RU1816531C - Method of cutting aspherical surfaces and device for its realization - Google Patents

Method of cutting aspherical surfaces and device for its realization

Info

Publication number
RU1816531C
RU1816531C SU4927525A RU1816531C RU 1816531 C RU1816531 C RU 1816531C SU 4927525 A SU4927525 A SU 4927525A RU 1816531 C RU1816531 C RU 1816531C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tool
spindle
axis
cutting
rotation
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Станислав Рафаелевич Абульханов
Леонид Леонидович Досколович
Original Assignee
Центральное Конструкторское Бюро Уникального Приборостроения Научно-Технического Объединения Ан Ссср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Центральное Конструкторское Бюро Уникального Приборостроения Научно-Технического Объединения Ан Ссср filed Critical Центральное Конструкторское Бюро Уникального Приборостроения Научно-Технического Объединения Ан Ссср
Priority to SU4927525 priority Critical patent/RU1816531C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1816531C publication Critical patent/RU1816531C/en

Links

Abstract

Использование: в станкостроении, при обработке оптических поверхностей: Сущность изобретени : ось первого инструментального шпиндел  смещена относительно оси рабочего шпиндел , при этом частоты их вращени  относ тс , как 1:3. На инструментальном шпинделе со смещением установлен дополнительный шпиндель, частота вращени  которого больше частоты вращени  инструментального шпинДел , при этом резец установлен со смещением относительно оси дополнительного шпиндел . 2 с.п. ф-лы, 5 ил.Usage: in machine tool industry, when processing optical surfaces: Summary of the invention: the axis of the first tool spindle is offset from the axis of the working spindle, and their rotational frequencies are referred to as 1: 3. An additional spindle is installed on the tool spindle with an offset, the rotation frequency of which is greater than the rotation speed of the tool spindle, wherein the cutter is mounted with an offset relative to the axis of the additional spindle. 2 s.p. f-ly, 5 ill.

Description

Изобретение относитс  к станкостроению и может быть использовано при получении оптических поверхностей на материалах, поддающихс  сверхточной обработке резанием .The invention relates to machine tool industry and can be used to obtain optical surfaces on materials that can be machined with ultra-precise cutting.

Цель изобретени  - повышение качества поверхностного сло  зон асферических поверхностей, ограниченных двум  плоскост ми , перпендикул рными оси симметрии асферической поверхности, за счет исключени  периодического врезани  режущего инструмента в обрабатываемую поверхность .The purpose of the invention is to improve the quality of the surface layer of aspherical surfaces bounded by two planes perpendicular to the axis of symmetry of the aspherical surface, by eliminating the periodic incision of the cutting tool into the surface to be treated.

На фиг.1 изображена схема обработки асферических поверхностей в плоскости, проход щей через оси рабочего и первого инструментального шпинделей; на фиг.2 - то ж е, в пространственной системе координат; на фиг.З - схема расчета соотношени  .частот вращени  рабочего и второго инструментального шпинделей; на фиг.4 - устройство дл  обработки зон асферических поверхностей; на фиг.5 -то же, вид сверху. .Fig. 1 shows a diagram of processing aspherical surfaces in a plane passing through the axis of the working and first tool spindles; figure 2 - the same in the spatial coordinate system; Fig. 3 is a diagram for calculating the ratio of rotation frequencies of the working and second tool spindles; Fig. 4 shows a device for treating zones of aspherical surfaces; figure 5 is the same, a top view. .

На фиг. 1-4 стрелка с обозначением А соответствует поступательному перемещению режущего инструмента, кругова  стрелка с обозначением Si соответствует направлению круговой подачи первого инструментального шпиндел  величиной Si, кругова  стрелка с обозначением S2 соответствует направлению круговой подачи второго инструментального шпиндел  величиной $2. Кругова  стрелка с обозначением п соответствует направлению вращени  рабочего шпиндел  с частотой п.In FIG. 1-4, the arrow with the designation A corresponds to the translational movement of the cutting tool, the circular arrow with the designation Si corresponds to the circular feed direction of the first tool spindle with a value of Si, the circular arrow with the designation S2 corresponds to the circular feed direction of the second tool spindle with a value of $ 2. The circular arrow with the designation n corresponds to the direction of rotation of the working spindle with a frequency of n.

Устройство, осуществл ющее способ (фиг.3-4), содержит рабочий шпиндель 1, обрабатываемую деталь 2, резец 3, резцедержатель 4, исполнительный механизм 5, ручной привод 6, второй инструментальный шпиндель 7, ручной привод 8, первый инструментальный шпиндель 9, стойку 10, ручной привод 11, станину устройства 12.The device implementing the method (Figs. 3-4) comprises a working spindle 1, a workpiece 2, a cutter 3, a tool holder 4, an actuator 5, a manual drive 6, a second tool spindle 7, a manual drive 8, a first tool spindle 9, rack 10, manual drive 11, the frame of the device 12.

