Устройство для изготовления зеркала антенны

Устройство для изготовления зеркала антенны

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: для-изготовления высокоточных зеркальных антенн миллиметрового диапазона длин волн. Сущность изобретения: устройство состоит из планшайбы 1, снабженной механизмом вращения, оправки 3. прижима 4 для закрепления заготовки 5 по оси оправки 3 роликового давильника 6. Роликовый давильник 6 с радиусноГ- кромкой 7 установлен в суппорте 8. На радиусной кромке 7 выполнены в диаметральных сечениях несколько пазов 14. Движение роликового давильника 6 в процессе выкатки антенн производится по кривой, эквидистантной кривой профиля оправки 3. Контроль и управление подачей осуществляется по датчику линейных перемещений (ДЛП) 12, который своим заостренным наконечником 13 скользит по рабочей кромке 11 шаблона 10. Рабочая кромка 11 шаблона 10 изготовлена по кривой, учитывающей профиль образующей оправки 3 и поправку на радиус радиусной кромки 7 роликового давильника 6, Введение поправки в профиль шаблона 10, выполнение пазов на роликовом давильнике 6 и заостренного наконечника 13 ,П,ЛП 12 позволяет повысить точность и упростить технологию изготовления антенн. 3 ил. СО С vj XI VI Ю ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 Q 1/36, 15/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4933212/09 (22) 21. 01. 91 (46) 23,11.92. Бюл. >" 43 (71) Научно-исследовательский институт радиоэлектроники и лазерной техники МГТУ им, Н.Э.Баумана (72) А.А,Борисов, А,А.Парщиков и В,И,Чепко (56) Авторское свидетельство СССР

Г 400942, кл, H 01 Q 1/36, 1971, Борисов А,А, и Парщиков А,А. Технология изготовления зеркала диаметром 1 м. Тезисы докладов XXII Всесо.юзной конференции "Радиотелескопы и интерферометры", Ереван 15-17 мая.

1990 г „ с, 51-52, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗЕРКАЛА АНТЕННЫ (57) Использование: для изготовления высокоточных зеркальных антенн миллиметрового диапазона длин волн, Сущность изобретения: устройство состоит иэ планшайбы 1, снабженной механизмом вращения, оправки 3, прижима 4 для

Изобретение относится к антенной технике и может быт.ь использовано для изготовления высокоточных зеркальных антенн миллиметрового диапазона длин волн °

Известно устройство для изготовления сферических рефлекторов,содержащее стол с приводом, элементы крепления заготовки и инструмента.

Известное устройство позволяет получить проточко" крупногабаритной за„„SU ÄÄ 1777192 А! закрепления заготовки 5 по оси on равки 3, роликового давильника 6. Роликовый давильник 6 с радиусной кромкой 7 установлен в суппорте 8, На радиусной кромке 7 выполнены в диаметральных сечениях несколько пазов 14.

Движение роликового давильника 6 в процессе выкатки антенн производится по кривой, эквидистантной кривой профиля оправки 3. Контроль и управление подачей осуществляется по датчику линейных перемещений (ДЛП) 12, который своим заостренным наконечником 13 скользит по рабочей кромке 11 шаблона

10, Рабочая кромка 11 шаблона 10 изготовлена по кривой, учитывающей профиль образующей оправки 3 и поправку на радиус радиусной кромки 7 роликового давильника 6, Введение поправки в профиль шаблона 10, выполнение пазов на роликовом давильнике б и заостренного наконечника 13 ПЛП 12 позволяет повысить точность и упростить технологию изготовления антенн, 3 ил. готовки точное сферическое зеркало, Рассматриваемое устройство обладает малой производительностью, большой металлоемкостью, значительной стоимостью изготовления (1J .

