SU589107A1 - Устройство дл обработки асферических поверхностей - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к оптической промышленности и может быть применено дл  обработки линз и зеркал, преимущественно асферических .

Известны устройства дл  обработки криволинейных поверхиостей. Заданный профиль поверхности обеспечиваетс  сложным движением изделий. В состав этого сложного движени  входит несколько взаимосв занных элементарных движений, например вращений 1.

Сложение движений формообразовани  на изделии удлин ет кинематическую цепь, обеспечивающую получение профил , что не позвол ет достичь требуемой точности.

Известные устройства обеспечивают также получение профил  изделий при копировании формы инструмента, шлифовального круга, tioворачиваюпцегос  вокруг вспомогательной оси.

При этом не достигаетс  точность, предъ вл ема  к оптическим издели м, вход шим в состав сложных систем, что ведет к использованию трудоемких операций, наприм-ер ручной ретуши (доводки), дл  исправлени  погрешностей изготовлени .

Цель изобретени  состоит в увеличении производительности труда и повышении точности обработки асферических поверхностей. Согласно изобретению сложное формообразующее

движение, обеспечивающее получение профил  издели , состоит из двух элементарных движений , осуществл емых столами издели  п инструмента .

. Кинематическа  св зь между этими сто.ч мн вьтолнена жестко, например с помощью безлюфтовой ленточной пере..а,ачи.

Шпиндель инстру.мента, например шлифовального круга, установлен параллельно и эксцентрично оси соответствующего стола. Это позвол ет сообщать осциллирующее движение шлифовальному кругу, что повышает качество обработки и производительность труда.

Величина эксцентриснтета оси шпппдел  инструмента относительно оси соответствующего стола и величина передаточного отношени  между столами инструмента и детали, а также диаметр шлифовального круга, определ ют фор.му профил  издели .

Возможны два варианта исполнени  станка, обеспечивающего различные классы получаемых на станке новерхносгей. При установке шпинделей издели  и шлифовального круга на новоротных столах с параллельными ос .ми обрабатываемые поверхности и.меют в меридионально .м сечении линии эквидистантные удл1 ненным или укороченным эпи- или гипоциклоидам . Установка шпиндел  инстру.мента на возвратно-noci упате.льно движущемс  столе обеспечивает 11о.1у-:,ение поверхностей, в меридиальном ссчеиии когорых получаютс  линии эквидистантные эвольвенте круга (удлиненной или укороченной).

На фиг. 1 дана кинематическа  схема устройства с двум  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 -кинематическа  схема при возвратио-1юступательно .м движении стола инстру.мента; па фиг. 5 - положение узлов станка при обработке вершины издели ; на фиг. б положение узлов при обработке остальных точек профил ; на фиг. 7-вид на сменный барабан со стальнЕзЬми лентами.

В станине 1 на подшипниках 2 и 3 установлен стол 4. На плоскости стола 4 установлены салазки 5. перемеа1ающиес  в направл ющих в радиально.м направлении. На салазках 5 расположен шпиндель 6 издели  7. Шпиндель 6 конструктивно может быть объединен с приводом 8, например в виде электрошпиндел  (см. фиг. 1). На подшипниках 9 и 10 установлен второй стол 11, ось которого параллельна оси стола 4. В радиальных направл ющих стола 11 перемещаютс  салазки 12, на которых установлена стойка 13 с расположенным на ней шпинделем

14шлифовального круга 15 и приводом 16 кнему .

На валах поворотных столов 4 и 11 устанавливаютс  сменные барабаны 17 и 18, жестко св занные упругими стальными лентами 19. Один из столов 4 или 11 получает колебательное вращательное движение от привода, необозначенного на чертеже.