При этом деталь 2 крепитс  на рабочем .шпинделе 1, установленном на станине 12. На станине 12 укреплена также стойка 10, несуща  первый инструментальный шпиндель 9 и имеюща  ручной привод 11 дл  перемещени  первого инструментального шпиндел  11 так, чтобы его ось оставаласьIn this case, the part 2 is mounted on the working spindle 1 mounted on the bed 12. A stand 10 is also mounted on the bed 12, carrying the first tool spindle 9 and having a manual drive 11 to move the first tool spindle 11 so that its axis remains

(L

СWITH

0000

ел ate

G4G4

параллельной оси рабочего шпиндел  1. На оси вращени  первого инструментального шпиндел  9 установлен ручной привод 8, жестко св занный с вторым инструментальным шпинделем 7. Ручной привод 8 параллельно перемещает ось второго инструментального шпиндел  7 относительно оси первого инструментального шпиндел  9. На втором инструментальном шпинделе 7 установлен ручной привод 6, несущий резцедержатель 4 с рез- цом 3 так, чтобы основна  режуща  кромка резца 3 была смещена относительно оси второго инструментального шпиндел  7. В резцедержателе 4 размещен исполнительный механизм 5, необходимый дл  перемещени  резца 3 в направлении, параллельном оси второго инструментального шпиндел  7.parallel to the axis of the working spindle 1. On the rotation axis of the first tool spindle 9, a manual drive 8 is mounted rigidly connected to the second tool spindle 7. The manual drive 8 parallelly moves the axis of the second tool spindle 7 relative to the axis of the first tool spindle 9. On the second tool spindle 7 is mounted a manual drive 6 carrying a tool holder 4 with a tool 3 so that the main cutting edge of tool 3 is offset relative to the axis of the second tool spindle 7. In tool holder 4 p the actuator 5 necessary for moving the cutter 3 in a direction parallel to the axis of the second tool spindle 7 is positioned.

