Станок для доводки асферических повер-хностей оптических деталей

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСИОИУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Совэ Советск ивСоцнапмстнческиаРеспублнк(23) Приоритет евам наабратаннй в втарытнв Опубликовано 15.02,81, Бюллетень М 6 Дата опубликования описания 18.02.81(54) СТАНОК ДЛЯ ДОВОДКИ АСфЕРИЧЕС ПОВЕРХНОСТЕЙ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ х ния асферической поверхности оптически деталей, Переключатели, размещенные вокруг профиля кулачка, имеют определенные габаритные размеры, что ограничивает их количество, следовательно, и число эон асферизуемой поверхности, исправляемых путем коррекции программы обработки, кроме того, станки не позволяют исправлять узкие кольцевые местные ошибки эон асферизуемой поверхности, так как при прохождении инструмента через упомянутые кольцевые зоны, имеющие щии рину 2 4 мм, скорость вращения кулачка управляемого переключателем, не успевает измениться до расчетной величины из-за малой величины пути, проходимого инструментом через зону.Бель изобретения - повышение точности обработки путем оперативного корректирования программы обработки любой эоны асфериэуемой поверхности.Поставленная цель достигается тем, что. устройство опративного корректирования программы обработки выполнено в виИзобретение относится к абразивной обработке и может быть использовано для изготовления шлифованием и полированием оптических деталей с асферическими поверхностямии.Известны станки для цоводки асфери- ф ческих поверхностей оптических деталей, содержащие станину со смонтированными на ней шпинделем изделия и шпинделем инструмента, расположенным на каретке, связанной с кулачковым механизмом-программоносителем, размещенным на валу привода и соединенным с устройством оперативного корректирования программы обработки. В этих станках с целью оперативного корректирования программы обра15 ботки цепь управления двигателем перемещения каретки снабжена регулируемыми электрическими элементами и подключенными к ним переключателями, установлен 20 ными на пути движения кулачка 1.Однако указанные станки имеют следующие недостатки, препятствующие дальнейшому повышению точности формирова3 804де смонтированной на станине муфты периодического выключения вращения кулачка, состоящей из закрепленных на станине с возможностью установочного перемещения в радиальном направлении и разворота относительно оси муфты опорныхсекторов, вала, установленной на валу свозможностью вращения вокруг него ннесущей кулачок планшайбы, ведущей полумуфты, эакрепленйой на валу, ведомойполумуфты, установленной на планшайбе,и подпружиненной относительно,нее исодержащей смонтированные с возможностью настроечного перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях, иконтактирующие с опорными секторамиупоры, тормозного кольца, закрепленногона станине и удерживающего ведомуюполумуфту от проворота при выключенном положении кулачка,На фиг. 1, изображена кинематическаясхема предложенного станка, общий вид,на фиг, 2 - вид сверху.Станок содержит станину 1, шпиндель2 иэделия, кареткуЗ, несущую шпин-,дель 4 инструменте, кулачковый механизмпрограммоноситель с дисковым кулачком5 и роликодержателем 6, имеющим следящнй ролик 7 и устройство оперативногокорректирования программы обработки,выполненное в вице муфты выключениявращения кулачка.МуФта состоит из приводного вала 8,нланшайбы 9, установленной с возможностью вращения на валу и несущей кулачок 5 ведущей полумуфты 10, закреп-ленной на валу 8; ведомой полумуфты,содержащей установленный на планшайбе9 через пружину 11 корпус 12, тарель13, смонтированную на корпусе 12 с возможностью поворота вокруг него, направляющие 14, размещенные на тарели 13,и упоры 15, закрепленные в направляющих с воэможностью настроечндго перемещения по вертикали, тормозного кольца 16, закрепленного на станине 1, иопорных секторов 17, смонтированныхна вращающемся столе 18, установленномна станине 1 и связанном с валом 8 через зубчатую передачу 19,Опорные сектора 17 смонтированы и радиальных пазах стола 18 с возможнос. - .тью настроечного перемещения и фиксации в требуемом положении относительноупоров 15.Для замыкания ведущей полумуфты 10с.ведомой или с тормозным кольцом 16 тарель 13 ведомой полумуфты снабжена 382 4шариками 20, смонтированными с необходимым шагом по окружности в горизонтальной поверхности тарели. Ведущая полумуфта 10 и, тормозное кольцо 16 име 5ют соответствующие шарикам 20 по раз-,мерам сферические лунки, расположенныена их горизонтальной поверхности по окружности с тем же радиусом и тем шагом,что и на тарели 13, Шпиндель 4 черезшаровой поводок 21 соединен с инструментом 22. Инструмент установлен сосвободой перемещая по вертикали на асферизуемой поверхности заготовки 23, закрепленной через планшайбу 24 на шпинделе 2. Силовое замыкание кулачка 5 соследящим роликом 7 осуществлено посредством пружины 25,Станок с муфтой выключения вращениякулачка работает следующим образом.