Способ обработки оптическихдателей

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11848300 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 120779 (21) 2794745/25-08 (51)М. Кл.з чх присоединением заявки ¹

В 24 В 13/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открыт» и (23) Приоритет

Опубликовано 230781.Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 230781 (53) УДК 621. 923..5(088.8) t

j .:" .>

1 (72) Автор изобретения

Л.Е. Липовецкий (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ ния 1.11

Изобретение относится к абразивной обработке и может быть использовано при изготовлении оптических деталей со сферическими и асферическими поверхностями на универсальных программных станках.

Известны способы формообразования оптических поверхностей с помощью трубчатого инструмента, перемещаемого параллельно одному из радиальных нацравлений иэделия. В известной схеме обработки имеет место линейный контакт тонкостенного инструмента с .иэделием, принимающим в конце обработки форму, приближающуюся к эллиптической благодаря геометрическим свойствам данной схемы формообразоваНедостатком этого способа являет- 20 ся низкая точность и узкий диапазон получаемых поверхностей, так как возможна обработка только эллипсоидов вращения вокруг малой оси, т.е., не содержащей. фокусов эллипсоида, что 25 объясняется весьма малыми геометрическими возможностями данной кинематической схемы обработки, в которой инструмент имеет движение только вдоль одной из осей. 30

Кроме того, активная площадь контакта изделия.с инструментом, который рассматривается в данной схеме формообразования как бесконечно тонкий

1 полый цилиндр, здесь весьма мала,что снижает производительность труда при обработке деталей, утолщение же стенки инструмента приводит к увеличению методической погрешности геометричес-кой формы изделия, а попытки увеличить удельное давление — к появлению глубоких царапин на оптической поверхности изделия.

Наиболее близким к предлагаемому является способ обработки оптических деталей вращающимся трубчатым инструментом, предусматривающий использование Г-образного шпинделя изделия и перемещение инструмента в радиальном направлении изделия по расчетной траектории, .представляющей собой дугу окружности, центр которой движется по некоторой кривой или находится вне оси иэделия.

Предлагаемый способ позволяет получать, хотя и с невысокой точностью„ выпуклые эллипсоиды вращения вокруг большой оси и поверхности, близкие к параболоидам и гиперболоидам (2).

848300

Однако вогнутые оптические поверхности и выпуклые поверхности высоких порядков обработать здесь невозможно, а поверхности второго порядка могут быть получены только приближенно.

Причина этого заключается в том, что по данной схеме формообразования оптических деталей уравнения получаемых поверхностей описывается алгебраическими кривыми, iодержащими радикалы, при разложении которых в ряды и отбрасывании всех членов, начиная с членов третьего порядка, получаются (приближенно) уравнения поверхностей второго порядка.

Активная площадь контакта иэде. — . лия с инструментом здесь так же, как и в предыдущем случае, остается весьма малой из-за незначительной ширины пятна контакта обрабатываемой выпуклой криволинейной поверхности с прямолинейными образующими цилиндрической поверхности инструмента, вследствие чего производительность труда так же остается невысокой.

Цель изобретения — повышение точности и производительности обработки.

Указанная цель достигается тем, что по оптических деталей вращающимся трубчатым инструментом путем перемещения его в радиальном направлении изделия по расчетной траектории, обработку . производят толстостенным инструментом, образующая торцовой рабочей части которого выполнена по уравнению обрабатываемой поверхности в зоне экстремального значения ее кривизны: наименьшего — при обработке выпуклых поверхностей и наибольшего — для вогнутых и знакопеременных поверхностей, или по кривой, отклоняющейся от указанной на величину, не превышающую 2-5 диаметров зерен применяемого абразива, движение инструмента в радиальном направлении изделия,при котором среднюю точку его рабочей части перемещают по образующей обрабатываемой поверхности, а нижнюю точку противоположной, нерабочей части—

:по эквидистанте к образующей с зазором относительно нее в 2-5 раз превышающим размер зерен применяемого абразива, осуществляют согласно выражениям:. а