Дл  обработки резанием зон асферических поверхностей, например эллиптического параболоида, ограниченных двум  параллельными плоскост ми, перпендикул рными оси симметрии асферической поверхности (ось ОУ), необходимо, чтобы, когда окончание режущей кромки резца 3 отстоит на наибольшее рассто ние от оси вращени  рабочего шпиндел  1, оси рабочего 1, первого 9 и второго 7 инструментальных шпинделей и окончание режущей кромки резца 3 находились в плоскости ZOY (фиг,1-2). При этом ось второго инструмен- тального шпиндел  7 должна отсто ть от оси рабочего шпиндел  1 на рассто ние R-rv Ось первого инструментального шпиндел  9 вращаетс  относительно оси второго инструментального шпиндел  7 по окружности радиусом г. В этом случае при вращении детали 2 проекци  оси первого инструментального шпиндел  9 на поверхность детали 2 формирует направл ющую окружность. При вращении оси первого инструменталь- ного шпиндел  9 с частотой, большей в 3 раза частоты вращени  рабочего шпиндел  1 (), проекци  оси второго шпиндел  7 на поверхность детали 2 образует производ щую окружность, котора  без проскальзы- вани  катитс  по образующей окружности. В случае, если ()2 : 1, проекци  оси второго инструментального шпиндел  7 будет формировать на поверхность детали 2 эллипс с полуос ми: (больша ), (меньша ). Эллипс будет сформирован, если частота п вращени  рабочего шпиндел  1 и частота и Зг второго инструментального шпиндел  7 относ тс , как 1:3. При этом вращение оси второго инструментального шпиндел  7 вокруг своей оси обеспечивает движение резца 3 по окружности радиуса п. Величина 2п обусловлена шириной обрабатываемой зоны, а больша  полуось эллипса, определ юща  меньшую границу зоны, равна Q R+2r-П меньша  - . При частоте вращени  резца 3 большей, чем частота вращени  оси второго инструментального шпиндел  7. (), резец 3 движетс  по кривой типа эпициклоида и траекторией своего движени  заполн ет пространство, ограниченное эллипсами зоны. Если отношение длины окружности 2лг1 к длине эллипса с полуос ми a R+2r-n, есть иррациональное число , то крива , образуема  движением резца 3 типа эпициклоида, не замкнута, она имеет бесконечное множество ветвей, пересекающихс  одна с другой. Таким образом может быть достигнута люба  необходима  подача резца 3 по формируемой зоне путем обеспечени  необходимой плотности рисок от резца 3 на обработанной поверхности, В случае, если рассто ние d между ос ми первого 9 и второго 7 инструментальных шпинделей больше г, но при сохранении соотношени  их частот 3:1 второго инструментального 9 и рабочего 1 шпинделей, на поверхности детали 2 может быть сформирован эллипс соответствующей меньшей границы зоны: a-R-t-r+frt-dj-t-n (больша ), (d-r)-n. Таким образом может быть сформирован любой эллипс. Резцу 3 сообщают согласованное с Si 82 и п поступательное перемещение Д необходимое дл  формировани  необходимого профил  обрабатываемой зоны . For cutting zones of aspherical surfaces, for example, an elliptical paraboloid, bounded by two parallel planes perpendicular to the axis of symmetry of the aspherical surface (axis OA), it is necessary that when the end of the cutting edge of cutter 3 is spaced as far as possible from the axis of rotation of the working spindle 1, the axis of the working 1, the first 9 and second 7 tool spindles and the end of the cutting edge of the cutter 3 were in the ZOY plane (Figs. 1-2). In this case, the axis of the second tool spindle 7 must be spaced from the axis of the working spindle 1 by the distance R-rv The axis of the first tool spindle 9 rotates around the axis of the second tool spindle 7 in a circle of radius r. In this case, when rotating part 2, the projection of the axis of the first the tool spindle 9 forms a guide circle on the surface of the part 2. When the axis of the first tool spindle 9 is rotated with a frequency 3 times greater than the speed of the working spindle 1 (), the projection of the axis of the second spindle 7 onto the surface of the part 2 forms a producing circle that rolls without slipping along the forming circle. If () 2: 1, the projection of the axis of the second tool spindle 7 will form an ellipse with half axes on the surface of part 2: (large), (smaller). An ellipse will be formed if the rotational speed n of the working spindle 1 and the frequency and Zg of the second tool spindle 7 are referred to as 1: 3. In this case, the rotation of the axis of the second tool spindle 7 around its axis ensures the movement of the cutter 3 along the circumference of the radius of the item. The value of 2n is due to the width of the treated area, and the semi-major axis of the ellipse, which defines the smaller border of the zone, is equal to Q R + 2r-П less -. When the rotational speed of the cutter 3 is greater than the rotational speed of the axis of the second tool spindle 7. (), the cutter 3 moves along an epicycloid-like curve and fills its path limited by the zone ellipses. If the ratio of the circumference 2lg1 to the length of the ellipse with the half axes a R + 2r-n is an irrational number, then the curve formed by the movement of the cutter type 3 of the epicycloid is not closed, it has an infinite number of branches intersecting one another. Thus, any necessary supply of the cutter 3 along the formed zone can be achieved by providing the necessary density of the marks from the cutter 3 on the machined surface. If the distance d between the axes of the first 9 and second 7 tool spindles is greater than g, but while maintaining their ratio frequencies 3: 1 of the second tool 9 and working 1 spindles, an ellipse of the corresponding smaller zone boundary can be formed on the surface of part 2: aRt-r + frt-dj-tn (large), (dr) -n. In this way, any ellipse can be formed. Cutter 3 is informed of the translational movement D necessary for forming the desired profile of the treated area, consistent with Si 82 and n.

Величины круговых подач Si, 82 резца 3 и частота вращени  рабочего шпиндел  1 определ ют исход  из расчетных режимов резани , а поступательное перемещение А резца 3 наход т из параметров асферической поверхности.The values of the circular feeds Si, 82 of the cutter 3 and the rotational speed of the working spindle 1 determine the basis of the calculated cutting conditions, and the translational movement A of the cutter 3 is determined from the parameters of the aspherical surface.

При такой обработке резанием зоны асферических поверхностей резец 3 всегда ориентирован по касательной к своей траектории , что сохран ет посто нными углы резани  и способствует повышению точности обработки издели .With such a treatment of cutting an area of aspherical surfaces, the cutter 3 is always oriented tangentially to its path, which keeps the cutting angles constant and improves the accuracy of the workpiece.

Например, дл  обработки эллиптических параболоидов, имеющих в сечени х плоскости, проход щие через ось Y параболы , а в сечени х плоскостей, параллельных плоскости XOY - эллипсы.For example, for processing elliptical paraboloids having, in sections, planes passing through the Y axis of parabola, and in sections of planes parallel to the XOY plane, ellipses.

В выбранной на фиг.1-2 системе координат эллиптический параболоид выражаетс  уравнениемIn the coordinate system selected in FIGS. 1-2, an elliptical paraboloid is expressed by the equation

Х2 72 1Г+1Г 2(У-п).X2 72 1G + 1G 2 (U-p).

(1)(1)

где a, b - параметры параболлоида;where a, b are the parameters of the parabolloid;

h - высота формируемого рельефа.h is the height of the formed relief.

