Устройство для обработки асферических поверхностей точением

, ЯЛ 15 В 23 В 540 ГОСУДАРСТРЕННЬй КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯЬПРИ ГКНТ СССР ИЕ ИЗОБРЕТЕН,1 Я АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС ЯУ юл. М. 33ое констриборостродинения АНнов, К,НД укторское бюрония Научно-техСССРрноа свидетельство СССРВ 23 В 5/40, 1984.ВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ АСФВЕРХНОСТЕЙ ТОЧЕНИЕМ Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при получении оптических поверхностей на материалах, поддающихся саерхточной обработке резанием,Известно устройство для обработки сферических поверхностей, содержащее поворотный стол, платформу для закрепления детали, шпиндель с закрепленным на нем режущим инструментом, выполненный с возможностью наклона в плоскости, проходящей через оси вращения шпинделя и поворота стола, у которого платформа для закрепления детали расположена вне оси поворота стола и выполнена с возможностью наклона в плоскости, проходящей через эту ось (см, а.с. К. 659288 СССР в БИ ЬЬ 16 за 1979).Недостатком устройства является отсутствие возможности обрабатывать асферические поверхности.ацвй(21) 4855293 0 (22) 26,07.90 (46) 07.09.92, Б (71) Це нт рал ь уникального и нического объе (72) С. Р,Абул ьх и А,С.Дубенко (56) Авторское М. 1103947, кл. (54) УСТРОЙСТ РИЧЕСКИХ ПО(57) Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при получении оптических поверхностей на материалах, поддающихся сверхточной обработке резанием, Резец 3 в резцедержателе 4 движется по траектооии, представляющей окружность, центр которой также движется по окружности со скоростью ЯЧ, центр которой лежит на пересечении осей рабочего 1 и инструментального 2 шпинделей. При этом резцу 3 сообщают поступательное перемещение, согласованное с его вращениями, 4 ил. Наиболее близким по своеи технической сущности является устройство, реализующее способ токарной обработки асферических поверхностей, содержащее станину с шпинделем для закрепления де а тали и инструментальным шпинделем с рез цедержателем, установленным под углом к (Л оси шпинделя для закрепления детали. При О этом в устройстве инструментальный шпин- Я дель снабжен исполнительнь:м механиз- О мом, один конец которого соединен с д резцедержателем, а другой закреплен на инструментальном шпинделе с возможностью поворота для ориентации резцедерж. теля вдоль оси шпинделя для закрепления детали (см. а.с. М 1103947 СССР в БИ М. 27 за 1984 г.).Недостатком этого устройства является то, что по мере прибликения резца от периферии к центру меняются углы и скорость резания. При этом риски из-под резца на обрабатываемой поверхности предстааля;,5 50 55 2(Б Я) к;т из себя пересекающиеся в центре ли(ии,а не линии, близкие к эквидистантным, чтобеспечивает постоянную гвирину снимаемой при каждом обороте оезца стружки.Кроме того, отсутствует возмажност обработки поверхностей в виде эллиптическихгиперболоидов,Цель изобретения - повышение качества повеРхностного слоя обработанной детали за счет обеспечения рисок ат резца ввиде зквидистантных линий и расширениетехнологических возможностей за счетобеспечения обработ,и поверхностей в виде эллиптических гипербадаидов,Для этого в устройстве ддч обработкиасферлческих поверхностей точением, содеркащем станину с рабочим шпинделемдля закреплений детали, инструментальныйшпиндель с реэцедержателем и исполнительным механизмом, один конец которогосоединен с резцедержатедем, а другой закреплен на инструментальном шпинделе свозможносью поворота, прл этом инструментальный шпиндель соединен со станиной, пеопенди куля рнай его оси, иустановленной на станине с возможностьювращения через центр, проходяший черезось рабочего шплнделя, причем резцедержатель с инструментальным шпинделем свозможностью вращения в гдаскости проходящей через центр вращения штанги устройства, а исполнительньй механизмс)укит для регулирования расстояния между осью инструментадьнага шпинделя дацентра резцедержателя,На фиг, " изображена схема обработкиасферических поверхностей в плоскости,проходящей через аси шпинделя изделия линструментального шпинделя; на фиг, 2 - тоже, в и рогтранственной системе координат;на фиг, 3 - устройство для обработкл асферичес;их поверхностей; на фиг. 4 - та жевид сверху.На фиг, 1 - 4 горизонтальная стрелка собозначением Л соответствует поступательному перемещению режущего инструмента, круговая стрелка с обозначением 8соответствует направлению круговол подачи инструментального шпинделя величиной Б, круговая стрелка с обозначениемЯ,р соответствует направлению круговойподачл оси инструментального шплндедявеличиной Я р.