Устройство работает следующим образом. На пшинделе 6 жестко крепитс  заготовка изделий 7. Смещением салазок 5 по плоскости стола 4 устанавливают заданное положение заготовки относительно оси вращени  стола 4. Устанавливают заданную величину эксцентриситета оси шпиндел  14 шлифовального круга

15относительно оси стола 11 нутем перемещени  салазок 12 со стойкой 13, на которой расположен шпиндель 14 и привод 16 к нему. Устанавливают заданное .межцентровое рассто ние между ос ми столов 4 и 11.

Устанавливают исходные углы между линией , соедин ющей оси столов 4 и 11, и направлением оси шпиндел  6 издели  7 или направлением перемещени  са.чазок 12. В этом положении столов нат гиваютс  и закрепл ютс  на барабанах 17 и 18 стальные ленты 19. Теперь при повороте любого из столов второй стол поворачиваетс  на угол, определ емый передаточным отношением барабанов 17 и 18.

Устройство готово к работе. Включаетс  привод 8 вращени  зготовки, нривод 16 щлифовального круга и привод поворота, столов. При взаимосв занном повороте столов заготовка 7 входит в контакт со шлифовальным кругом и с нее удал етс  лишний слой материала. При этом, поскольку межнентровое рассто ние между осью стола 4 и осью н пиндел  14 шлифовального круга 15 посто нно измен етс , изделие получает асферическую форму, определ емую 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, соедин ющей их оси. Смена заготовок производитс  в положении,, когда ось шпиндел  6 направлена в сторону от шлифовального круга 15.

При расположении оси поворота стола 11 шпиндел  шлифовального круга внутри окружности, очерченной вершиной издели  при его вращении вокруг оси стола 4, получаем на изделии поверхности эквидистанстные гипоциклоидам , а при расположении этой оси вне окружности, очерченной вершиной издели , получаем профиль поверхности эквидистанстный эпициклоидам. Соответствующий выбор параметров настройки станка позвол ет на ограниченном размера.ми детали участке, заменить заданную кривую профил  издели  эквидистантой к циклоидальным кривым с требуемой степенью точности.

На фиг. 4-7 представлен вариант исполнени  станка с поступательны.м движением стола

инстру.мента.

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 шпиндел  20 на заданную величину радиуса заготовки и ее толщину осуществл етс  с помощью салазок 26, установленных на плоскости стола 22. Стол 27 станка перемещаетс  в направл ющих

28 станины 23. На столе 27 перпендикул рно к направлению его движени  установлены поперечные салазки 29, на которых крепитс  стойка 30 со шпинделем 31 инструмента 32 и приводом вращени  к нему 33.

Поперечные салазки 29 могут иметь установочное перемещение на заданную величину радиуса заготовки или движение подачи при сн тии с заготовки большого припуска. Это движение осуществл етс  от специального привода или вручную. После достижени  необходимой толщины заготовки в ее вершине, салазки 29 останавливаютс , напри.мер на жестком упоре и осуществл етс  «выхаживание, т. е. обработка профил  издели  без подачи. Малый припуск на заготовке может быть сн т за один проход, в этом случае салазки 29 имеют только установочное перемещение. Под столом 27 в станине 23 располагаетс  привод возвратно-поступатель11ого движени  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 щечках 34 и 35 и перекинутых через съемный барабан 38, установленный на оси поворотного стола, осуществл етс  жестка  кинематическа  св зь .между перемещением стоЛа 27 и поворотом стола

22 вместе с заготовкой 39.

Работает станок следующим образом. В центральном положении стола 27, когда ось заготовки 39 совпадает с перпендикул ром к направлению движени  стола 27, проход щим через ось шлифовального круга 32, устанавливают перемешение.м салазок 26 и 29 значение радиуса кривизны заготовки при ее вершине. При заданном диаметре круга 32 подбором диаметра съемного барабана 38 устанавливают закон профил  заготовки. Включаетс  привод 33 вращени  шпиндел  31 шлифовального круга , привод 21 врашени  шпиндел  20 заготовки, привод подачи шлифовального круга вместе с салазками 29 в направлении, перпендикул рном движению стола 27, и привод возвратнопоступательного движени  стола 27 в направл ющих 28.