Резец 3 совершает движение по кривой типа эпициклоида, которое при отсутствииCutter 3 moves along an epicycloid-type curve, which in the absence of

поступательного движени  резца 3 лежит в некоторой плоскости, параллельной ZOY. Дл  формировани  необходимого профил  зоны требуетс  обеспечить поступательное перемещение Л резца 3 таким, чтобы окончание режущего инструмента принадлежало вс кий раз асферической поверхности. Дл  этого определим аналитическое выражение траектории окончани  резца 3 в системе координат, св занной с вращающейс  деталью 2 при вращении первого 9 и второго 7 инструментальных шпинделей. В выбранной системе координат траектори  движени  оси первого 9 инструментального шпиндел  (Выгодский М.Я.. Справочник по высшей математике. - М.: Наука, 1975, с.811) имеет аид: the translational movement of the cutter 3 lies in a plane parallel to ZOY. In order to form the necessary profile of the zone, it is required to ensure the translational movement of the cutter 3 so that the end of the cutting tool always belongs to the aspherical surface. To do this, we define an analytical expression of the trajectory of the end of the cutter 3 in the coordinate system associated with the rotating part 2 during the rotation of the first 9 and second 7 tool spindles. In the selected coordinate system, the trajectory of the axis of the first 9 tool spindle (M. Vygodsky. Handbook of Higher Mathematics. - M.: Nauka, 1975, p. 811) has the following:

лl

X(R+r+r}cos(n+Si)t-d cos R + r + r(n+Si)t;X (R + r + r} cos (n + Si) t-d cos R + r + r (n + Si) t;

Z()sio(n+Si)t-d.sin R + + r(n+Si)t. (2)Z () sio (n + Si) t-d.sin R + + r (n + Si) t. (2)

Здесь R+r- рассто ние, на которое отстоит ось первого инструментального шпиндел  9 от оси рабочего шпиндел  1;Here R + r is the distance by which the axis of the first tool spindle 9 is spaced from the axis of the working spindle 1;

г - рассто ние, на которое отстоит ось свторого инструментального шпиндел  7 от- носительно второго инструментального шпиндел  9.  d is the distance by which the axis of the second tool spindle 7 is spaced relative to the second tool spindle 9.

Дл  формировани  эллипса на поверхности детали 2 необходимо, чтобы (R+r), п -частота вращени  рабочего шпиндел  1; Si - частота вращени  первого инструментального шпиндел  9. d - рассто ние между ос ми первого 9 и второго 7 инструментальных шпинделей. В этом случае уравнени  (2) примут вид:In order to form an ellipse on the surface of part 2, it is necessary that the (R + r), n -frequency of rotation of the working spindle 1; Si is the rotational speed of the first tool spindle 9. d is the distance between the axes of the first 9 and second 7 tool spindles. In this case, equations (2) will take the form:

cos(4nt)-d cos(3 4nt); sin(4ny)- d sin (3 4 nt). (3) cos (4nt) -d cos (3 4nt); sin (4ny) - d sin (3 4 nt). (3)

Из уравнени  (З) видно, что параметры эллипса, формируемого на поверхности детали 2, завис т от параметра d. Эллипс (3) при соотношении (R+r) r 2:1 будет сформирован при определенном соотношении частоты п вращени  рабочего 1 и частоты S.1 первого инструментального 9 шпинделей, равном . Необходимость такого соотношени  частот обусловлена тем, что, воспользовавшись теоремой Виллиса (метод обращенного движени  - стр. 160 Артоболевский Й.И. Теори  механизмов и машин. - М.: Наука, 1988, с.160) передаточное отношение от рабочего 1 к второму инструментальному 9 шпиндел м относительно водила - звена,It can be seen from equation (3) that the parameters of the ellipse formed on the surface of part 2 depend on parameter d. The ellipse (3) at a ratio of (R + r) r 2: 1 will be formed at a certain ratio of the frequency n of rotation of the working 1 and frequency S.1 of the first tool 9 spindles, equal to. The need for such a frequency ratio is due to the fact that, using the Willis theorem (the method of reversed movement - p. 160 Artobolevsky YI Theory of mechanisms and machines. - M .: Nauka, 1988, p. 160) the gear ratio from worker 1 to the second instrumental 9 spindle m relative to the carrier - link,

соедин ющего центр вращени  рабочего 1 1 и второго инструментального 9 шпинделей при неподвижном водиле, равно:connecting the center of rotation of the working 1 1 and the second tool 9 spindles with a stationary carrier, is equal to:

ий i

Ш1 -(ОН Wl -ftJHW1 - (OH Wl -ftJH

(4)(4)

Однако в неподвижной системе коорди- Ю нат{г;Х}, ,However, in a motionless coordinate system {g; X},,

тогда Utt - + 1-U9H(1)-U9Hra+1then Utt - + 1-U9H (1) -U9Hra + 1

15 ид U9H(1)1-U91H .15 id U9H (1) 1-U91H.