В технике известен также более прогрессивный способ и устройство для изготовления антенн, лишенный . указанных недостатков и позволяющий изготавливать осесимметричные антенны с любым профилем тела вращения с установленной соосно ей оправкой, выполненной в виде осесимметричного выпуклого тела вращения с образующей у = f(x ), где х, у - координаты образующей прижима для закрепления заготовки антенны по оси у оправки; координаты образующей роликового давильника с радиусной кромкой, установленного в суппорте, снабженном поперечным и продольным относительно оси планшайбы механизмами перемещений шаблона, закрепленного на основании, рабочая кромка которого выполнена вогнутой по формуле y=f (x ), и следящего механизма, включающего дат ик линейных перемещений (ДЛП), наконечник которого контактирует с .рабочей кромкой шаблона, усилитель, связанный с механизмами поперечного и продольного перемещения суппорта с роликовым давильником, 40

50

1777 (сферические, гиперболические и т,д,) и с высокой точностью, Известное устройство для изготовления антенн, принятое за прототип описано в (2), Оно состоит из основания, планшайбы,снабженной механизмом вращения, оправки, выполненной в виде осесимметричной поверхности заданного профиля и установленной соосно на планшайбе. 8 уст" 10 ройство входит. роликовый давильник, который в процессе выкатывания заготовки совершает перемещение вдоль образующей оправки. Движение роликового давильника производится по шаблону, жестко закрепленному на основании, посредством привода и системы обратной связи. Роликовый давильник радиусной рабочей кромкой деформирует заготовку (например, лист мягкого алюминия), укладывая его на оправку, и придает ей заданную форму.

Недостатком известного устройства является очень высокие требования к равномерности по толщине листов за- Я готовок и соосности оправки с осью вращения планшайбы, Несоблюдение указанных требований приводит к неравномерности деформации металла заготовки, образованию пузырей, отслое- 30 нию от оправки и потери точности, Цель изобретения " повышение точности изготовления антенны и упрощение технологии.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для изготовления

-антенны, состоящем из основания, план" шайбы, снабженной механизмом вращения

192

Наконечник ДЛП выполнен заостренным, а не сферическим, как у наконечника ДЛП в известном устройстве, профиль рабочей кромки шаблона выполнен по формуле: у= f(x ) -r (— — — 1) 1 совс где х, у — координаты профиля рабочей кромки шаблона по оси, пер. пендикулярной и параллельной оси оправки соответственно;.

r - радиус кривизны кромки роликового давильника в его диаметральном сечении, oC — текущий угол наклона нормали EI точке касания роликового давильника к оси оправки.

Кроме того, на радиусной кромке роликового давильника в его нескольких диаметральных сечениях выполнены пазы, параллельные оси вращения роликового давильника.

Сопоставительный анализ заявленного устройства с прототипом показал, что его отличие состоит в выполнении наконечника ДЛП заостренным, изготов" лении рабочей кромки шаблона по форме кривой, отличной от кривой у=2(х ) образующей оправки, и в выполнении на радиусной кромке роликового давильника пазов, Указанные признаки отличают заявленное устройство от прототипа и обус- лавливают соответствие этого решения критерию "новизна", Сравнение заявленного устройства с другими, известными в данной облас" ти техники устройствами не позволило выявить в них признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое устройство от прототипа, что позволило сделать вывод о его соответствии критерию "существенные отличия".

На фиг.1 показана схема устройст" ва на фиг.2 - схема положения рабочей точки роликового давильника при изготовлении антенны, на фиг.3 - роликовый давильник.

Устройство для изготовления антенны состоит из основания, планшайбы 1, снабженной механизмом вращения (не показан), на планшайбе 1 посредством обечайки 2 и соосно ей (ось у) закреплена оправка 3, выполненная в ви. де осесимметричного (относительно

5 1777! оси у) выпуклого тела вращения с образующей соответствующей кривой у =

Г(х ) (парабола, гипербола, часть окружности) прижима 4 для закрепления заготовки 5 антенны по оси у, роликового давильника 6, с радиусной кромкой 7, установленного в суппорте 8, снабженном поперечным (параллельно оси х) и продольным (параллельно оси )р у) механизМами перемещения (на фиг, не показаны),направляющего ролика 9, шаблона 10, жестко закрепленного на основании рабочая кромка 11 которого выполнена вогнутой по кривой, которая 15 выражается формулой:

y= f(x2) -r (— — --1)!

cos oC где х — координата по оси, перпендикулярной оси оправки, у — координата по оси, совпадающей с осью оправки, г - радиус кривизны радиусной кромки 7 роликового давильника б в диаметральном сечении, С - угол наклона нормали в точке касания роликового давильника б относительно оси оправ- ЗО ки 3 °

В устройство входит следящий механизм, включающий датчик линейных перемещений 12, наконечник 13 которого выполнен заостренным и контактирует с рабочей кромкой 11 шаблона 10, усилитель (не показан), связанный с механизмами поперечного и продольного перемещения суппорта 8 °

На радиусной кромке 7 роликового да- 40. вильника 6 в его диаметральных сецениях выполнены пазы 14, число и этих пазов 14 и их форма (глубина, ширина, шаг) различны и зависят от материала заготовки 5, от его пластических 45 свойств и толщины. Кроме того, в состав устройства входят прижимной и отбортовочный ролики 15 и 16.

Устройство работает следующим образом. 50 Заготовку 5 иэ пластичного материала, например мягкого алюминия, закрепляют посредством прижима 4 по оси оправки 3. Роликовый давильник 6, закрепленный в суппорте 8, подводят 5а к оси у на заданное расстояние у „„, которое определяют из конструктивных соображений и размеров прижима 4. Роликовый давильник 6 подводят к заго92 6 товке 5 до контакта с ней его радиусной кромки 7, выставляют в начальное положение, соответствующее х,„и на" конецник 13 ДЛП 12 относительно рабочей кромки 11 шаблона 1О,жестко закрепленного на основании, при этом показание ДЛП 12 должны соответствовать нулевому значению, цто свидетельствует о зазоре между радиусной кромкой 7 и оправкой 3, равном толщине материала заготовки 5, Затем 1 включают вращение планшайбы 1 и механизмы поперечного и продольного пе" ремещения суппорта 8. Перемещение вдоль оси х суппорта 8 с роликовым давильником 6 происходит синхронно с перемещением наконечника 13 ДЛП 12 по рабочей кромке 11 шаблона !0 т,к, ДЛП 12 жестко связан с суппортом 8.

Смещение ДЛП 12 вдоль оси х вызывает отклонение наконечника 13 вдоль оси у в соответствии с профилем рабочей кромки 11 шаблона 10, Сигнал, пропор" циональный величине отклонения наконечника 13 усиливается и подается на механизм поперечного (вдоль оси у) перемещения суппорта 8, обеспечивая движение роликового давильника 6 в соответствии с заданным профилем рабочей кромки 11 шаблона 10, Рассмотренная обратная связь может осущест- . вляться как без участия оператора, напрймер, на станке с числовым программным управлением, так и с оператором, который осуществляет поперечную подачу суппорта 8 и контролирует ее по индикатору ДЛП 12, Материал заготовки 5, попадая в зазор между вращающимися оправкой 3 и радиусной кромкой 7 роликового давильника 6, деформируется и в пластическом состоянии раскатывается на поверхности оправки 3, принимая ее форму. Для получения точной антенны не." обходимо, чтобы обьемы материала заготовки. 5 под роликовым давильником 6 до и после деформации были равны.

Обьем материала, деформируемого в данное текущее время, определяется площадью контактного пятна радиусной кромки 7 роликового давильника, которое в свою очередь, как легко видеть. из геометрицеских построений зависит от R - радиуса роликового давильника

6, r — - радиуса радиусной кромки 7 и величины зазора между радиусной кромкой 7 и оправкой 3.

17771

В случае малого зазора (передавливание) материал заготовки 5 заполняет объем под роликовым давильником

6 и вытекает из-под него, сдвигая как уже отформованную часть антенны, так и материал заготовки 5. Накопленный за нескольио оборотов оправки 3 сдвиг вызывает образование пу" зыря в вершине и значительные напря" жения в материале, потерю точности профиля и, как следствие, брак.

При зазоре больше о (недодавливание) материал заготовки 5 не заполняет объем под роликовым давильником 15

6 и не принимает форму поверхности оправки 3. Следовательно, зазор между радиусной кромкой 7 и оправкой 3 в процессе изготовления должен быть равен эквидистанте, образующей оп- 20 равки 3, смещенной на 1 вдоль оси у.

Однако при движении роликового давильника вдоль оси х точка касания радиусной кромки 7 с внешней поверхностью заготовки 5 зависит от угла 25 ((см. фиг.2) „ Для обеспечения заданного зазора необходимо учесть эту зависимость которая в общем виде равна:

r 1

Ь = — "- - г = r (— — — 1) < совр cosg

Предлагается эту поправку вводить в профиль рабочей кромки 11 шаблона I0 выполняя его по формуле: у — f(x) г (1), 1

cos06 где х — координата по оси, перпендикулярной оси оправки, 40 у — координата по оси, совпадающей с осью оправки,"

r - радиус кривизны радиусной кромки 7 роликового давильника 6 в диаметральном се- 4 чении, М - угол наклона нормали в точке касания роликового давильника 6 относительно оси оправки 3.

Наконечник 13 ДЛП 12, скользящий по рабочей кромке 11, необходимо выполнить острым, обеспечивающим контакт одной и той же его точкой, Однако раэнотолщинность материала заготовки 5, осево" и радиальный бой планшайбы 1 с оправкой 3 и ряд других причин могут вызвать неравномерность усилий, деформирующих заготовку 5. В

92

8 этом случае предлагается в процессе раскатки зазор принимать несколько меньше толщины заготовки 5, а для исключения образования пузырей изза накопленного сдвига материала изпод роликового давильника 6 íà его радиусной кромке 7 в его диаметральных сечениях выполняют пазы 14 (см. фиг.3}, которые в случае передавливания заполняют лишний материал заготовки 5. Число и пазов 14, их глубину, ширину и шаг определяют экспериментально, исходя из пластических свойств материала и толщины заготовки 5. Пазы 14 могут быть выполнены достаточно редко, например, с шагом

10 мм и сечением 1 на 1 мм для мягкого алюминия и в виде рифления лля менее пластичных материалов. После завершения раскатки заготовки 5 вмес" то роликового давильника 6 устанавливают прижимной ролик 15 и посредством отбортовочного ролика 16 и фор" мируют внешний обод антенны, отпускают прижим 4 и снимают готовую антенну с оправки 3, Благодаря введению поправки в шаблон 10, выполнению наконечника 13

ДЛП 12 заостренным отпала необходимость эпизодического введения оператором поправки в процессе изготовления антенны, Кроме того, наличие пазов 14 на радиусной кромке 7 роликового давильника 7 значительно снизило требования к точности выдерживания зазора между роликовым давильником 6 и оправкой 3, Указанные отли" чия позволили значительно упростить технологию изготовления, практически исключить брак и достичь точности иэ" готовления профиля антенны равной точности исходной оправки, формула изобретения

Устройство для изготовления зеркала антенны, состоящее из планшайбы, снабженной механизмом вращения, оправки, выполненной в виде осесимметричного выпуклого тела вращения и установленной соосно планшайбе, при" жима для закрепления заготовки зеркала антенны на оси оправки, роликового давильника с радиусной кромкой, установленного в суппорте, снабженном поперечным и продольным относитель-. но оси планшайбы механизмами перемещений, шаблона, рабочая кромка кото9 177719 рого выполнена вогнутой, эакрепленно" го перпендикулярно оси оправки, и следящего механизма, включающего датчик линейных перемещений, кинематически связанный с суппортом и контактирующий своим наконечником с рабочей кромкой шаблона, и усилитель связанный с механизмами поперечного и продольного перемещений суппорта, ð о т л и ч,а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения технологий, наконечник датчика линейных перемещений выполнен заостренным, а профиль рабочей кромки шаблона вы- )5 полнен по формуле у — К{х ) — (— — 1), 1 соэМ

2 10 где x — координата по оси, перпендикулярной оси оправки, у — координата по оси, совпадаю" щей с осью оправки, r - радиус кривизны радиусной кромки роликового давильника в диаметральном сечении ; - угол наклона нормали в точке касания роликового давильника к оси оправки, на радиусной кромке роликового давильника в его диаметральных сечениях выполнено п пазов, глубина, ширина и шаг которых определены из пластических свойств и толщины материала эа" готовки, 1777192

11

Г

Г ю таю евГ

Г

Г

Ог у I

Составитель A,Ñîðèñoâ

Редактор Т.Куркова Техред M,Mîðãåíòàë Корректор Е.Папп

Заказ 4125 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101