Устройство для обработки асферических поверхностей

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 589 1 07 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.10.72 (21) 1841799/08 с присоединениейт заявки № 1 841 402/08 (23) Приоритет (51) М, Кл.

В 24 В 13/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (43) Опубликовано 25.01.78. Бюллетень ЛЪЭ (53) УДК 621.923.5 (088.8) (45) Дата опубликования описания 41.01 Tg (72) Автор изобретения

М. Ф. Агашин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ АСФЕРИЧЕСКИХ

ПОВЕРХНОСТЕЙ

Изобретение относится к оптической промышленности и может быть применено для обработки линз и зеркал, преимущественно асферических.

Известны устройства для обработки криволинейных поверхностей. Заданный профиль поверхности обеспечивается сложным движениеч изделий. В состав этого сложного движения входит несколько взаимосвязанных элементарных движений, например вращений (11.

Сложение движений формообразования на изделии удлиняет кинематическую цепь, обеспечивающую получение профиля, что Но позволяет достичь требуемой точности.

Известные устройства обеспечивакл также получение профиля изделий при KoffllpoB IHHH формы инструмента, шлифовального круга, floворачивающегося вокруг вспомогательной оси.

При этом не достигается точность, предъявляемая к оптическим изделиям, входящим в состав сложных систем, что ведет к использованию трудоемких операций, например ручной ретуши (доводки), для исправления погрешностей изготовления.

Цель изобретения состоит в увеличении производительности труда и повышении точности обработки асферических поверхностей. Согласно из бретению сложное формообразующее движение, обеспечивающее получение профиля изделия, состоит из двух элементарных движений, осу|цсств1яемых столгмп изделия ll инструмента.

Кинематическая связь между этими столачп выполнена жестко, например с помощью бсзлюфтовой . Ioíòî÷íîé передачи.

Шпиндель инструмента, например шлнфовального круга, установлен параллельно и эксцентрично осп с оотвстствующего стола. Это позволяет сообщать осциллирующее двпжс нис шлпфовальному кругу, что повышает качество обраоотки и производительность труда.

Величина эксцентриситета оси шпинделя IIIIстручента относительно оси соответствуюпгего cT01à и ветичина псредаточно.о отношснп» между сто1ахш инструмента и детали, а гакже диамстр шлифовального крх га, определяют ф рму профиля изделия.

Возможны два варианта исполнения станка, обеспсчива|ощего различныс классы получаемых на станке поверхносгей. При усганоьке шпинделей изделия и шлпфовального круга на поворотных столах с параллельными осями 06рабатываемыс поверхности имеют в мерптпональном сечении линии эквидистантные удлпненныч и1H укороченным эпи- или гипоциклопдам. Установка шпинделя пнстручента на воз589107

3О

40

so

55 ьв вратно-посI ательно движущемся столе обеспечивает Ilo, I, II. IIèI поверхностей, в меридиальном сечении которых получаются линии эквидистантные эвольвенте круга (удлиненной или укороченной).

На фиг. 1 дана кинематическая схема устройства с двумя поворотными столами; на фиг. 2 показано расположение основных элементов устройства при обработке выпуклых поверхностей (разрез А — А фиг. 1); на фиг. 3— то же, при обработке вогнутых поверхностей; па фиг. 4 — кинематическая схема при возвратно-поступательном движении стола инструмента; па фиг. 5 — положение узлов станка при обработке вершины изделия; на фиг 6 положение узлов при обработке остальных точек профиля; на фиг. 7 — вид на сменный барабан со стальными лентами.

В станине 1 на подшипниках 2 и 3 усгановлен стол 4. На плоскости стола 4 установлены салазки 5. перемещающиеся в направляюгцих в радиальном направлении. На салазках 5 расположен шпиндель 6 изделия 7. Шпиндель

6 конструктивно может быть объединен с приводом 8, например в виде электрошпинделя (см. фиг, 1).

На подшипниках 9 и 10 установлен второй стол 11, ось которого параллельна оси стола 4.

В радиальных направляюших стола 11 перемешаются салазки 12, на которых установлена стойка 13 с расположенным на ней шпинделем

14 шлифовального круга 15 и приводом 16 к нему.

На валах поворотных столов 4 и 11 устанавливаются сменные барабаны 17 и 18, жестко связанные упругими стальными лентами 19.

Один из столов 4 или 11 получает колебательное вращательное движение от привода, необозначенного на чертеже.