М = (w Y . 810 4. + + Й М i

И 9

-3 +r.со *

И 3

<"-= « О i где Х 1 — координаты центра внут- . °

7 реннего диаметра инстру- . мента, равного 2ч, в системе координат инструмента х, y„ с =« -.(Ì«)- угол между осями инструмента и изделия; припуск на обработку вогнутых и выпуклых поверхностей с учетом соответственно верхних и нижних . знаков; подача инструмента з@ 1 цикл обработки; и — число циклов обработки; у=у(у )- угол наклона к оси у хорды инструмента, соединяющей среднюю точку его раtQ бочей части с нижней точкой нерабочего, приподнятого края, имеющей координаты хд, у

Яд — угол между торцом инстру15 мента и его хордой.

На фиг. 1 изображена схема обработки оптических деталей по предлагаемому способу; на фиг. 2 — вид сверху на зону обработки; на фиг.3 щ развертка зазора между инструментом и изделием.

Торцовая рабочая часть 1 толстостенного трубчатого инструмента 2 соприкасается с обрабатываемой поверхностью 3 изделия 4 на участке 5, внутри которого зазор между инструментом и изделием меньше диаметра зерен применяемого абразива. б.

Нижнюю точку Э нерабочей части 7 инструмента 2 располагают от обрабатываемой поверхности 3 на расстоянии в 2-5 раз превышающем размер зерен абразива б, а наибольшее сближение рабочей части 1 инструмента 2 с обрабатываемой поверхностью 3 через слой разрушенных абразивных зерен предусматривают а .точке А, Образующая торцовой рабочей части

1 инструмента выполнена по уравнению

4О обрабатываемой, например вогнутой поверхности изделия 4 в зоне наибольшего значения ее кривизны, в данном случае — по ее центральной зоне. Эта образующая может также отклоняться от указанной кривой на величину, не превышающую.2-5 диаметров зерен абразива. Остальные размеры инструмента выбирают конструктивно.

Развертка зазора (фиг. 2) между

«@ торцом инструмента 2 и обрабатываемой поверхностью 3 по нормали к плоскости АЭ, перпендикулярной плоскости чертежа (фиг. 1) состоит из активного контактного участка. KAII и участков захвата свежих порций абразива и удаления шлама ЭК и ЭП. На фиг. 2 эти последние участки 8 показаны односторонней штриховкой.

Обработку деталей производят на оборудовании с программным управленифО ем типа станков для обработки криволинейных поверхностей, например лопа.ток турбин и гребных винтов. Сначала заготовку иэделия 4 с исходной, например вогнутой сферической поверх 5 ностью 3 и толстостенный трубчатый

848300 инструмент 2, образующая торцовой. рабочей части 1 которого выполнена по уравнению обрабатываемой поверхности в ее центральной зоне (при обработке же выпуклых поверхностей — по крайней зоне) укрепляют на их шпинделях.

Затем шпиндель инструмента устанавливают под расчетным углом Ы.относительно оси изделия, перемещая шпиндель инструмента параллельно этой оси, инструмент 2 вводят в контакт с обрабатываемой поверхностью 3 и включает систему абразивного автопитания. Обоим шпинделям сообщают вращательное движение. Кроме того, предусматривают одновременное перемещение (в радиальном направлении изделия 35 шпинделя инструмента 2 по его траектории таким образом, что средняя точка А рабочей части 1 инструмента

2 описывает уравнение образующей обрабатываемой поверхности изделия 4, щ а нижняя точка противоположной нерабочей части 7 инструмента 2 движется по эквидистанте к образующей с зазором относительно нее в 2-5 раз превышающим размер зерен применяемого абразива. Это обеспечивается путем расчета программоносителя, устанав- ливаемого в считывающее устройство программного механизма станка, согласно соотношениям:

Хи = ХЭ4 г Gj nd + 7+ Май;

У „« (- гсОб*;

* О где Х„, Y> — координаты центра внутреннего диаметра инструмента, равного 2ч, в системе координат инструмента Х,У;

J =g(y ) — угол между осями инструмента и изделия; припуск на обработку вогнутых и выпуклых поверх- 45 ностей с учетом соответственно верхних и нижних знаков; с — подача инструмента за

1 цикл обработки; .SO и — число циклов обработки; г= g(Y„) â€,угол наклона к оси у хорды инструмента, соединяющей среднюю точку его рабочей части с нижней очкой нерабочего,приподнятого края, имеющей ко-. ординаты уЭ ° уЭ угол между торцом инструмента и его хордой.