Первоначально заготовку 23 с исходной ближайшей к требуемой асферической)плоской.или сферической поверхностью,изготовленной с необходимой точностью,устанавливают на планшайбе 24, выверяют по биению асферизуемой поверхностии закрепляют.На асфериэуемую роверхность заготовки 23 устанавливают инструмент 22, имеющий расчетные размеры и выполненныйиэ быстроизнашиваемых материалов призошщфовке (например из латуни) или имеющий полирующий подслой при полировке, исоединяют с шаровым поводком 21 шпинделя 4 инструмента. Исходя из крутизныасферизуемой поверхности устанавливаюттребуемую величину перемещения шпинделя 4 по вертикали относительно каретки3, что достигается перемещением по вертикали на нужную величину каретки илишпинделя 2 изделия с заготовкой.40 На планшайбу 9 муфты устанавливаютдисковый кулачок 5, имекиций требуемыйдля формообразования заданной асфери -ческой поверхности рабочий профиль и,совместив ось вращения кулачка 5 с осью45 вращения вала 8, закрепляют на планшайбе 9.Поворачивают тарель 13 до соприкосновения упоров 15 с верхней горизонтальной поверхностью оиорных секторов 17 и50 закрепляют на корпусе 1 2.Отводят упоры 15 в направляющих 14вверх и закрепляют в крайнем положении, при атом пружина 11 перемещает корпус 12 относительно планшайбы 9 вниз по вертикали, отделяет тарель 13 с шариками 20 от сферических лунок тормозного кольца 16 и замыкает со сферическими лунками ведущей полумуфты 10. В реэуль5 80438 тате планшайба 9, несущая кулачок 5 и связанная с корпусом 12 веаомой полу- муфты шпоиочным соединением, получает через ведущую полумуфту 10 возможность принудительного вращения от привода кулачка.На пульте управления станком устанавливают расчетную частоту вращения шпинделя,2 иэаелия, шпинцеля 4 инструмента и шпинцеля кулачка. Поворотом каретки й.3 в горизонтальной плоскости устанавливают шпинцель 4 с инструментом 22 на крайнюю зону асферизуемой поверхности заготовки и нагружают шпиндель по вертикали расчетной нагрузкой по нормам 1 ф удельного цавлеиия обработки при абразивном формироЬании оптических поверхностей. На асфериэуемув поверхность эаготовФ29ки 23 подается, через систему автопитания, шлифоваа ная или полировальная суспензия в зависимости от вида обработкиВключают станок и обрабатывают п)верхность ао снятия определенной части расче 25тного при пуска.Производят замер геометрической формы асферизуемой поверхности с целью опреаеления правильности распределения сьема стекла по ней, выполняемого инструментом 22, перемещаемым цо программе, за- фйдаваемой профилем кулачка 5,Замер в операции шлифования осуществляют контактным методом с применениемсферометров ИЗСи ИЗС, а операцииполирования теневым методом фуко, инте%рферометрическим или голографическимметодами.По результатам измерений онределявткольцевые зоны асферизуемой поверхности,имеющие неаосъем стекла, слеаовательио, 40те зоны, гце необходимо увеличить время пребывания инструмента при прохождении его через них.Увеличение времени пребывания инструмента осуществляют на станке корректиро- ФЗванием программы обработки эацаваемойкулачковым механизмом, посредством муфты выключения вращения кулачка.Ниже описана настройка станка, содержащего муфту аля периоаического выкаочения вращения кулачка, и принцип работыего.Инструмент 22 устанавливают в оль"девой зоне радиуса , поалежацей исправлению, и слепящий ролик 7 вводят в контакт с соответствующим участком профилякулачка, имеющим радиус-векторПеремещают упоры 15 в направляющих14 вниз ао полного выхода шариков 20 2втарели 13 из сферических лунок ведущейполумуфты 10 и замыкания с тормознымкольцом 16 и,обеспечив зазор в пределах0,5-1,0 мм между цном лунок тормозногокольца и шариками, закрепляют упоры натарелк.Поворачивают тарель с упорами относитеа но корпуса 12 ведомой полумуфтыдо совмещения вертикальной, оси упоровсо средней линией симметрии 17 и эакреплщот тарель на корпусе 12.Передвинув опорные секторы 17 по рааиажным паэам стола 18, упоры 15 вводят в контакт с участками опорных секторов, имеющих расчетнув длину дуги 3,определяющую дополнительное время задержкии инструмента в зоне радиуса. Приэтом упоры устанавливают на опорных секторах так, чтобы после их закрепления натарели был сохранен ранее обеспеченныйзазор между лунками тормозного кольнаи шариками 20 ведомой полумуфты.