(6)(6)

Допустим, что контактирующие окружности , формируемые рабочим 1 и вторым инструментальным 9 шпиндел ми, контак- Suppose that the contacting circles formed by the working 1 and second tool 9 spindles, the contact

тируют посредством зубчатого зацеплени . При этом окружность, принадлежаща  рабочему 1 шпинделю, характеризуетс  количеством зубьев Zi, а окружность 4, формируема  первым инструментальным 9 шпинделем, Zg.gearing. Moreover, the circle belonging to the working spindle 1 is characterized by the number of teeth Zi, and the circle 4 formed by the first tool spindle 9, Zg.

ТогдаThen

U9ifU9if

(7)(7)

Допущение о контакте окружностей, принадлежащих рабочему 1 и первому 9 инструментальным шпиндел м, посредством зубчатого защеплени  правомерно потому, что образование циклоиды возможно лишьThe assumption of the contact of the circles belonging to the working 1 and the first 9 tool spindles by means of gearing is valid because the formation of a cycloid is only possible

в том случае, когда между контактирующими окружност ми отсутствует проскальзывание . Отсюда следует также, что вращени  рабочего шпиндел  1 и первого инструмен- тального 9 шпиндел  должны осуществл тьс  навстречу друг другу. В этом случае (6) примет видwhen there is no slippage between the contacting circles. It also follows that the rotation of the working spindle 1 and the first instrumental 9 spindle should be carried out towards each other. In this case (6) takes the form

и +5and +5

или UQH 9or UQH 9

Z9+Z1 Z9 + Z1

(8)(8)

(9)(9)

Однако, как было ранее установлено, формирование эллипса на поверхности детали 2 возможно при соотношении радиусов (R+r). Это соотношение определ ет и соотношение Zg; , тогда (9) запишетс However, as was previously established, the formation of an ellipse on the surface of part 2 is possible with a ratio of radii (R + r). This ratio also determines the ratio Zg; then (9) is written

5555

(10)(10)

Откуда следует, что соотношение частоты п вращений рабочего шпиндел  1 и частоты Si инструментального шпиндел  9 должно составл тьIt follows that the ratio of the frequency n rotations of the working spindle 1 and the frequency Si of the tool spindle 9 should be

(11)(eleven)

По эллипсу, определ емому уравнени - ИИ (3), как по направл ющей окружности, катитс  ось производ щей окружности радиусом п, в качестве которой выступает ось второго инструментального шпиндел  7, вращаетс  с частотой $2. В этом случае при частоте вращени  Si первого инструмен- талького 9 шпиндел  меньше частоты вращени  S2 второго инструментального шпиндел  7, т.е. . окончание резца 3 будет формировать кривую типа эпициклоиды . Если отношение длины окружности к длине эллипса (3) есть иррациональное число, то крива  типа эпициклоиды не замкнута, она имеет бесчисленное множество ветвей, пересекающихс  одна с другой. При этом направлени  вращени  первого 9 и второго .7 инструментальных шпинделей дрлжны быть навстречу друг другу по причи не, рассмотренной в предыдущем примере. И тогда все пространство формируемой зоны будет покрыто следами движени  резца 3, пересекающихс  между собой под углом, равным или близким к углу 90°. Такой субмикрорельеф обеспечивает отсутствие ани- зотрории при отражении светового луча от обработанной поверхности, независимо от пространственной ориентации светового луча. Величина Д поступательного резца 3 определ етс  из услови , что Десть рассто ние от.плоскости ZOX вточке, где находитс  в данный момент резец 3, до асферической поверхности (1). Зна  движение первого 9 и второго 7 инструментальных шпинделей, легко определить координаты нахождени  резца 3 в любой момент времени.According to the ellipse defined by the equation - II (3), as along the guiding circle, the axis of the generating circle with a radius of n rolls, which is the axis of the second tool spindle 7, rotates with a frequency of $ 2. In this case, when the rotation speed Si of the first tool spindle 9 is less than the speed S2 of the second tool spindle 7, i.e. . the end of cutter 3 will form an epicycloid-type curve. If the ratio of the circumference to the length of the ellipse (3) is an irrational number, then the epicycloid-like curve is not closed, it has countless branches intersecting one another. In this case, the directions of rotation of the first 9 and second .7 tool spindles should be towards each other for the reason considered in the previous example. And then the entire space of the formed zone will be covered by traces of the movement of the cutter 3, intersecting each other at an angle equal to or close to the angle of 90 °. Such a submicrorelief ensures the absence of anisotroria upon reflection of the light beam from the treated surface, regardless of the spatial orientation of the light beam. The value D of the translational incisor 3 is determined from the condition that Des is the distance from the ZOX plane at the point where the incisor 3 is currently located to the aspherical surface (1). Given the movement of the first 9 and second 7 tool spindles, it is easy to determine the coordinates of the incisor 3 at any given time.

