SU1103947A1 - Способ токарной обработки асферических поверхностей и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ токарной обработки асферических поверхностей, при котором шпинделю с закрепленной на нем обра.батываемой деталью сообщают вращение , инструментальному шпинделю сообщают круговую подачу и согласованное с ней поступательное перемещение режущему инструменту, отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  точности обработки, поступательное перемещение режущему инструменту сообщают вдоль образующей конической поверхности, верщина которой находитс  в точке пересечени  осей щпиндел  с закрепленной на нем обрабатываемой деталью и инструментального щпиндел , а основанием  вл етс  траектори  круговой подачи инструмента . . 00 ;о 4

Description

2. Устройство дл  токарной обработки асферических поверхностей, содержащее станину с шпинделем дл  закреплени  детали и инструментальным шпинделем с резцедержателем, установленным под углом к оси шпиндел  дл  закреплени  детали, отличающеес  тем, что, с цель повьппени  точности обработки, инструментальный шпиндель снабжен исполнительным механизмом, один конец которого соединен с резцедержателем, а другой закреплен на инструментальном шпинделе с возможностью поворота дл  ориентации резцедержател  вдоль оси шпиндел  дл  закреп:ени  детали.

Изобретение относитс  к станкостроению и может быть использовано при получении оптических поверхностей на материалах, поддающихс , сверхточной обработке резанием.

Известен способ токарной обработк асферических поверхностей, при котором рабочему шпинделю с закрепленной на нем обрабатываемой деталью сооб1цают вращение резани , а установленному под углом к оси рабочего шпиндел  инструментальному шпинделю, несуще-, му режущий инструмент - круговую подачу и дополнительное поступательное движение вдоль оси рабочего шпиндел  ,  вл ющеес  функцией его круговой подачи (1 .

Недостатком способа  вл етс  значительна  трудность реализации дополнительного поступательного перемещени  с требуемой точностью -и быстродействием ввиду большой, массы перемещаемого узла, что не позвол ет обеспечить получение металлических поверхностей с указанной точностью. Кроме того, поступательное перемещение вдоль оси рабочего шпиндел  измен ет геометрическую точку контакта радиусного монокристального алмазного режущего инструмента с поверхностью детали, измен   тем самым положение зоны резани  относительно его кромки, ввод  дополнительную погрешность формы поверхности.

Цель изобретени  - повышение точности обработки.

Поставленна  цель достигаетс  тем что согласно способу токарной обработки асферических поверхностей, при котором шпинделю с закрепленной на нем обрабатываемой деталью сообщают вращение, инструментальному шпинделю

сообщают круговую подачу и согласованное с ней поступательное перемещение режущему инструменту, поступа тельное перемещение режущему инстру5 менту сообщают вдоль образующей конической поверхности, вершина которой находитс  в точке пересечени  осей шпиндел  с закрепленной, на нем обрабатываемой деталью и инструмен10 тального шпиндел , а -основанием  вл етс  траектори  круговой подачи инструмента.

В устройстве дл  токарной обработки асферических поверхностей, содер15 жащем станину с шпинделем дл  закреплени  детали и инструментальным шпинделем с резцедержателем, установленным под углом к оси шпиндел  дл  закреплени  детали, инструментальньй

20 шпиндель снабжен исполнительным механизмом , один конец которого соединен с резцедержателем, а другой закреп- лен на, инструментальном шпинделе с возможностью поворота дл  ориентации

2.S резцедержател  вдоль оси шпиндел  дл  закреплени  детали.

Снабжение устройства исполнительным механизмом, предназначенным измен ть рассто ние от режущей кромки

30- резца до точки пересечени  осей рабочего и инструментального шпинделей позвол ет наиболее просто реализовать предлагаемый способ, крепление его с резцедержателем и инструментальным