Для уменьшения износа шлифоваль- 40 ника его можно алмазировать, например, с гальваническим закреплением зерен. Перед алмазированием проточенный по копиру инструмент. целесообразно прошлифовать в рабочей схеме с 65 целью сглаживания его микронеровнос- тей. Полирование производят описанным инструментом, к которому крепят слой просмоленного сукна.

Точность геометрической формы получаемой поверхности обеспечивается траекторией перемещения инструмента, а требуемая микрогеометрия оптической йоверхности — качеством притира инструмента и изделия, зависящем от их геометрической формы в зоне контакта и от общей площади этой зоны. увеличение производительности труда объясняется тем, что дробление зерен абразива и диспергирование стекла производят здесь на участке

5, значительном по его площади (фиг. 2). Геометрическая форма инструмента на этом участке практически совпадает с формой изделия, отличаясь от нее по знаку. Это превращает данный толстостенный трубчатый инструмент в своеобразный резец-притир, перемещаемый в пространстге по необходимой траектории.

Важным фактором увеличения производительности труда является значительное улучшение условий питания зоны обработки 5 абразивной суспензией, непрерывйо засасываемой и плавно уменьшающийся зазор между инструментом и изделием на участке 8, а также улучшение условий для удаления шлама — частичек разрушенного стекла. .Наряду с обработкой асферических деталей таким же способом и на этом же оборудовании с помощью аналогичного трубчатого инструмента с радиусной торцовой поверхностью можно получать также и сферические детали.

Высокая производительность обработки, минимальные затраты ручного труда на настройку станка и подбор режимов обработки, относительно широкая универсальность инструмента определяют преимущество предлагаемого способа по сравнению с известными способами получения оптических деталей методами притира и сферофрезерования.

Формула изобретения

Способ обработки оптических деталей, при котором вращающийся трубчатый инструмент устанавливают под углом к оси вращения заготовки и перемещают в радиальном направлении заготовки по расчетной траектории, о т л и ч а .ю шийся тем, что, с целью повышения точности и производительности обработки, образующую торцовой рабочей части инструмента выполняют по уравнению обрабатываемой поверхности в зоне экстремального значения ее кривизны или по кривой, 848300

Хи = ЭФг 91.И à - + Nhe y è = (э+ y соз Е; =3-<о где Хн уи кЬординаты центра внутреннего диаметра инструмента, равного 2 ч, в системе координат инструмента Х,у, отклоняющейся от укаэанной на величину, не превышающую 2-5 диаметров зерен применяемого абразива, движение инструмента в радиальном направлении изделия, при котором среднюю точку

его рабочей части перемещают по образующей обрабатываемой поверхности, а нижнюю точку противоположной, нерабочей части — пс. эквидистанте к образующей е зазором относительно нее, в 2-5 раз превышающим размер зерен применяемого абразива, осуществляют согласно выражениям у = g(f„) — угол мелщу осями инструмента и изделия; (+ — припуск на обработку вогнутых и выпуклых поверхностей с учетом соответственно верхних и нижних знаков, д1 — подача инструмента за

1 цикл обработки;

И вЂ” число циклов обработки; Y хорды инструмента, соединяющей среднюю точточку его рабочей части с нижней точкой нерабочего, приподнятого края, имеющей координа15 .. тых, у

Еп — угол между торцом инструмента и его хордой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе щ 1. Авторское свидетельство СССР

Р 117920, кл. В 24 В 11/10, 1958.

2. Авторское свидетЕльство СССР

М 131632, кл В 24 В 13/00, 1959.

Составитель A. Козлова

Редактор A. Шандор Техред M.Êoøòóðà. Корректор С. Щомак

Заказ 5975/18 Тираж 915 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4