После фиксации опорных секторов втребуемом положенииотносительно упо-ров их закрепляют на столе 18.Высота опорных секторов 17 над стогюм 18 и настроечное перемещение упоров15 по вертикайи конструктивно выполнены таким образом, что, когда упоры находятся в контакте с вращающимися через зубча- тую передачу 19 опорными секторами, корпус 12, перемещенный иа аланшайбе 9 по шпоночвому соединению, сжимает пружину 11, и шарики 20 с необходимым зазором но вертикали входят в лунки тормозного кольца 16, и вращение планшайбы с кулачком 5 прекращается. В этот момент следящий ролик 7 находится в контакте с участком профиля кулачка, имеющим радиус-вектор р, соответствующим обрабатываемой зоне заготовки радиуса 1 и инструмент 22, находящийся в укаэанной зове, останавливается и обрабатывает эту зону ао тех пор, пока вращающиеся вместе со столом опорные секторы не повернутся относительно упоров, проделав путь, равный дуге алиной . Когда же упоры 15 сходят с поверхности опорных секторов, пружина 11 перемещает ведомую полу- муфту вниз, шарики 20 выходят пол- ностьвиз лунок тормозного кольца и входят в лунки ведущей полумуфты 10 и,в разул тате, снова включается вращение кулачка и инструмент 22 согласно программе, задаваемой кулачком, проходит по вонам асфериэуемой поверхности, где пока ие требуется коррекция программы обработки.При этом для исключения заклиниваниямуфты обеспечивается гарантированныйзазор 0,5-1 мм между дном сферическихлунок ведущей полумуфты 10 и шариками20 ведомой полумуфты или между поверхностью стола 18 и роликами упоров 15.Через определенный угол поворота кулачка, в тот момент, когда следящий ролик 7 снова входит в контакт с участкомкулафжа радиуса-вектора 2, опорные секторы 17, вращающиеся вместе со столом18, входят в контакт с упорами 15 и повышеописанной кинематике снова включается на заранее определенное через длинудугивремя вращения кулачка,После нескольких циклов обработки асфериэуемую поверхность повторно замеряют и на основании результатов измерений,опорные секторы по радиальным пазамстола перемещаются относительно упоровв сторону большей или меньшей длиныдуги 3 или в зависимости от результатовисправления ошибки в выбранной зоне корректировку программы обработки временно прекращают, для чего упоры перемещают в верхнее крайнее положение и закрепщвот, исключая их контакт с опорнымисекторами при вращении стола.При обнаружении ошибки в какой-либозоне асферизуемой поверхности при очередном еэ измерении устройство онератив ного корректирования программыобработщк настраивается на работу и действуеътак, как было описано выше.Корректирование программы обработкив станке является оперативйым, так, как,оно представляет простую механическуюнастройку взаиморасположений упоров иопорных секторов муфты относительно другдруга и не требует значительных затратвремени для этой цели,Станок производит доводку асферической поверхности с повышением точности обработки, так, как, использование опорных секторов, имеющих широкий диапазон участков с различным значением длины цуги в сочетании с оперативно выключаемыми механическими элементами дает возможность быстро изменить программу обработки для эоны, подвергаемой доводке, и точно регламентировать для нее величину дополнительного времени обработ 10 ки в ходе процесса доводки. формула изобретения Станок для доводки асферических по 1 Б верхиостей оптических деталей, содержащий станину со смонтированными на ней1 шпииделем иэделия и шпинделем инструмента, расположенным на каретке, связанной с кулачковым механизмом программо 20 носителем, размещенным на валу приводан соединенным с устройством оперативногокорректирования программы обработки,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности обработки,устройство оперативного корректированиявыполнено в видв закрепленного на станине тормозного кольца и установленныхна валу привода ведущейполумуфты и планшайбы, несущей кулачок программоносителя и связанной с подпружиненной ведомойполумуфтой, в которой смонтированы упорыс возможностью перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях и взаимодействия с опорными секторами, закрепленными на станине с .воэможностью перемеще 35ния в радиальном направлении и поворотаотносительно оси вала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское сивдетельство СССРМ 530781, кл. В 24 В 13/00, 1975.804382 Составитель А. КоэловаРедактор Н. Воловик Тезред М.Коштура Корректор,С, Щом ал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектн 10782/26 Тираж 926 ВНИИ ПИ Государственнопо делам иэобрете 113035, Москва, Ж,Подписноекомитета СССРй и открытийаушская набд. 4/