Устройство работает следуюшим образом.

На шпинделе 6 жестко крепится заготовка изделий 7. Смешением салазок 5 по плоскости стола 4 устанавливают заданное положение заготовки относительно оси вращения стола 4.

Устанавливают заданную величину эксцентриситета оси шпинделя 14 шлифовального круга

15 относительно оси стола 11 путем перемегцения салазок 12 со стойкой 13, на которой расположен шпиндель 14 и привод 16 к нему.

Устанавливают заданное межцентровое расстояние между осями столов 4 и 11.

Устанавливают исходные углы между линией, соединяюшей оси столов 4 и 11, и направлением оси шпинделя 6 изделия 7 или направлением перемешения салазок 12. В этом положении столов натягиваются и закрепляются на барабанах 17 и 18 стальные ленты 19. Теперь при повороте любого из столов второй стол поворачивается на угол, определяемый передаточным отношением барабанов 17 и 18.

Устройство готово к работе. Включается привод 8 вращения зготовки, привод 16 шлифовального круга и привод поворота столов.

При взаимосвязанном повороте столов заготовка 7 входит в контакт со шлифовальным кругом и с нее удаляется лишний слой материала. При этом, поскольку межцснтровое расстояние между осью стола 4 и осью шпинделя 14 шлифовального круга 15 постоянно изменяется, изделие получает асферпческую форму, определяемую величиной эксцентриситета оси шлифовального круга относительно оси стола 11, диаметром шлифовального круга, передаточным отношением между столами 4 и 11, а также исходным положением столов 4 и 11 относительно линии, соединяющей их оси. Смена заготовок производится в положении, когда ось шпинделя 6 направлена в сторону от шлифовального круга 15.

При расположении оси поворота стола

11 шпинделя шлифовального круга внутри окружности, очерченной вершиной изделия при

его врашении вокруг оси стола 4, получаем на изделии поверхности эквидистанстные гипоциклоидам, а при расположении этой оси вне окружности, очерченной вершиной изделия, получаем профиль поверхности эквидистанстный эпициклоидам. Соответствующий выбор параметров настройки станка позволяет на ограниченном размерами детали участке, заменить заданную кривую профиля изделия эквидистантой к циклоидальным кривым с требуемой степенью точности.

На фиг. 4 — 7 представлен вариант исполнения станка с поступательным движением стола инструмента.

Станок имеет шпиндель 20 заготовки и привод 21 к нему, которые расположены на поворотном столе 22 и могут иметь установочное перемещение. Поворотный стол установлен в станине 23, например на подшипниках 24, 25.

Установочное перемещение шпинделя 20 на заданную величину радиуса заготовки и ее толщину осуществляется с помощью салазок 26, установленных на плоскости стола 22. Стол

27 станка перемещается в направляющих

28 станины 23. На столе 27 перпендикулярно к направлению его движения установлены поперечные салазки 29, на которых крепится стойка

30 со шпинделем 31 инструмента 32 и приводом вращения к нему 33.

Поперечные салазки 29 могут иметь установочное перемещение на заданную величину радиуса заготовки или движение подачи при снятии с заготовки большого припуска. Это движение осуществляется от специального привода или вручную. После достижения необходимой толщины заготовки в ее вершине, салазки 29 останавливаются, например на жестком упоре и осуществляется «выхаживание», т. е. обработка профиля изделия без подачи.

Малый припуск на заготовке может быть снят за один проход, в этом случае салазки 29 имеют только установочное перемещение. Под столом

27 в станине 23 располагается привод возвратно-поступательного движения стола, например гидроцилиндр (на схеме не показан). С помощью двух щечек 34 и 35 жестко соединенных со столом 27 и двух стальных лент (тросов)

36 и 37, закрепленных на шечках 34 и 35 и перекинутых через съемный барабан 38, установленный на оси поворотного стола, осуществляется жесткая кинематическая связь между перемещением стола 27 и поворотом стола

22 вместе с заготовкой 39.

589107

Работает станок следующим образом. В центральном положении стола 27, когда ось заготовки 39 совпадает с перпендикуляром к направлению движения стола 27, проходяшим через ось шлифовального крута 32, устанавливают перемешением салазок 26 и 29 значение радиуса кривизны заготовки при ее вершине.