При движении стола 27 ленты 36 и 37 с по.мошью щечек 34 и 35 вращают поворотный стол 22 вместе с заготовкой 39. Поскольку стол 22 поворачиваетс  в подшипниках 24 и 25, установленных в станине 23, то ось поворота заготовки относительно станины неподвижна. Ось же вращени  круга 32 смещаетс  в.месте со столо.м 27, при это.у величина межцентрового рассто ни  между осью поворота заготовки и осью шлифовального круга увеличиваетс . Радиус круга 32, напри.мер алмазного, практически можно прин ть посто нным, тогда при повороте заготовки радиус ее кривизны :го.-тепенно будет уве,1ичиватьс .

Профиль обрабатываемой повер.хности в осевом сечении описываетс  эквидистантой к эвольвентным кривым и может быть приближен к заданно.му, на ограниченном участке, с необходимой степенью точности.

Вращение заготовки вокруг своей оси обеспечивает получение поверхностей вращени  с одной осью си.мметрии.

Воз.можна обработка и при затор.моженных шпиндел х 1 и 6 издели . В этом случае шлифовальному кругу сообщаетс  дополнительное возвратно-поступательное перемещение вдоль оси. Поверхность заготовки получаетс  в виде некругового цилиндра с одной плоскостью си.мметрии .

Кроме, того, возвратно-поступательное движение шпиндел  обеспечивает равномерный износ шлифовального круга и может использоватьс  при обработке также и тел вращени .

Шлифовальный круг дл  обеспечени  его равномерного износа, получени  более высокого качества поверхности и увеличени  производительности труда может получать осциллирующее движение вдоль оси шпиндел . Привод осциллирующего движени  может быть расположен , например в стойке 13 или 30.

В р де случаев дл  получени  заданного профил  заготовки могут примен тьс  эксцентрично расположенные или некруговые барабаны 17 и 18, обеспечивающие переменное передаточное отношение между столами 4 и 11. Барабан 38 также может устанавливатьс  эксцентрично , -что позвол ет дополнительно управл ть формой поверхности обрабатываемого издеЛИЯ . Подшипники 2, 3, 9, 10. 24, 25 и направл ющие 28 должны обладать высокой точностью и плавностью работы, лучще всего этим требовани м отвечают аэростатические и гидростатические опоры.

Таким образом, жестка  кинематическа  св зь между перемещение.м издели  и инструмента позвол ет получать разнообразные по форме и размерам детали, профиль которых определ етс  параметра.ми настройки станка, а именно передаточным отнощением между столами , величиной и направление.м эксцентриситетов издели  и ипстру.мента, радиусом шлифовального круга, принципиальной схемой станка.

Использование при обработке только простейших движений: вращений и пр молинейных перемещений, обеспечивает высокую точность обработки при значительной производительности , т. к. исключаютс  ручные операции доводки .

25

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   I. Устройство дл  обработки асферических -поверхностен, содержа1 1ее станину, два подвижных стола, на одном из которых установлен шпинде.и, инструмент;. ; н  др том - шпиндель издели , ось которого перпендикул рна оси CTo;ia. п привод, отличающеес  тем. что. с целью увеличени  производительности труда и точности обработки асферических иоверхностей , оси столов расположены параллельно, при этом столы св заны жесткой кинематической св зью, а шпиндель инструмента расположен эксцентрично и параллельно оси стола, на котор.о.м он установлен.
2. 2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что жестка  кинематическа  св зь выполнена в виде металлических лент, при этом подвижные столы выполнены поворотными.
3. 3.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что жестка  кинематическа  св зь выполнена в ви стальных тросов, перекинутых через барабан, при это.м стол со шпинделем издели  выполнен поворотным, а стол со щпипделем инструмента перемещающимс  возвратно-поступательно .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе:

   1. Патент США № 1817405, кл. 51-58,

   Риг. 2

   26

   7 /5Риг .З

   30

   lPu.6

   38

   фи-г, 7