Аналогично может рассчитыватьс  Ди дл  других видов поверхностей, образующих асферические поверхности.Similarly, Di can be calculated for other types of surfaces forming aspherical surfaces.

При таком способе резани  следы после резца образуют на обработанной поверхности незамкнутое бесчисленное множество ветвей эпициклоиды, в результате чего обеспечиваетс  шероховатость поверхности с изотропными свойствами, т.е. обработанна  поверхность имеет одинаковую отражатель- ную способность независимо от того, как со- риентирован в пространстве падающий на нее луч.With this method of cutting, the marks after the cutter form an unclosed countless branches of epicycloids on the treated surface, resulting in a surface roughness with isotropic properties, i.e. the treated surface has the same reflectivity regardless of how the incident beam is oriented in space.

Кроме того, при таком способе резани  режущий инструмент посто нно направлен по касательной к траектории движени  рез- ца, что обеспечивает посто нной ширину стружки. Это способствует снижению уровн  шероховатости и повышению точности обработки.In addition, with this method of cutting, the cutting tool is constantly directed tangentially to the path of the tool, which ensures a constant chip width. This helps to reduce the level of roughness and increase the accuracy of processing.

Устройство работает следующим образом ,The device operates as follows,

На рабочем шпинделе 1 фиксируют де- таль 2 и сообщают рабочему шпинделю 1 вращение с частотой п. После этого сообщают вращение первому инструментальному шпинделю 9 с частотой $2, предварительно сместив параллельно его ось относительно оси рабочего шпиндел  1 на рассто ние R+r. После этого сообщают вращение второго инструментального шпиндел  7 с частотой $2. предварительно сместив параллельно его ось относительно оси первого инструментального шпиндеЛ  на рассто ние d и оси второго инструментального шпиндел  7 режущую кромку резца 3 на рассто ние п. При этом перед началом работы резец 3 установлен в свое начальное положение. Начина  с обработки большей границы имеет место наименьша  глубина резани . Резец 3 первоначально вводитс  в контакт ручным приводом 6 с поверхностью детали 2, а затем резцу 3 сообщают поступательное перемещение Д согласованное с величинами Si, §2 и п, а также согласованное с параметрами асферичности зоны. Обработка зоны продолжаетс  до тех пор, пока обрабатываема  поверхность не будет иметь однообразную шероховатость.Part 2 is fixed on the working spindle 1 and the working spindle 1 is informed of the rotation with a frequency of n. After this, the first tool spindle 9 is informed of the rotation with a frequency of $ 2, having previously shifted its axis parallel to the axis of the working spindle 1 by the distance R + r. After that, the rotation of the second tool spindle 7 is reported with a frequency of $ 2. having previously shifted its axis parallel to the axis of the first tool spindle L by the distance d and the axis of the second tool spindle 7, the cutting edge of the cutter 3 by the distance p. In this case, before starting work, the cutter 3 is set to its initial position. Starting with processing a larger boundary, the smallest depth of cut takes place. Cutter 3 is initially brought into contact by a hand drive 6 with the surface of part 2, and then cutter 3 is informed of translational movement D consistent with the values of Si, §2 and n, and also consistent with the asphericity of the zone. The treatment of the zone continues until the surface to be treated has a uniform roughness.

Согласованное с Si, 82 и п перемещение Д резца 3 предварительно табилируетс  с необходимой точностью, после этого заноситс  в запоминающее устройство (на фиг. не показано), которое с необходимой частотой выдает сигнал на исполнительный механизм 5. В качестве запоминающего устройства можно использовать, например, посто нное запоминающее устройство (ПЗУ) типа К556 ОТ4, РТ5. Указанные микросхемы могут быть запрограммированы на стандартном программаторе на базе ПВМ. Выход ПЗУ соединен с цифровым аналоговым преобразователем , управл ющим исполнительным механизмом 5.Coordinated with Si, 82 and n, the movement D of the cutter 3 is pre-tabulated with the necessary accuracy, then it is entered into a storage device (not shown in Fig.), Which provides a signal to the actuator 5 with the necessary frequency. As a storage device, for example, , read only memory (ROM) type K556 OT4, PT5. These microcircuits can be programmed on a standard FDA-based programmer. The ROM output is connected to a digital analog converter controlling the actuator 5.

Наиболее целесообразным вариантом реализации исполнительного механизма 5 перемещени  резца 3 ввиду небольших (в пределах дес тков микрон) линейных перемещений  вл етс  исполнение в виде прецизионного двигател  малых перемещений, например пьезоэлектрических или электро- гидравлическрго, что обеспечит его высокую жесткость, точность и быстродействие.In view of the small (within tens of microns) linear displacements, the most appropriate embodiment of the actuator 5 for moving the cutter 3 is the execution in the form of a precision small displacement motor, for example, piezoelectric or electro-hydraulic, which ensures its high rigidity, accuracy and speed.

