Способ асферизации оптических поверхностей вращения

(54)(57) СПОСОТИЧЕСКИХ ПОВЕРкотором испольплоский инструего на обрабат Бюл. 9 17ецкий и К,В.С(088.8)кое свидетельВ 24 В 13/02е свидетельстВ 24 В 13/00,Б АСФЕРИЗАЦЙИХНОСТЕВ ВРИТЕзуют упругиймент, устанавываемую повер тво СССР1965,о СССР1975.ОПИЯ, приольцевойиваютность с.ЯО 10161 А возможностью вращения вокруг своейоси и деФормируют в процессе обработки, о т л .и ч а ю ш и й с я тем, чтос целью повьааения точности и расширения диапазона изготавливаемых по"верхностей по их уравнениям, деформацию инструмента осуществляют в осевом направлении, при этом внутреннийдиаметр инструмента выбирают на 5"10.большим ширины обрабатываемой поверхности по одну сторону .от ее оси, аширину инструмента выбирают на 5-10меньшей диаметра центрального отверстия иэделия, 1016139Изобретение относится к абразивной деталей по их уравнениям " только эл липсоиды вращения. Точно"ть обработ"ки здесь невелика из-за нестабильнос"ти формы торического резинового инструмента и принципиальной невозможности осуществлять этим способом операцию доводки обрабатываемых поверхностей по их местным ошибкам каккольцевым, так и локальным,Известно, что качество оптических деталей определяется в основном именно местными ошибками, не поддающимися какой-либо компенсации в процессе сборки оптического прибора. Общие же ошибки,т.е.ошибки фокусных отрезков асферических поверхностей,не столь 30 существенны,так как они компенсируются при сборке оптического прибора всоответствии с фактически полученными фокусными отрезками.1 35Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ, по которому упругий кольцевой инструмент устанавливают на обрабатываемую поверхность с воэможностью вращения 40 вокруг оси и регулируемого деформирования в его радиальном направлении роликами в процессе обработки. Этот способ позволяет получать не только эллипсоиды, но и другие поверхности 45 вращения второго порядка, т.е, параболоиды и гиперболоиды, образующие в своих,плоских сечениях замкнутые кривые второго порядка - эллипсы, форму которых и должен воспроизводить деформируемый инструмент-обруч 23,Точность обработки благодаря при" менению более стабильного (металлического) инструмента здесь несколько выше, чем в предыдущем способе. Одна. ко ряд обстоятельств препятствует 55 достижений высокой точности: во-первых, способ,не позволяет производить операцию доводки обрабатываемых поверхностей по их местным ошибкам, так как управление имеющимися здесь 60 тв:;нологическими рараметрами режима обработки - скоростью вращения шпинделя и размерами инструмента, контактирующего одновременно со всеми зонами иэделия - приводит лишь к 65 обработке оптических деталей и может быть использовано для изготовления асферических поверхностей второго и высших порядков высокой точности,Известен способ получения эллипсоидов вращения при помощи гибкого то. рического диска, изменяющего свою Форму за счет сжатия роликами. Способ позволяет получать различные эллипсоиды вращения, изменяя расстоя ние между роликами. Достоинством это. го способа является простота инстру" мента 11)Недостатком этого способа является весьма узкий диапазон получаемых 15 коррекции общих ошибок иэделия. Дляустранения же местных ошибок типаприподнятый край, кольцевой бугор", и др. требуется инструмент,позволяющий оказывать необходимоевоздействие именно на зоны, подлежащие обработке, а не на всю поверхность в целом; во-вторых сжимаемыйроликами инструмент-обруч принимаетформу, среднюю между эллипсом и овалом, т,.е. рассматриваться эллиптическим лишь приближенно, что искажаетформу получаемых поверхностей; в"третьих, инструмент при обработке не выходит за пределы изделия своей внутренней кромкой, он контактирует с обрабатываемой поверхностью по всейсвоей длине, и в краевых зонах изделия он работает, следовательно, каксплошной диск, производя здесь ббльшой съем резко уменьшающийся в соседних зонах, контактирующих не сосплошной, а с кольцевой частью инструмента, в результате чего точностьдетали на этом переходном участкеснижается.Диапазон получаемых поверхиостейпо их уравнениям остается здесь недостаточно широким: получать поверхности высоких порядков этим плоскиминструментом, деформируемым в ради"альном направлении, невозможно.Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона изгота.ливаемых поверхностей по их уравнениям,Цель изобретения достигается тем,то согласно способу асферизацииольцевых оптических поверхностейвращения, при котором используют упругий кольцевой плоский инструмент,устанавливают его на обрабатываемую.поверхность с воэможностью вращениявокруг своей оси и деформируют в процессе обработки, внутренний диаметринструмента выбирают на 5-10 большвмширины обрабатываемойповерхности поодну сторону от ее оси, ширину инструмента выбирают на 5-10 меньшей диФметра центрального отверстия, а деформирование инструмента производятв осевом направлении.