J5 шпинделем сводит к минимуму длину кинематической цепи, обеспечивающей заданное перемещение рабочего инструмента , чем значительно повьш1ает жесткость , точность и быстродействие ра40 боты исполнительного механизма, что в конечном итоге повьшдает точность обработки поверхностей. Наиболее целесообразным вариантом реализации исполнительного устройства ввиду небольших (в пределах дес т ков микрон) линейных перемещений  вл етс  исполнение в виде прецизионно го двигател  малых перемещений, напр мер, пьезоэлектрического или электро гидравлического, что обеспечит его высокую жесткость, точность и быстро действие. На фиг. 1 изображена схема обработки асферических поверхностей в плоскости, проход щей через оси инструментального и рабочего шпинделей на фиг. 2 - то же, в пространственно системе координат; на фиг. 3 - устройство дл  обработки асферических поверхностей. Дл  токарной обработки асферических поверхностей вращени ,симметричных относительно оси V , образованных соответственными кривыми второго пор дка, необходимо, чтобы оси шпиндел  дл  закреплени  детали 1 и инст рументального шпиндел  2 располагались в одной плоскости ZOy и устанав ливались по отношению друг к другу на расчетный угол Ц , который устанавливаетс  в зависимости от требуемого радиуса ближайшей к асферической поверхности. Под ближайшей к асферической сферической поверхностью понимаетс  поверхность, имеюща  общую линию контакта с внешним диаметром асферической поверхности и касающа с  ее вершины точки О, и расчитываетс  по формуле р . Rg ф- радиус ближайшей сферы; R1, - рассто ние от режущей кром ки инструмента до оси инструментального шпиндел . Режущий инструмент 3 с резцедержателем 4. установлен на инструментальном шпинделе 2 таким образом, что направление его поступательного пере мещени  совпадает с образующей конической поверхности, вершина .которой находитс  в точке С пересечени  осей инструментального и рабочето шпинделей , а траектори  перемещени  режущей кромки,  вл юща с  его основанием , пересекает ось вращени  рабочего шпиндел  в точке О. Шпинделю дл  закреплени  детали 1, несущему обрабатьшаемую деталь 5, сообщают вращение 1 47 резани  со скоростью N. Инструментальному шпинделю 2 сообщают круговую подачу S, а режущему инструменту 3 согласованное с круговой подачей S поступательное перемещение V. Скорость N вращени  реаани  рабочего шпиндел  1, величину круговой подачи S режущего инструмента 3 определ ют исход  из расчетных режимов резани , в поступательное перемещение режущего инструмент А, наход  из параметров асферической поверхности . Например, дл  обработки параболоида вращени  кривой перемещение Д как функци  от круговой подачи S,равное отклонению между поверхностью ближайшей сферической поверхности от асферической, из схемы (фиг.2) легко определ етс  по геометрическим формулам и равно Pco5/i-lj(pX..c/ 1-cos /5 где cos/i 1-sin4(1-cosoO; Р - параметр параболы; oi - текуща  величина угла круговой подачи S. Аналогично расчитываетс  А и дл  других видов кривых, образующих асферические поверхности (гипербол, эллипсов ) . Устройство, осуществл ющее способ (фиг. 3), состоит из размещенных на станине 6 шпиндел  дл  закреплени  детали 1, инструментального шпиндел  2 с возможностью установки на расчетный угол Ч по отношению к оси шпиндел . Дл  закреплени  детали на инструментальном шпинделе 2 смонтирован исполнительный механизм 7, внутри корпуса которого установлен двигатель малых перемещений (не показан), например пьезоэлектрический, который соединен с размещенными в направл ющей исполнительного механизма 7 резцедержателем 4 дл  закреплени  режущего инструмента 3, а исполнительный механизм 7 имеет возможность ориентации оси резцедержател  вдоль образующей конической поверхности за счет поворота его от привода 8. Устройство работает следующим образом . На шпинделе дл  закреплени  детаи 1 закрепл ют деталь 5, инструментальный шпиндель 2 устанавливают на расчетный угол Ч . На резцедержателе 4 устанавливают релсущий инструмент 3 и приводом 8 ориентируют на инструментальном шпинделе 2 исполнительный механизм 7. После указанных настроек шпиндель дл  закреплени  детали 1 с установленной деталью 5 привод т во вращение, обеспечива  необходимую скорость резани , инстру ментальному шпинделю 2 сообщают круговую подачу резани , а резцедержателю 4 с режущим инструментом 3 сооб- R 0,02 мкм. щают поступательное перемещение при помощи двигател  исполнительного механизма 7, согласованное с круговой подачей инструментального шпиндел  2. Преимуществом способа обработки асферических поверхностей и устройства дл  его реализации  вл ютс  высокие характеристики по точности и чистоте обработки, позвол ющие получить асферические металлооптические поверхности и погрешностью формы не хуже 0,5 мкм и шероховатостью не более

Фиг.Е

Й/г.5

Claims (2)

1. Способ токарной обработки асферических поверхностей, при кото- ром шпинделю с закрепленной на нем обрабатываемой деталью сообщают вращение, инструментальному шпинделю сообщают круговую подачу и согласованное с ней поступательное перемещение режущему инструменту, отличающийся тем, что, с целью повышения точности обработки, поступательное перемещение режущему инструменту сообщают вдоль образующей конической поверхности, вершина которой находится в точке пересечения осей шпинделя с закрепленной на нем обрабатываемой деталью и инструментального шпинделя, а основанием рия круговой является траектоподачи инструмен-

Фиг.1

2. Устройство для токарной обработки асферических поверхностей, содержащее станину с шпинделем для закрепления детали и инструментальным шпинделем с резцедержателем, установленным под углом к оси шпинделя для закрепления детали, отличающееся тем, что, с целью повыше ния точности обработки, инструментальный шпиндель снабжен исполнительным механизмом, один конец которого соединен с резцедержателем, а другой закреплен на инструментальном шпинделе с возможностью поворота для ориентации резцедержателя вдоль оси шпинделя для закрепления детали.