Устройство фиг. 3 - 4) состоит из шпикделя 1 изделия, инструментального шпинделя 2, режущего инструмента 3,резцедержателя 4, обрабатываемой детали5, станины станка б, исполнительного меха 10 15 20 25 30 9 д 40 кизма 7, ручного привода 8, штанги 9, привод поворота 10 штанги 9,При этом на станине б размещены шпиндель изделия с укрепленной деталью 5, привод поворота 10, ось которого соединена са штангой 9, На окончаьии штанги 9 укреплен инструментальный шпиндель 2 такиги образом, чтобы его ось была пе" пендикудярна штанге 9 и лежала в одной плоскости с ней. Инструментальный шпиндель 2 имеет резцедержатель 4 с режущим инструментом 3, исполнительный механизм 7, ручной привод 8. Кроме того, в механизме 7 установлен двигатель малых перемещений г(е показан), например пьезоэлектрический, который соедлнен с размещенным в направляющей лсполнительного механизма 7 резцедержателем 4 для закрепления режущего инструмента 3, а исполнительный механизм 7 имеет возможность изменения параметра Лэа счет поворота его от привода 8, При этом прлвод поворота 10 обеспечивает поворот инструментального шпинделя 2 так, чтобы поворот проходил в плоскости, проходящей через оси рабочего шпиделяУстройство работает следующим абра 1 о Ф, )Шпиндель 1 фиксируют и закрепляют на нем деталь 5, Штангу 9 устанавливают ка расчетный начальный угол р. На резцедержателе 4 устанавливают режущий инструмент 3 и приводам 8 настраива(от на инструментальном шпинделе 2 исполнительный механизм 7. После указанных настроек инструментальному шпинделю сообщают круговую подачу 5, а штанге 9 саабша(ат круговую подачу Б;, Согласованное с подачами Я и Б р поступательное перемещение Ь сообща.ат резцу 3. После гога как резец 3 выйдет из контакта с деталдо 5, работа устройства заканчивается. Для токарной обработки асферических поверхностей симметричных относительно аси 4, а именно эллиптических параболоидав, неабходлмо, чтобы оси шпинделя для закрепления детали 5 и инструментального шпинделя 2 располагались в одной плоскости ЕОУ и устанавливались по отношению друг к дргу перед началом обработки на расчетный угол,д= 90 О а, который опоеделяется величлной большей аси а) формируемого на обрабатываемой поверхности деталл 5 эллипса(2) 2 2 г +х Ь 2 а 2 где В- длина отрезка от точки А до точки М; Я - длина отрезка от точки А до точки С (см. фиг, 1 - 2). Величина й, определяется величиной меньшей оси (Ь) эллипса, формируемого на обрабатываемой поверхности детали 5, а именно поверхностью принимается поверхность, имеющая общие диаметрально противоположные точки контакта с внешним диаметром асферической поверхности,В выбранной на фиг. 1 и 2 системе координат эллиптический параболоид выражается следующим уравнением Нормальное уравнение плоскости, проходящей через точки И и С, перпендикулярной оси инструментального шпинделя 2 и вращающейся относительной прямой параллельной оси ОХ и проходящей через точку С со скоростью Я, имеет вид (см, М.Я,Выгодский. Справочник по высшей ма тематике. М., "Наука", 1975) у зпЯ р 1 + г соз Я р 1 = (Вц + В) 3 Пр 1,25линия пересечения поверхностей (1) и (2) даст траекторию, которую должен описывать резец 3, а именно 30узап Я г 1+ г соз Я р 1 - (В+ й) 81 п 51)35Если положить, что резец не совершает поступательного перемещения, а его вершина находится в точке Й, тогда точка К находится на поверхности, описываемой уравнени х 2 - у - (В + Я ) рП 51 1 -- г - (В + Ви) СОЯ Я 1 Я = Ви, (4) 45При этом считается, что М совпадает с центром резцедержателя 4, т,е. точкой М, в момент, когда штанга 9 находится в крайнем верхнем или нижнем положении (см. фиг, 50 1 - 2)Линия пересечения поверхностей (2)(4) дает траекторию, которую должен описать резец 3 при отсутствии перемещения Ь, а именно55 х -у-(В+В) зпЯ 1 +г (Яе й,) соз Я 1, - В )-узп Я 1+ 2 2+ л сов Ят - (В+ В ) з 1 п 31) = 0 (5) Величина перемещения Л есть отр: ок, отсекаемый кривыми (3) и (5) от луча, проходящего через ось симметрии Резца и 5 имеющего уравнение прямой, проходящей через точки С и й я, У +Ви+В Вц соя Я 1 Вц 3 и Я 1 - В 81 п Я р 115 Пересечение прямой (б) с (5) и (3) даст две точки, расстояние между которыми равно необходимому перемещению Л резца 3 для конкретных величин углов поворота оси инструментального шпинделя 2 и штанги 9. При этом во внимание должны быть приняты только те точки, у которых уАналогично рассчитывается Ь и для других видов поверхностей, образующих асферические поверхности, В этом случае следы после резца образуют на обработанной поверхности близкие к зквидистантным линии, а ширина снимаемой при каждом проходе резца стружки примерно постоянная, Все это способствует снижению уровня шероховатости и повышению точности обработки. Согласованное с 3 и Я р перемещение Л резца 3 предварительно табулируется с необходимой точностью, после этого заносится с пульта запоминающее устройство (не показано), которое с необходимой частотой выдает сигналы на исполнительный механизм. Формула изобретения Устройство для обработки асферических поверхностей точением, содержащее станину со шпинделем изделия и инструментальным шпинделем с резцедержателем, установленным под углом к оси рабочего шпинделя, и исполнительный механизм, один конец которого соединен с резцедержателем, а другой установлен на инструментальном шпинделе с возможностью поворота и предназначен для ориентации резцедержателя вдоль оси шпинделя изделия, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества обработки за счет расположения рисок от резца в виде эквидистантных линий, инструментальный шпиндель установлен на станине с возможностью вращения в плоскости, проходящей через ось шпинделя изделия и точки пересечения осей шпинделя изделия и инструментального шпинделя.1759564Составитель С.дбульханов Редактор М,Стрельникова Техред М.Моргентал Корректор Н.Бучок Заказ 3140 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открцтиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101