На Фиг, 1 приведена одна из возможных схем, реализующая предлагае"мый способ; на фиг, 2 - то же, видсверху; на Фиг, 3 - схема обработкивогнутых поверхностей; на фиг. 4разрез А-А на фиг,. 2,Упругий кольцевой инструмент 1установлен на выпуклой или вогнутойобрабатываемой поверхности 2, каждаязона которой имеетсвой угол перекрытия Р соответствующим участком инст"румента. Поводок 3 шлифовально,-полировального станка. расположен над серединой обрабатываемого участка поверхности, при этом сферические пальцы инструмента и поводка контактируют друг с другом. На поперечине 4 установлены рычаги 5, несущие отжимныеролики би сильфоны 7.На поводке 3 под углом с к плоскости А-Ь действия роликов б укреплены парные консоли 8 нажимных роликов9, оси которых связаны с сильфонами .10, давление в последних Рз(, регули, руют независимо от давления Р и Рв сильфонах 7,Обработку асферических поверхностей производят следующим образом.Плоский кольцевой инструмент 1,например, стальной толщиной 2-5 мм свнутренним диаметром на 5"10 большимширины обрабатываемой поверхности по 15одну сторону от его оси, и с ширинойна 5-10 меньшей диаметра центрально"го отверстия изделия, помещают на обрабатываемую поверхность 2 так, чтобы поводок 3 станка, жестко соединен ный с поперечиной 4 инструмента, приходился на середину обрабатываемойкольцевой зоны изделияОсь вращения инструмента удерживают в неизменном положении с помощьюшарнирно укрепленных спиц инструмента и сферического центрального пальца поводка 3 станка, Инструмент при"водят во вращательное движение вместе с изделием благодаря силам трениямежду ними с частотой 50-200 об/минДеформирование инструмента в осевом направлении производят как отжимными роликами б, передающими давлениеР, и Р от с.;яьфонов 7 через рычаг 5на свисающие части инструмента снизу 35вверх, так и нажимными,роликами 9,передающими давление Р от сильфонов,10 на верхнюю поверхность вращающегося инструмента - сверху вниз. Давле. ния в сильфонах изменяются в диапазо не 1-5 кг/см.Углы сС консолей 8 и давления Р 1,Р и Рз,. подбирают с учетом того, чтопроизведение зпюры давления инструмента на скорость иэделия относитель но инструмента в каждой. зоне должносоответствовать припускам в этих зонах, подлежащим съему, Корректирование укАанных параметров осуществляют по результатам оптических иэмере ний обрабатываемой поверхности какот сеанса к сеансу, так и непосредст.венно в процессе обработки благодарятому, что большая часть обрабатываемой поверхности открыта и свободнаот инструмента.Шлифование производят свободнымабразивом. Для полирования рабочуюповерхность инструмента покрывают.просмоленным сукном. Обработку производят на оптических станках в верти кальным расположением нижнего шпинделя, например, станках типа ОБ.Устранение местных и общих ошибоки повышение .тем самым точности обработки, а также расширение диапазонаобрабатываемых деталей обеспечиваютоперативно, изменяя эпюру давленияинструмента на изделие путем деформирования инструмента в осевом направлении роликами б н 9 с помощью сильфонов 7 и 10. Указанного эффекта достигают только при выполнении внутреннего диаметра инструмента на 5-10.большим ширины обрабатываемой поверх",ности, а ширины его на 5"10 меньшейдиаметра центрального отверстия изделия. Объясняется это тем, что.в этоМслучае имеет место монотонное изменение углов перекрытия Р всех зон изделия соответствующими участками инструмента, Если свисающие части инструмента также находятся в зоне обработки, углы перекрытия ими краевых зонизделия резко возрастают, что неизбежно приводит к большому пересъему стек.ла в этих зонах иэделия. Известно,что устранение ошибок типа заваленный крайф относится к числу особенно трудоемких операций, практически приходится всю поверхность обра-,.батывать заново,Деформирование инструмента в осевом направлении в предлагаемом спосо-.бе.и связанная с этим возможность ре"ализации практически любой эгюры дав.ления, необходимой в том или иномконкретном случае получения заданнойасферической поверхности, помимо по"вышения точности обработки обеспечивает также и расширение диапазонаполучаемых поверхностей по их урав"нениям, благодаря тому, что об 1 аботку поверхностей высоких порядков про"изводят здесь аналогично получениюповерхностей второго порядка,Различные по уравнениям асферические детали, имеющие близкие размеры (в пределах 5-10) ширины ихрабочей части, можно получать предлагаемым способом при помощи одного игого же инструмента. Целесообразноснабдить стаиок стандартным набороминструментов (пополняемым затем впроцессеего использования), что поэволяет существенно уменьшить времяи стоимость подготовки производства.Инструмент по предложенному способу покрывает не всю образующую изделия, а только ее полрвину, что позволяет при прочихравных условиях нетолько уменьшить габариты инструмента, но и увеличить крутизну получаемых поверхностей./16 Тираж 795 ВНИИПИ Государственно по делам изобретен 113035, Москва, Жго комитета С а к открытий. РауШская наб лиал ППП Патентф, г,ужгород, ул.Проектная