Способ обработки оптическихдателей

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 1848300(22) Заявлено 120779(21) 2794745/25-0с присоединением заявки йо В 24 В 13/ сударственный комитетСССРлам изобретенийи открытий 3 Приорите по де ликовано 2 30 781, Бюллетень Йо 2 ДК 621. 923 .5(088.8 ата опубликования описания 2307 72) Авторизобретен Липовецкий иГ 71) Заявит 4) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕ Изобретение относится к абразивной обработке и может быть использовано при изготовлении оптических деталей со сферическими и асферическими поверхностями на универсальных программных станках.Известны способы формообразования оптических поверхностей с помощью трубчатого инструмента, перемещаемого параллельно одному из радиальных нацравлений иэделия. В известной схеме обработки имеет место линейный контакт тонкостенного инструмента с иэделием, принимающим в конце обработки форму, приближающуюся к эллип тической благодаря геометрическим свойствам данной схемы формообразования 1.11,особа являеткий диапазонтак как воз эллипсоидов си, т.е., не псоида, что и геометрипособ позволяет поневысокой точностьды вращения вокругхности, близкиегиперболоидам 31 . Предлагаемыйлучать, хотя ивыпуклые эллипбольшой оси ик параболоида анной кинемаи, в которойие только вер Недостатком этого сся низкая точность и уполучаемых поверхностеможна обработка тольковращения вокруг малойсодержащей фокусов эллобъясняется весьма малымческими возможностямитической схемы обработинструмент имеет движевдоль одной из осей. Кроме того, активная площадь кон,такта изделия.с инструментом, который рассматривается в данной схеме формообразования как бесконечно тонкий полый цилиндр, здесь весьма мала,что снижает производительность труда при обработке деталей, утолщение же стенки инструмента приводит к увеличению методической погрешности геометричес-. кой формы изделия, а попытки увеличить удельное давление - к появлению глубоких царапин на оптической поверхности изделия.Наиболее близким к предлагаемому является способ обработки оптических деталей вращающимся трубчатым инструментом, предусматривающий использование Г-образного шпинделя изделия и перемещение инструмента в радиальном направлении изделия по расчетной траекториипредставляющей собой дугу окружности, центр которой движется пб некоторой кривой или находится вне оси иэделия.Однако вогнутые оптические поверхности и выпуклые поверхности высокихпорядков обработать здесь невозможно,а поверхности второго порядка могутбыть получены только приближенно.Причина этого заключается в том, чтопо данной схеме формообразования оптических деталей уравнения получаемых поверхностей описывается алгебраическими кривыми, одержащими радикалы, при разложении которых в ряды иотбрасывании всех членов, начиная счленов третьего порядка, получаются(приближенно) уравнения поверхностейвторого порядка.Активная площадь контакта иэде. - .лия с инструментом здесь так же, каки в предыдущем случае, остается весьма малой из-за незначительной ширины пятна контакта обрабатываемой выпуклой криволинейной поверхности спрямолинейными образующими цилиндрической поверхности инструмента, вследствие чего производительность трудатак же остается невысокой.Цель изобретения - повышение точности и производительности обработки.Указанная цель достигается тем,что по данному способу обработки оптических деталей вращающимся трубчатым инструментом путем перемещенияего в радиальном направлении изделияпо расчетной траектории, обработку .производят толстостенным инструментом, образующая торцовой рабочей части которого выполнена по уравнениюобрабатываемой поверхности в зонеэкстремального значения ее кривизны:наименьшего - при обработке выпуклыхповерхностей и наибольшего - длявогнутых и знакопеременных поверхностей, или по кривой, отклоняющейсяот указанной на величину, не превышающую 2-5 диаметров зерен применяемого абразива, движение инструментав радиальном направлении изделия,прикотором среднюю точку его рабочейчасти перемещают по образующей обрабатываемой поверхности, а нижнюю точку противоположной, нерабочей части -,по эквидистанте к образующей с зазором относительно нее в 2-5 раз превышающим размер зерен применяемого абразива, осуществляют согласно выражениям:,а(-=д -О )где Х У - координаты центра внут- .7реннего диаметра инструмента, равного 2 ч, в системе координат инструмента х, у 3:д.