Дл  вращени  инструментальных 7 и 9 и рабочего 1 шпинделей целесообразно использовать пневмоприводы или высокомо- ментные электроприводы.For rotation of tool 7 and 9 and working 1 spindles, it is advisable to use pneumatic actuators or high-torque electric drives.

Оснащение устройства электро- или лневмоприводами и пьезо- или гидравлическимй приводами позвол ет наиболее просто реализовать предлагаемый способ. При этом предлагаема  реализаци  способа сводит к минимуму длину кинематической цепи, чем значительно повышает жесткость, точность и быстродействие работы и исполнительного механизма, что в конечном итоге повышает точность обработки поверхностей.Equipping the device with electric or pneumatic actuators and piezoelectric or hydraulic drives makes it possible to most easily implement the proposed method. Moreover, the proposed implementation of the method minimizes the length of the kinematic chain, which significantly increases the rigidity, accuracy and speed of the work and the actuator, which ultimately increases the accuracy of surface treatment.

Ручные приводы 6, 8 и 11 устройства предназначены дл  предварительной на- стройки, определ емой геометрическими параметрами обрабатываемой зоны, и могут быть выполнены как винтовые пары.Manual drives 6, 8 and 11 of the device are intended for preliminary adjustment, determined by the geometric parameters of the treated area, and can be made as screw pairs.

Контроль за величиной перемещени  Л резца 3 может осуществл тьс  в зависимо- сти от требуемой точности фотоэлектрическим датчиком или интерферометром.The control of the magnitude of the movement A of the cutter 3 can be carried out depending on the required accuracy by a photoelectric sensor or interferometer.

Контроль за величиной частот Si, 82, п может быть осуществлен оптоволоконными или электромагнитными частотомерами. The control of the frequency values Si, 82, n can be carried out by fiber optic or electromagnetic frequency meters.

Преимуществом способа обработки зон асферических поверхностей резанием и устройство дл  его реализации  вл ютс  высокие характеристики по точности и уровню шероховатости обработки, позвол ющие получить фрагменты асферических метал л о- оптических поверхностей с погрешностью формы не хуже 0,5 мкм и шероховатости не более R 0,02 мкм, при этом риски от резца 3 выполнены в виде незамкнутых бесконеч- ных ветвей эпициклоиды. Обработку таких поверхностей с аналогичным качеством поверхностного сло  не может обеспечить устройство-прототип ..An advantage of the method of processing zones of aspherical surfaces by cutting and a device for its implementation are high characteristics in terms of accuracy and level of processing roughness, which make it possible to obtain fragments of aspherical metal optic surfaces with a shape error of no worse than 0.5 μm and a roughness of no more than R 0, 02 μm, while the risks from cutter 3 are made in the form of open endless branches of the epicycloid. The processing of such surfaces with the same quality of the surface layer cannot provide a prototype device ..

Claims (2)

