SU1121128A1

SU1121128A1 - Apparatus for machining optical components

Info

Publication number: SU1121128A1
Application number: SU833587404A
Authority: SU
Inventors: Александр Владимирович Бакеркин; Юрий Васильевич Кондратов; Виктор Иосифович Кореньков; Юрий Васильевич Цветков
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4149
Priority date: 1983-04-29
Filing date: 1983-04-29
Publication date: 1984-10-30

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ, содержащее основную каретку, несущую св занный с приводом верхний шпиндель, расположенный с регулируемым эксцентриситетом относительно центрального шпиндел , установленного с возможностью вращени вокруг своей оси и шарнирно св занного с инструментом , отличающеес тем, что, с целью повышени точности обработки путем увеличени диаметра обрабатываемых деталей, устройство снабжено жестко соединенным с верхним шпинделем корпусом, в котором размещен механизм регулировани эксцентриситета , выполненный в виде дополнительной каретки, установленной с возможностью фиксации и перемещени в направлении , перпендикул рном ос м шпинделей , и несущей центральный шпиндель, кинематически св занный с введенным в устройство зубчатым колесом, закрепленным на основной каретке. S (ЛA DEVICE FOR TREATING OPTICAL DETAILS containing a main carriage carrying a drive-connected upper spindle positioned with adjustable eccentricity relative to a central spindle mounted rotatably around its axis and hingedly connected to the tool, characterized in that, in order to improve machining accuracy by increasing the diameter of workpieces, the device is provided with a housing rigidly connected to the upper spindle, in which the eccentric adjustment mechanism is placed an adapter, made in the form of an additional carriage, mounted with the possibility of fixation and movement in the direction perpendicular to the axes of the spindles, and carrying the central spindle, kinematically connected with the gear wheel inserted into the device, fixed to the main carriage. S (l

Description

Изобретение относитс к технологии оптических деталей и может быть использовано дл изготовлени крупногабаритных зеркал и линз с плоскими, сферическими и асферическими поверхност ми высокой точности.The invention relates to the technology of optical parts and can be used for the manufacture of large mirrors and lenses with flat, spherical and aspherical surfaces of high accuracy.

Известно устройство дл шлифовани и полировани оптических деталей с асферическими поверхност ми, содержащее корпус, направл ющие, центральный щпиндель , св занный щарнирно с инструментом, установленный на каретке верхний шпиндель , приводы центрального и верхнего шпинделей с редукторами, а также эксцентричную втулку, смонтированную в направл ющих в эксцентричном отверстии верхнего шпиндел с возможностью поворота относительно верхнего шпиндел с последующей фиксацией заданной величины эксцентриситета 1.A device for grinding and polishing optical parts with aspherical surfaces is known, comprising a housing, guides, a central spindle, hingedly connected with a tool, an upper spindle mounted on a carriage, central and upper spindle drives with gearboxes, and an eccentric bushing mounted in in the eccentric hole of the upper spindle can be rotated relative to the upper spindle with subsequent fixation of a given value of eccentricity 1.

В данном устройстве инструмент совершает планетарное движение, осуществл емое от двух независимых приводов, а значит скорости вращени центрального и верхнего шпинделей измен ют по-разному, так как в процессе обработки посто нно измен етс действие внешних дестабилизирующих факторов (например, сила трени между деталью и полировальником при движении последнего от центра к краю детали ). Поэтому така конструкци устройства не может обеспечить стабильность обработки и в конечном итоге приводит к снижению точности обработки оптических поверхностей, тем более при увеличении диаметра обрабатываемых деталей, когда из-за действи внешних факторов в еще больше.м диапазоне будет мен тьс соотношение скоростей вращени верхнего и центрального шпинделей.In this device, the tool performs planetary movement from two independent drives, which means that the rotational speeds of the central and upper spindles are changed differently, since during processing the effect of external destabilizing factors is constantly changing (for example, the force of friction between the part and polishing head when moving the latter from the center to the edge of the part). Therefore, such a device design cannot ensure the stability of processing and ultimately leads to a decrease in the accuracy of processing of optical surfaces, especially with an increase in the diameter of workpieces, when due to external factors the ratio of the rotational speeds of the upper and lower parts will change even more. central spindles.

Недостатком данного устройства вл етс также трудоемкость установки требуемой величины эксцентриситета.The disadvantage of this device is also the complexity of the installation of the desired value of the eccentricity.