- угол между осями инструмента и изделия; припуск на обработку вогнутых и выпуклых поверхностей с учетом соответственно верхних и нижних. знаков;ьс - подача инструмента за 1цикл обработки;й - число циклов обработки;у:у(у )- угол наклона к оси у хорды инструмента, соединяющей среднюю точку его ра Обочей части с нижней точкой нерабочего, приподнятого края, имеющей координаты хз, уэ,д - угол между торцом инстру мента и его хордой.На фиг. 1 изображена схема обработки оптических деталей по предлагаемому способу; на фиг. 2 - видсверху на зону обработки; на фиг.3 щ развертка зазора между инструментоми изделием. ТоРцовая рабочая часть 1 толстостенного трубчатого инструмента 2соприкасается с обрабатываемой поверхностью 3 изделия 4 на участке 5,внутри которого зазор между инструментом и изделием меньше диаметразерен применяемого абразива. б.Нижнюю точку Э нерабочей части 7инструмента 2 располагают от обрабатываемой поверхности 3 на расстояниив 2-5 раз превышающем размер зеренабразива б, а наибольшее сближениерабочей части 1 инструмента 2 с обрабатываемой поверхностью 3 через слойразрушенных абразивных зерен предусматривают в точке А,Образующая торцовой рабочей части1 инструмента выполнена по уравнению4 О обрабатываемой, например вогнутойповерхности изделия 4 в зоне наибольшего значения ее кривизны, в данномслучае - по ее центральной зоне, Этаобразующая может также отклонятьсящ от указанной кривой на величину, непревышающую 2-5 диаметров зерен абразива. Остальные размеры инструмента выбирают конструктивно,Развертка зазора (фиг, 2) междуторцом инструмента 2 и обрабатываемой поверхностью 3 по нормали к плоскости АЭ, перпендикулярной плоскостичертежа (фиг. 1) состоит из активного контактного участка. КАП и участков захвата свежих порций абразива иудаления шлама ЭК и ЭП. На фиг. 2эти последние участки 8 показаны односторонней штриховкой.Обработку деталей производят наоборудовании с программным управлени 66 ем типа станков для обработки криволинейных поверхностей, например лопа.ток турбин и гребных винтов. Сначалазаготовку иэделия 4 с исходной, например вогнутой сферической поверх 45 ностью 3 и толстостенный трубчатый848300 Формула изобретения инструмент 2, образующая торцовой. Рабочей части 1 которого выполнена по уравнению обрабатываемой поверхности в ее центральной зоне (при обработке же выпуклых поверхностей - по крайней зоне) укрепляют на их шпинделях. Затем шпиндель инструмента устанавливают под расчетным углом Ы.относительно оси изделия, перемещая шпиндель инструмента параллельно этой оси, инструмент 2 вводят в контакт с обрабатываемой поверхностью 3 и включает систему абразивного автопитания. Обоим шпинделям сообщают вращательное движение, Кроме того, предусматривают одновременное перемещение (в радиальном направлении изделия 15 шпинделя инструмента 2 по его траектории таким образом, что средняя точка А рабочей части 1 инструмента 2 описывает уравнение образующей обрабатываемой поверхности изделия 4, зЬ а нижняя точкапротивоположной нерабочей части 7 инструмента 2 движется по эквидистанте к образующей с зазором относительно нее в 2-5 раз превышающим размер зеРен пРименяемого абразива. Это обеспечивается путем расчета программоносителя, устанав-ливаемого в считывающее устройство программного механизма станка, согласно соотношениям:30 где Х,Уц - координаты центра внутреннего диаметра инструмента, равного 2 ч, в системе координат инстру- фмента Х,У;Дг(.(у ) - угол между осями инструмента и изделия;с - припуск на обработку вогнутых и выпуклых поверхностей с учетом соответственно верхних и нижнихзнаков;Ь с - подача инструмента за1 цикл обработки; .50й - число циклов обработки;=(Уц) в ,угол наклона к оси у хорды инструмента, соединяющей среднюю точку егорабочей части с нижнейочкой нерабочего,приподнятого края, имеющей ко-.