1. Способ обработки асферических поверхностей резанием, при котором ин- струментальному шпинделю сообщают вращательное движение и согласованное с ним поступательное перемещение режущему инструменту , а шпинделю с закрепленной на нем деталью сообщают круговую подачу, согласованную с поступательным перемещением режущего инструмента, отличэющ ий- 1. A method of processing aspherical surfaces by cutting, in which the tool spindle is given rotational movement and the translational movement coordinated with it to the cutting tool, and a circular feed, coordinated with the translational movement of the cutting tool, is informed to the spindle with the component fixed to it, distinguishing с   тем, что. с целью повышени  качества поверхностного сло  зон асферических поверхностей , ограниченных двум  плоскост ми , перпендикул рными к оси симметрии асферической поверхности, за счет исключени  периодического врезани  режущего инструмента в обрабатываемую поверхность, оси вращени  режущего инструмента сообщают вращение вокруг оси, параллельной оси вращени  детали, при этом частота вращени  детали в три раза меньше частоты вращени  оси вращени  режущего инструмента и направлени  этих вращений совпадают, при этомградиус вращени  режущего инструмента равен половине ширины формируемой зоны, а частота вращени  режущего инструмента больше частоты вращени  оси вращени  режущего инструмента и направлени  их вращений совпадают.that. in order to improve the quality of the surface layer of the zones of aspherical surfaces bounded by two planes perpendicular to the axis of symmetry of the aspherical surface, by excluding the periodic cutting of the cutting tool into the surface to be machined, the rotation axes of the cutting tool report rotation around an axis parallel to the axis of rotation of the part, the rotational speed of the part is three times lower than the rotational speed of the axis of rotation of the cutting tool and the directions of these rotations coincide, while the rotation radius of the cutting its tool is equal to half the width of the formed zone, and the frequency of rotation of the cutting tool is greater than the frequency of rotation of the axis of rotation of the cutting tool and the directions of their rotation coincide. 2. Устройство дл  обработки асферических поверхностей резанием, содержащее станину с рабочим шпинделем дл  креплени , детали, инструментальный шпиндель, резцедержатель, несущий резец и исполнительный механизм перемещени  резца, о т- личающеес  тем, что, с целью повышени  качества поверхностного сло  зон асферических поверхностей, ограниченных двум  параллельными плоскост ми, перпендикул рными к оси симметрии асферических поверхностей , за счет исключени  периодического врезани  режущего инструмента в обрабатываемую поверхность, устройство снабжено стойкой и дополнительным шпинделем с корпусом , при этом инструментальный шпиндель установлен на закрепленной на станине стойке параллельно и эксцентрично оси рабочего шпиндел , корпус дополнительного шпиндел  установлен на инструментальном шпинделе с возможностью вращени  вокруг оси последнего, а ось дополнительного шпиндел  размещена эксцентрично и параллельно оси инструментального шпиндел , причем резцедержатель закреплен на дополнительном шпинделе.2. A device for processing aspherical surfaces by cutting, comprising a bed with a working spindle for fastening, parts, a tool spindle, a tool holder, a carrying tool and an actuator for moving the tool, which, in order to improve the quality of the surface layer of the zones of aspherical surfaces, bounded by two parallel planes perpendicular to the axis of symmetry of the aspherical surfaces, due to the exclusion of periodic cutting of the cutting tool into the work surface, the construction is equipped with a stand and an additional spindle with a housing, the tool spindle mounted on the stand fixed parallel to the eccentric axis of the working spindle, the auxiliary spindle housing mounted on the tool spindle with the possibility of rotation around the axis of the latter, and the axis of the additional spindle is eccentric and parallel to the axis of the tool spindle, and the tool holder is mounted on an additional spindle. .kr. /.kr. / . Фиг.1. Figure 1 фиг.Зfig.Z Фиг4Fig 4
SU4927525 1991-04-15 1991-04-15 Method of cutting aspherical surfaces and device for its realization RU1816531C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4927525 RU1816531C (en) 1991-04-15 1991-04-15 Method of cutting aspherical surfaces and device for its realization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4927525 RU1816531C (en) 1991-04-15 1991-04-15 Method of cutting aspherical surfaces and device for its realization

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1816531C true RU1816531C (en) 1993-05-23

Family

ID=21569769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4927525 RU1816531C (en) 1991-04-15 1991-04-15 Method of cutting aspherical surfaces and device for its realization

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1816531C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР iSfe 1103947, кл. В 23 В 5/40, 1983. . *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6602115B2 (en) Tool and method for precision grinding of a conical face gear that meshes with a conical involute pinion
SU1530085A3 (en) Method and apparatus for finishing single-start or multistart wormlike or thread-like article
US7452490B2 (en) Method and apparatus for fabricating a light management substrates
KR101121246B1 (en) Method and apparatus for machining v grooves
CN104148745A (en) Online detection and correction machining method for enveloping worm tooth surface
JP5478296B2 (en) Fresnel lens, Fresnel lens mold, Fresnel lens manufacturing method, and Fresnel lens mold manufacturing method
US20220355387A1 (en) Precision Freeform Structuring for the Fabrication of Coded Lenses
US4920703A (en) Method and apparatus for finishing a tooth surface of a gear
RU1816531C (en) Method of cutting aspherical surfaces and device for its realization
AU654045B2 (en) Lathe for generating ophthalmic products from blanks, and a method of operating the lathe
JPH0533898B2 (en)
CN100497662C (en) Method of controlling photospheric facula position when laser hardening on side curved surface
Sawada et al. Manufacture of diffraction grating on tiny parts by means of ultraprecision milling
CN110126101A (en) A kind of off-axis how anti-imaging system processing method
RU1816532C (en) Method and device for machining spherical surfaces
US3584424A (en) Means for generating involute and noninvolute gears
KR890701263A (en) Multi Axis Bevel and Hypoid Gear Forming Machine
Tian et al. A flexible electronic helical guide controller
EP1325792B1 (en) Tool and method for precision grinding of conical face gears
SU1759563A1 (en) Device for sharpening treatment of non-spheric surfaces
RU2076023C1 (en) Machine for cutting gear wheels
SU1620278A1 (en) Method of dressing abrasive wheels having taper working surface
SU1759564A1 (en) Device for sharpening treatment of non-spheric surfaces
SU785022A1 (en) Method of machining curvilinear surfaces
SU1542714A1 (en) Method of cutting toothed articles