Цель изобретени - повышение точности обработки оптических поверхностей при увеличении диаметра обрабатываемых деталей .The purpose of the invention is to improve the processing accuracy of optical surfaces with increasing diameter of the workpiece.

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дл обработки оптических деталей , содержащее основную каретку, несущую св занный с приводом верхний щпиндель , расположенный с регулируемым эксцентриситетом относительно центрального шпиндел , установленного с возможностью вращени вокруг своей оси и щарнирно св занного с инструментом, снабжено жестко соединенным с верхним шпинделем корпусом , в котором размещен механизм регулировани эксцентриситета, выполненный в виде дополнительной каретки, установленной с возможностью фиксации и перемещени в направлении, перпендикул рном ос м шпинделей, и несущей центральный шпиндель , кинематически св занный с введенным в устройство зубчатым колесом, закрепленным на основной каретке.The goal is achieved by the fact that the device for processing optical parts, containing the main carriage, carrying the upper spindle connected to the drive, which is located with adjustable eccentricity relative to the central spindle, mounted for rotation around its axis and hingedly connected to the tool, is rigidly connected to the upper spindle housing, which houses the mechanism for adjusting the eccentricity, made in the form of an additional carriage installed with the possibility of fixing uu and movable in a direction perpendicular to the axes of the spindles, and central spindle carrier kinematically coupled with the device inserted into the gear wheel fixed to the main carriage.

На чертеже изображена кинематическа схема устройства.The drawing shows a kinematic diagram of the device.

На суппорте 1 устройства смонтирована в направл ющих 2 основна каретка 3. На каретке 3 установлены верхний щпиндель 4, привод с редуктором 5 и неподвижное зубчатое колесо б. На нижнем конце верхнего щпиндел 4 закреплен корпус 7 с раз.мещенным в нем вертикальным валом 8, на верхнем конце которого укреплена зубчата щестерн 9, вход ща в зацепление с зубчаты.м колесом 6. В корпусе 7 установлены также горизонтальный вал 10, конические шестерни 11 или 12, дополнительна горизонтальна каретка 13, несуща центральный шпиндель 14, конические шестерни 15 и 16 и .жестко встроенную гайку 17 с настроечным винтом 18. Коническа шестерн 15 размещена в горизонтальной каретке 13 и находитс в шлицевом зацеплении с горизонтальным валом 10. Коническа шестерн 16 расположена на верхнем конце центрального шпиндел 14, на нижнем конце которого закреплен на сферическом шарнире инструмент 19, наход щийс в контакте с обрабатываемой деталью 20. На корпусе 7 закреплена отсчетна шкала 21, по которой с помощью указател 22, укрепленного на горизонтальной каретке 13, устанавливаетс требуе.мый эксцентриситет . Горизонтальна каретка 13 фиксирована относительно корпуса 7 стопорным винтом 23. Таким образом, дополнительна каретка установлена с возможностью фиксации и перемещени в направлении, перпендикул рном ос м шпинделей.On the caliper 1, the devices are mounted in the guides 2 of the main carriage 3. On the carriage 3, the upper spindle 4 is installed, the drive with the gear 5 and the fixed gear wheel b. At the lower end of the upper pin 4, there is fixed a casing 7 with a vertical shaft 8 spaced in it, at the upper end of which a gear cog 9 is fixed, engaging with a cog wheel 6. The casing 7 also has a horizontal shaft 10 and bevel gears 11 or 12, an additional horizontal carriage 13, carrying the central spindle 14, bevel gears 15 and 16, and a rigidly built-in nut 17 with a tuning screw 18. The bevel gear 15 is placed in the horizontal carriage 13 and is in splined engagement with the horizontal wa 10. A conical gear 16 is located at the upper end of the central spindle 14, at the lower end of which a tool 19 is fixed on a spherical hinge, which is in contact with the workpiece 20. On the case 7 a reading scale 21 is fixed, along which the pointer 22, hardened on the horizontal carriage 13, the required eccentricity is established. The horizontal carriage 13 is fixed relative to the housing 7 by a locking screw 23. Thus, the additional carriage is mounted so that it can be fixed and moved in the direction perpendicular to the axes of the spindles.

Устройство работает следующи.м образом .The device works as follows.