оРДинаты ХЗ,УЭ,Е - угол между торцом инструмента и его хордой.,Цля уменьшения износа шлифоваль- ЮЬ ника его можно алмазировать, например, с гальваническим закреплением зерен. Перед алмазированием проточенный по копиру инструмент. целесообразно прошлифовать в рабочей схеме с 65 целью сглаживания его микронеровнос-тей. Полирование производят описан-ным инструментом, к которому крепятслой просмоленного сукна.Точность геометрической формыполучаемой поверхности обеспечивается траекторией перемещения инструмента, а требуемая микрогеометрияоптической йоверхности - качествомпритира инструмента и изделия, зависящем от их геометрической формы взоне контакта и от общей площадиэтой зоны.увеличение производительности труда объясняется тем, что дроблениезерен абразива и диспергированиестекла производят здесь на участке5, значительном по его площади(фиг. 2). Геометрическая форма инструмента на этом участке практическисовпадает с формой изделия, отличаясь от нее по знаку. Это превращаетданный толстостенный трубчатый инструмент в своеобразный резец-притир,перемещаемый в пространстге по необходимой траектории,Важным фактором увеличения производительности труда является значительное улучшение условий питаниязоны обработки 5 абразивной суспензией, непрерывйо засасываемой и плавно уменьшающийся зазор между инструментом и изделием на участке 8, атакже улучшение условий для удаленияшлама - частичек разрушенного стекла..Наряду с обработкой асферических деталей таким же способом и на этом же оборудовании с помощью аналогичного трубчатого инструмента с радиусной торцовой поверхностью можно получать также и сферические детали.Высокая производительность обработки, минимальные затраты ручного труда на настройку станка и подбор режимов обработки, относительно широкая универсальность инструмента определяют преимущество предлагаемого способа по сравнению с известными способами получения оптических деталей методами притира и сферофрезерования. Способ обработки оптических деталей, при котором вращающийся трубчатый инструмент устанавливают под углом к оси вращения заготовки и перемещают в радиальном направлении заготовки по расчетной траектории, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и производительности обработки, образующую торцовой рабочей части инструмента выполняют по уравнению обрабатываемой поверхности в зоне экстремального значения ее кривизны или по кривой, 848300Х = э+ г в 1 и++м;Ч р Ч +гсОЬ=3-ЕокЬординаты центра внутреннего диаметра инструмента, равного 2 ч,в системе координат инструмента Х,у,где Х Уи отклоняющейся от укаэанной на величину, не превышающую 2-5 диаметров зерен применяемого абразива, движениеинструмента в радиальном направленииизделия, при котором среднюю точкуего рабочей части перемещают по образующей обрабатываемой поверхности,а нижнюю точку противоположной, нерабочей части - пс. эквидистанте к образующей е зазором относительно нее,в 2-5 раз превышающим размер зеренприменяемого абразива, осуществляютсогласно выражениям у:- угол между осями инструмента и изделия;+ - припуск на обработкувогнутых и выпуклых поверхностей с учетом соответственно верхних инижних знаковфд 1 - подача инструмента за1 цикл обработки)И в . число циклов обработки;хорды инструмента,соединяющей среднюю точточку его рабочей частис нижней точкой нерабочего, приподнятогокрая, имеющей координа 5 .; тых, у,Яо - угол между торцом инструмента и его хордой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизещ 1, Авторское свидетельство СССРР 117920, кл. В 24 В 11/10, 1958.2. Авторское свидетЕль "тво СССРМ 131632, кл В 24 В 13/00, 1959.848300 фиг.У 7 Составитель А, КозловаРедактор А. Шандор Техред М.Коштура.Корректор С. Щомак лиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 аказ 5975/18 ВНИИПИ по д 113035Тиражосударсам изобрМосква,915 Подписноевенного комитета СССРетений и открытийЖ, Раушская наб., д. 4/5