходимости) плоскопараллельное круговое осциллирующее движение, при этом инструмент 5 прижимается к обраба- . тываемой поверхности4(см. фиг.1) с расчетным усилием. Деталь 1 поворачивают вокруг ее оси на угол у> (см, фиг.2), если дефектная зона Л1 находилась вне линии радиуса диаметральной плоскости Х, При этом шпиндель 3 (см. фиг 1) круговой осцилляции поворачивают вокруг точки 0 на угол Д, а сама точка 0 перемещается в положение 0 с координатами Х, 2 ° Перемещения точки

0 по координатам Х и 2 и поворот на угол

Р> зависящие от вылета инструмента 5 и радиуса ближайшей сферы Я ф детали 1, подсчитывают по формулам известным образом.

Если размеры локальной дефектной эоны Л1 превышают диаметр инструмента 5. то он в относительном движении обходит всю площадь зоны Л1 по траектории и со скоростью, определяемой управляющей программой, при этом шпиндель 3 круговой

1777577 осцилляции отрабатывает от ЧПУ перемещения по координатам Х, Z,P, а планшайбе

2 от ЧПУ сообщают поворот вокруг ее оси 0 таким образом, чтобы обрабатываемая в данный момент часть локальной дефектной эоны, проходила через плоскость Х.

По окончании обработки дефектной зоны Л1откл1очают давление прижима инструмента 5 и привода 7 и 8 (по необходимости).

Далее в зону обработки, сообщая детали 1 поворот вокруг ее оси О, вводят следующую локальную дефектную зону Jlz и так далее, пока не будут обработаны все локальные дефектные зоны.

Затем деталь 1 после отстоя длл выравнивания ее температуры и исключения тепловых деформаций вновь подвергают оптическому контролю, составляется новая .топография и управляющая программа для очередного технологического сеанса. число которых зависит от требуемого качества оптической поверхности 4, а также от предельной разрешающей способности средств контроля.

При необходимости выполнить асферизация изделия с большим (десятки микрон) съемом материала по кольцевым зонам детали 1 по координате С сообщают вращение (поворот) вокруг ее оси 0 с постоянной угловой скоростью. а инструмент 5 перемещают по координате Х в пределах радиуса детали

1 с переменной скоростью. Или, наоборот, детали 1 сообщают вращение вокруг ее оси

О с переменной угловой скоростью, а инструмент 5 перемещают по координате Х с постоянной скоростью. Возможно также со. четание переменных скоростей как по координате 3, так и по координате С.

Во всех случаях программируется в зависимости от радиуса ближайшей сферы

Ray детали 1 отработка перемещений по координатам В и Z. Кроме того, для повышения производительности при больших съемах на предварительных проходах применяют принудительное вращение инс5 трумента 5 вокруг его оси дополнительно к его круговому движению вокруг оси шпинделя 3 круговой осцилляции, что дает возможность изменять величину снимаемого пропуска. В этом случае можно применять

10 как шлифовальники или полировальники, работающие на свободном абразиве, так и алмазные быстроходные шлифовальники с глицериновой эмульсией в качестве СОЖ (высокопроизводительная технология тон15 кого алмазного шлифования вЂ” ТАШ).

Обработка оптической поверхности 4 детали 1 по данному способу значительно сокращает технологическое время, увеличивая производительность за счет уменьше20 ния числа управляемых координат и сокращения наибольшего пути необходимого перемещения инструмента 5 по координате Хдо величины радиуса детали 1(вместо диаметра).

25 А неподвижный портал 9 (см. фиг.3) улучшает условия обслуживания станка и наблюдение за процессом обработки.

Формула изобретения

Способ обработки крупногабаритных

30 оптических деталей, при котором малоразмерному инструменту сообщают круговую осцилляцию, перемещают его в плоскости, перпендикулярной оси детали, и нормально к обрабатываемой поверхности путем пово35 рота инструмента. отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, оси оптической детали и круговой осцилляции располагают в одной плоскости, поворот инструмента осуществляют в упо- .