При движении суппорта 1 по расчетной траектории по обрабатываемой детали 20 основна каретка 3 перемещаетс в направл ющих 2 по вертикали под собственным весом. Привод через редуктор 5 приводит во вращение верхний щпиндель 4 и закрепленный на нем корпус 7. При этом зубчата шестерн 9, обкатыва сь вокруг неподвижного зубчатого колеса 6, сообщает вращение вертикальному валу 8 и конической щестерне 11, а через коническую шестерню 12 вращение передаетс горизонтально.му валу 10. Коническа шестерн 15, наход сь в шлицево.м зацеплении с валом 10, с помощью конической шестерни 16 приводит во вращение центральный щпиндель 14 и закрепленный на нем инструмент 19, шарнирное крепление которого позвол ет ему самоустанавливатьс по обрабатывае.мой детали 20. Таким образом, осуществл етс планетарное движение инструмента 19 вокруг двух осей, расположенных х эксцентриситетом е.When the support 1 moves along the calculated trajectory along the workpiece 20, the main carriage 3 moves in the guides 2 vertically under its own weight. The drive through the gearbox 5 causes the upper spindle 4 and the housing 7 fixed on it to rotate. The gear gear 9, rolling around the stationary gear wheel 6, communicates the rotation to the vertical shaft 8 and the bevel gear 11, and the rotation is transmitted horizontally through the bevel gear 12. shaft 10. The conic gear 15, which is in spline m engagement with the shaft 10, using the bevel gear 16, rotates the central spindle 14 and the tool 19 fixed on it, the hinge of which allows it anavlivats by obrabatyvae.moy parts 20. Thus, the planetary motion is effected tool 19 about two axes located eccentrically e x.

Настройка устройства производитс следующим образом. Ослабл етс стопорный винт 23, с помощью настроечного винта 18 дополнительна каретка 13 с инструментом 19 перемещаетс вдоль горизонтального вала 10. Величина эксцентриситета определ етс по отсчетной шкале 21. укрепленной на корпусе 7 с помощью указател 22, закрепленного на каретке 13, и фиксируетс стопорным винтом 23. Дл получени опти.мальной характерист1гки распределени съема материала инструментом с повер.хности оптической детали скорость вращени центрального шпиндел должна превос.чодить скорость вращени верхнего шпиндел в 2-10 раз. В устройстве это достигнуто тем, что диаметр зубчатого колеса 6 превосходит диаметр : убчатой шестерни 9 в 2 10 раз, а конические п естерни 11, 12, 15 и 16 выбраны равного диа.метра.The device is configured as follows. The locking screw 23 is loosened; with the help of the adjusting screw 18, the additional carriage 13 with the tool 19 is moved along the horizontal shaft 10. The eccentricity value is determined on a reading scale 21. fastened on the housing 7 by means of the pointer 22 fixed on the carriage 13, and fixed by a locking screw 23. In order to obtain the optimum distribution of material removal by the tool from the optical component, the rotational speed of the central spindle must exceed the rotational speed of the upper spindle by 2-10 times In the device, this is achieved by the fact that the diameter of the gear wheel 6 exceeds the diameter: the gear pinion 9 is 2 to 10 times, and the bevel gears 11, 12, 15, and 16 are selected to be equal in diameter.

Необходимо также, чтобы отнонгепие е к диаметру инструмента D находилось в пределах 0,25-0,5. Приведенные математические соотношени были вы влены в результате исследовани математической модели и экспериментальных исследований.It is also necessary that the pressure gauge e to the diameter of the tool D be in the range of 0.25-0.5. The above mathematical relationships were found as a result of the study of the mathematical model and experimental studies.

Предложенное устройство позвол ет сохранить в процессе обработки стабильным отно1нение скоростей вращени инструмента относительно двух осей и, тем самым, повысить точность обработки. Кроме того, упрощаетс настройка устройства.The proposed device makes it possible to keep the ratio of the rotational speeds of the tool with respect to the two axes stable during processing and, thus, to improve the machining accuracy. In addition, device setup is simplified.

Claims

DEVICE FOR PROCESSING OPTICAL PARTS, comprising a main carriage carrying an upper spindle connected to the drive, arranged with adjustable eccentricity relative to the central spindle mounted with the possibility of rotation around its axis and pivotally connected to the tool, characterized in that, in order to increase the accuracy of processing by increasing the diameter of the workpieces, the device is equipped with a housing rigidly connected to the upper spindle, in which the eccentricity control mechanism is located, made in the form of an additional carriage mounted with the possibility of fixing and moving in the direction perpendicular to the axes of the spindles, and bearing a central spindle kinematically connected to the gear introduced into the device, mounted on the main carriage.