При заданном диаметре круга 32 подбором диаметра съемного барабана 38 устанавливают закон профиля заготовки. Включается привод

33 врашения шпинделя 31 шлифовального круга, привод 21 вращения шпинделя 20 заготовки, привод подачи шлифовального круга вместе с салазками 29 в направлении, перпендикулярном движению стола 27, и привод возвратнопоступательного движения стола 27 в направляюших 28.

При движении стола 27 ленты 36 и 37 с помощью щечек 34 и 35 вращают поворотный стол 22 вместе с заготовкой 39. Поскольку стол

22 поворачивается в подшипниках 24 и 25, установленных в станине 23, то ось поворота заготовки относительно станины неподвижна.

Ось же вращения круга 32 смешается вместе со столом 27, при этом величина межцентрового расстояния между осью поворота заготовки и осью шлифовального круга увеличивается. Радиус круга 32, например алмазного, практически можно принять постоянным, тогЕа при повороте заготовки радиус ее кривизны:ео тепенно будет увеличиваться.

Профиль обрабатываемой поверхности в осевом сечении ое1исывается эквидистантой к эвольвентным кривым и чожет быть приближсH к заданному, на ограниченном учасеке, с необходимой степенью точности.

Вращение заготовки вокруг своей оси обеспечивает получение поверхностей вращения с одной осью симметрии.

Возможна обработка и при заторможенных шпинделях 1 и 6 изделия. В этом случае шлифовальному кругу сообшается дополнительное возвратно-поступательное перемешение вдоль оси. Поверхность заготовки получается в виде

-некругового цилиндра с одной плоскостью симметрии.

Кроме того. возвратно-поступательное движение шпинделя обеспечивает равномерный износ шлифовальног0 круга и может использоваться при обработке также и тел вращения.

Шлифовальный круг для обеспечения его равномерного износа, получения более высокого качества поверхности и увеличения производительности труда может получать осциллируюшее движение вдоль оси шпинделя. Привод осциллируюшего движения может быть расположен, например в стойке 13 или 30.

В ряде случаев для получения заданного профиля заготовки могут применяться эксцентрично расположенные или некруговые ба абаи, обеспечивающие переменное передаара аточное отношение между столах 4 11. Б. .1и и . араоан также может устанавливаться эксценэрично, что озволяет .дополнительно управл формой поверхности обрабать ваемого изде- лия. Подшипники 2, 3, 9, 10. 24, 25 и направляющие 28 должны обладать высокой точностью и плавностью работы, лучше всего этим требованиям отвечают аэростатические и гидростатиtO ческие опоры.

Таким образом, жесткая кинематическая связь между перемещением изделия и инструмента позволяет получать разнообразные по форме и размерам детали, профиль которых

15 определяется параметрами настройки станка а именно передаточным отношением между столами, величиной и направлением эксце-,трисигетов изделия и инструмента, радиусоч шлифовального круга, принципиальной схемой станка.

И го спользование при обработке только простейших движений: вращений и прямолинейных перемещений, обеспечивает высокую точность обработки при значительной производительности, т. к. исключаются ручные операции доводки.

Формула изобретения

Г

1. Ъстроиство для обработки асферичсских и >верхностей, содержагцее танину два у, два подвижныхх лола, на о.епоч из которых устаповл H шпицдсль инструмента, а на другом — шпиндель Ifç.÷p.3èÿ, ос ь которого перпендикулярна оси стола, и привод, отличающееся тсм. что, с целью увеличения производительностн ости тр да и точности обработки асферических поверх35 ностей, оси сто IQB расположены параллельно, при этом столы связаны жесткой кинематической связью, а шпиндель инструмента расположеее эксцентрично и параллельно оси стола, на котором он установлен. . Устроиство по и. l отличающееся тем что

4О ж есткая кинематическая связь выполнена в виде металлических лент, при этом подвижные столы выполнены поворотными.

3. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что жесткая кинематическая связь выполнена в виде двух стальных тросов, перекинутых ve ез барабан, при этом стол со шпинделем изделия выполнен поворотным, а стол со шпинделем инструмента перемешаюшимся возвратно-поступательно.

Источники информации, принятые во вни.чаННр при экспертизе:

1931.

Патент США № 181740 о, кл. 51 — 58, 589107 (До.«, 7

Составитель Н. Ермакова

Редактор Н. Хлудова Техред О. Луговая Корректор Л. Небола

Заказ 311/11 Тираж 1069 Подписное

ЦН ИИ П И Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 415

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4