40 мянутой плоскости, при этом детали сообщают поворот вокруг своей оси.. 1777577 ! I

9 Ьг.Г

1777577

Составитель М.Давыдов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор ЛЛУкач

Редактор A.GeP

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

Заказ 4130 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Способ обработки крупногабаритных оптических деталей

Инструмент для обработки оптических деталей // 1720838

Изобретение относится к абразивной обработке оптических деталей

Устройство для обработки оптических деталей // 1653931

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для шлифования и полирования оптических деталей, например, из мягких материалов и высокоточных деталей

Способ формообразования поверхностей крупногабаритных оптических деталей малым инструментом // 1650395

Изобретение относится к технологии автоматизированного формообразования оптических поверхностей малым инструментом и автоматизированного управления процессом формообразования

Способ обработки крупногабаритных оптических деталей // 1563946

Устройство для обработки оптических деталей // 1495078

Изобретение относится к технологии оптических деталей и может быть использовано для изготовления крупногабаритных зеркал и линз с плоскими, сферическими и асферическими поверхностями высокой точности

Способ формообразования поверхностей оптических деталей // 1324829

Станок для обработки сферических и плоских поверхностей // 419365

Способ обработки вращающимся инструментом асферических поверхностей деталей // 400443

Устройство для обработки асферических поверхностей // 395238

Способ формообразования поверхностей крупногабаритных оптических деталей малым инструментом // 2111106

Способ обработки асферической поверхности составного зеркала // 2243876

Изобретение относится к области обработки оптических деталей и может быть использовано при асферизации поверхностей крупногабаритных составных зеркал телескопов

Устройство для стабильной обработки несферических поверхностей // 2005044

Способ формообразования поверхностей астрономических зеркал // 1779552

Устройство для обработки оптических деталей // 1816659

Устройство для полирования оптических деталей // 1834787

Изобретение относится к абразивной обработке и может быть использовано для полирования оптических деталей

Способ магнитореологической обработки поверхностей оптических деталей малым инструментом // 2592337

Изобретение относится к области технологии обработки оптических деталей и может быть использовано для финишной магнитореологической обработки прецизионных поверхностей оптических деталей. Обрабатываемую деталь приводят во вращение вокруг своей оси, в зону обработки попеременно подают под давлением и отводят магнитореологическую жидкость (МРЖ). Обработку ведут малым инструментом, формируемым в виде сгустка МРЖ, находящейся в зоне обработки и переведенной в вязкопластическое состояние под действием накладываемого на нее магнитного поля. В процессе обработки производят чередование периодов наложения магнитного поля на МРЖ и периодов его снятия. На поверхность обрабатываемой детали воздействуют торцевой поверхностью инструмента в виде сгустка МРЖ, заключенного в ограниченной по объему внутренней полости корпуса инструмента, с образованием площадного пятна контакта с поверхностью обрабатываемой детали. В результате расширяются технологические возможности и повышается производительность обработки. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ формообразования асферических поверхностей крупногабаритных оптических деталей и устройство для его реализации // 2609610

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при формообразовании асферических поверхностей крупногабаритных оптических деталей. Осуществляют перемещение малого инструмента относительно обрабатываемой поверхности по расчетным кольцевым зонам и сообщение ему плоскопараллельного кругового движения с эксцентриситетом относительно оси шпинделя инструмента. Производят одновременное формообразование симметричных зон обрабатываемой поверхности инструментом с двумя жестко связанными между собой малыми полировальниками. Последние установлены со смещением друг относительно друга в одной кольцевой зоне в плоскости, проходящей через ось обрабатываемой поверхности. Одновременно осуществляют наложение на них осцилляции вдоль хорды кольцевой зоны. В результате повышаются точность и производительность формообразования поверхности оптической детали. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл.