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 Изобретение относится к антенной технике и может быть 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 проточкой крупногабаритной оправки 3, роликового давильника 6. Роликовый давильник 6 с радиусной кромкой 7 установлен в суппорте 8 под углом к оси вращения планшайбы 1. На радиусной кромке 7 выполнены в / диаметральных сечениях несколько пазов . Движение роликового давильника 6 в процессе выкатки антенны производится по кривой, эквидистантной кривой профиля оправки 3. Контроль и управление подачей осуществляются по датчику линейных перемещений 12, который своим сферическим наконечником 13 скользит по рабочей кромке 11 выпуклого шаблона 10. Радиус сферы сферического наконеч-ника 13 выбирается равным радиусу рабочей кромки 7. При смене роликового давильника 6 меняют и наконечник 13 в зависимости от радиуса рабочей кромки 11 при неизменном шаблоне 10. Установка оси роликового давильника 6 под углом к оси вращения планшайбы 1 позволяет использовать его образующую для отбортовки антенны. 3 ил, заготовки точное сферическое зеркало . Рассматриваемое устройство обладает малой производительностью, большой металлоемкостью, значительной стоимостью изготовления lj . В технике известен также более прогрессивный способ и устройство для изготовления антенн, лишенные указанных недостатков и позволяющие изготавливать осесимметричные антенны с любым профилем тела вращения (сфе (Л С х| vi XI Ю СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg)g H 01 Q 1/36, 15/1б

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (К А BTQPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4933215/09 (22) 21. 01. 91 (46) 23.11.92, Бюл. )" 43 (71) Научно-исследовательский инсти тут радиоэлектроники и лазерной техники МГТУ им. Н,Э.Баумана (72) А.А.Борисов, А.А.Парщиков и В.И,Цепко (56) Авторское свидетельство СССР

Г 400942, кл. Н 01 Q 1/36, 1971, Борисов А.А. и Паршиков А.А, Технология изготовления зеркала диамет, ром 1 м. Тезисы докладов XXII Всесоюзной конференции "Радиотелескопы и интерферометры", Ереван, 15-17 мая

19901 с. 51-52, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИРГОТОВЛГНИЯ

ЗЕРКАЛА АНТЕННЫ (57) Использование: для изготовления высокоточных зеркальных антенн миллиметрового диапазона длин волн, Сущность изобретения: устройство состо" ит из планшайбы 1, снабженной механизмом вращения, оправки 3, прижима

4 для закрепления заготовки 5 по оси

Изобретение относится к антенной технике и может быть 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 проточкой крупногабаритной

5U 1777193 A l оправки 3, роликового давильника 6.

Роликовый давильник б с радиусной кромкой 7 установлен в суппорте 8 под углом к оси вращения планшайбы

На радиусно" кромке 7 выполнены в," диаметральных сечениях несколько пазов. Движение роликового давильника

6 в процессе выкатки антенны производится по кривой, эквидистантной кривой профиля оправки 3. Контроль и управление подачей осуществляются по датчику линейных перемещений 12, который своим сферическим наконечником

13 скользит по рабочей кромке 11 выпуклого шаблона 1О, Радиус сферы сферического наконечника 13 выбирается равным радиусу рабочей кромки 7. При смене роликового давильника б меняют и наконечник 13 в зависимости от радиуса рабочей кромки 11 при неизменном шаблоне 10 Установка оси роликового давильника 6 под углом к оси вращения планшайбы I позволяет использовать его образующую для отбортовки антенны. 3 ил. заготовки точное сферическое зеркало. Рассматриваемое устройство обладает малой производительностью, большой металлоемкостью, значительной стоимостью изготовления (1), В технике известен также более прогрессивный способ и устройство для изготовления антенн, лишенные указанных недостатков и позволяющие изготавливать осесимметричные антенны с любым профилем тела вращения (сфе1777193 рические, 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. В уст- 10 ройство входит роликовый давильник, который в процессе выкатывания заготовки совершает перемещение вдоль образующей оправки, Движение роликового давильника производится по вогнутому 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 являются очень высокие требования к равномерности по толщине листов заго- 25 товок и соосности оправки с осью вращения планшайбы и необходимость изготовления специального вогнутого шаблона. Несоблюдение указанных требований приводит к неравномерности дефар- 3О мации металла заготовки, образованию пузырей, отслоению от оправки и потере точности.

Цель изобретения - повышение точности изготовления антенны и упрощение технологии, Указанная цель достигается тем, что в устройстве для изготовления антенны, состоящем из основания, планшайбы, снабженной механизмом вращения 4О с установленной соосно с ней оправкой, выполненной в виде осесимметричного выпуклого тела вращения с образующей у = f(x ), где х, у — координаты образующей прижима для .закрепления за- 45 готовки антенны по оси у оправки, образующие 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 выпуклой по формуле у = й(х ) и следящего механизма, включающего датчик линейных перемещений (ДЛП), наконечник которого контактирует с рабочей кромкой шаблона, усилитель, связанный с механизмами поперечного и продального перемещения суппорта с роликовым давильником.

Наконечник ДЛП выполнен сферическим с радиусом сферы, равным радиусу радиусной кромки роликового давильника. Роликовый давильник, выполненный в виде усеченного конуса с радиусной кромкой, расположенной по периметру основания, установлен в суппорте так„ что его ось расположена под острым углом 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 сферическим с заданным радиусом сферы, изготовлении рабочей кромки шаблона по выпуклой кривой у = f(õ ) — образующей оправки, в установке роликового давильника в суппорте под острым углом к оси оправки и в выполнении на радиусной кромке роликового давильника пазов.

Указанные признаки отличают заявленное устройство от прототипа и обуславливают соответствие этого решения критерию "новизна", Сравнение заявленного устройства с другими, известными в данной области 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 устройства, на фиг,2 - схема положения рабочей точки роликового давильника и наконечника ДЛП на рабочей кромке шаблона при изготовлении антенны, на фиг,3 — общий вид роликового давильника, Устройство для изготовления антенны состоит из основания, планшайбы 1, снабженной механизмом вращения (не показан), на планшайбе I посредством обечайки 2 и соосно ей (ось у) закреплена оправка 3, выполненная в виде осесимметричного (относительно оси у) выпуклого тела вращения с образующей соответствующей кривой у = f(x ) (парабола, ги-: ) пербола, часть окружности) прижима 4 для закрепления заготовки 5 антенны

5 177 по оси у, роликового давильника Ь с радиусной кромкой 7, установленного в суппорте 8, снабженном поперечным .(параллельно оси х) и продольным (параллельно оси у) механизмами пере. мещения (не показаны), направляющего ролика 9, шаблона 10, жестко закрепленного на основании, рабочая кромка

11 которого выполнена выпукло" по кривой у = f(x ), где х — координата по оси перпендикулярной оси оправки, у - координата по оси, совпадающей с осью оправки, В устройство входит следящий механизм, включающий датчик линейных перемещений 12, наконечник 13 которого выполнен сферическим с радиусом сферы, равным радиусу кривизны радиусной кромки 7, и который контактирует с рабочей кромкой 11 шаблона 10, усилитель (не показан), связанный с механизмами поперечного и продольного перемещения суппорта 8, Роликовый давильник 6 установлен в суппорте 8 так, что его ось расположена под острым углом к оси оправки 3, На радиусной кромке 7 роликового давильника 6 в его диаметральных сечениях выполнены пазы 14, число и этих пазов 14 и их форма (глубина, ширина„ шаг) различны и зависят от материала заготовки 5, от его пластических свойств и толщины, Кроме того, в состав устройства входит прижимной и отбортовочный ролики 15 и 16, Устройство работает следующим образом, Заготовку 5 из пластичного материала, например мягкого алюминия, закрепляют . посредством прижима 4 по оси оправки 3. Роликовый давильник 6, закрепленный в суппорте 8, подводят к оси у на заданное расстояние у„„„н, которое определяют из конструктивных соображений и размеров прижима 4. Po" ликовый давильник 6 подводят к заготовке 5 до контакта с ней его радиусной кромки 7, выставляют в началь" ное положение, соответствующее х„„„ наконечник 13 ДЛП 12 относительно. рабочей кромки 11 шаблона 10,жестко закрепленного на основании, при этом показания ДЛП 12 должны соответствовать нулевому значению, что свиде, тельствует о зазоре между радиусной

7193 6

ЗО

50 кромкой 7 и оправкой 3 равном У7 толщине материала заготовки 9. Затем включают вращение планшайбы 1 и механизмы поперечного и продольного перемещения 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 10, 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 пропорциональный 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 осуществляться как без участия оператора, например, на станке с числовым программным управлением, так и с оператором, который осуществляет поперечную подачу суппорта 8 и контролирует ее по индикатору ДЛП 12, л.

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.,0ля получения точной антенны необходимо, чтобы объемы материала заготовки 5 под роликовым давильником

6 до и после деформации были равны.

Объем материала, деформируемого в данное текущее время, определяется площадью контактного пятна радиусной кромки 7 роликового давильника, которое в свою очередь, как легко видеть из геометрических построений за) висит от R — - радиуса роликового давильника 6, r — радиуса радиусной кромки 7 и величины зазора между радиусной кромкой 7 и оправкой 3.

В случае малого зазора (передавливание) материал заготовки 5 заполняют объем под роликовым давильником 6 и вытекает из под него, сдвигая как уже отформованную часть антенны, так и материал заготовки 5. Накопленный эа несколько оборотов оправки 3 сдвиг вызывает образование пузыря в вершине и значительные напряжения в мате-, 1777193 риале, потерю точности профиля и, как следствие, брак.

При зазоре, большем О (недодавли- . вание), материал заготовки 5 не заполняет объем под роликовым давильником 6 и не принимает форму поверхности оправки 3, Следовательно, зазор между радиусной кромкой 7 и оправкой 3 в процессе изготовления 1р должен быть равен эквидистанте, образующей оправки 3 смещенной на 8 вдоль оси у. Однако при движении роликового давильника вдоль оси х точка касания радиусной кромки 7 с . внешней поверхностью заготовки 5 зависит от угла Ы (см. фиг. 2), Для обеспечения заданного зазора необходимо учесть эту зависимость которая в общем виде равна: 20

1 1

h = ††-- — r = r (†" — — 1) °

cosM cosg

Эту поправку можно вводить в профиль рабочей кромки 11 шаблона 10, изготав- 5 ливая его по формуле:

1 у = й(х .) — r (- — — — 1), cos 04 где х — координата по оси, перпендикулярной оси оправки, у — координата по оси, совпадающей с осью оправки, .r — радиус кривизны радиусной кромки 7 роликового давильника 6 в диаметральном се35 чении, К, - угол наклона нормали в точке касания роликового давильника б относительно оси оправ" ки 3.

Если наконечник 13 ДЛП 12 выполнить сферическим с радиусом сферы, равным r, а рабочую кромку 11 шаблона 10 - выпуклой, поправку вводить не нужно, так как точка контакта на" конечника 13 и рабочая точка ролико- вого давильника 6 смещаются одинаково. В этом случае смена давильника 6, необходимая при смене материала заготовки 9, с другим радиусом r радиус50 ной кромки 7 не потребует изготовления нового шаблона 10, а только замены наконечника 13 ДЛП 12.

Раэнотолщинность материала заготовки 5, осевой и радиальный бой планшайбы 1 с оправкой 3 и ряд других причин могут вызвать неравномерность усилий, деформирующих заготовку 5, В этом случае предлагается в процессе раскатки зазор принимать несколько меньше толщины заготовки 5 (примерно на 0,1-0,? мм), а для исключения образования пузырей из-за накопленного сдвига материала из-под роликового давильника б на его радиус" нои кромке 7 в его диаметральных сечениях выполнять пазы 14 (см. фиг.3)> которые в случае передавливания заполняет 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 для менее пластичных материалов.

После завершения раскатки заготовки 5 по образующей усеченного конуса давильника б и посредством отбортовочного ролика 15 формируют внешний обод антенны, таким образом отпадает необходимость в использовании прижимного ролика (см, прототип), что сокращает технологический цикл и повышает точность изготовления ан" тенны. Угол установки оси роликового давильника 6 в суппорте 8 относительно оправки 3 определяется так, чтобы основание усеченного конуса не задевало оправку 3 и прижим 4 в про" цессе выкатки, Образующая усеченного, конуса роликового давильника 6 определяет угол наклона формируемого внешнего обода антенны к оси (к оси оправки 3), После формирования внешнего обода отпускают прижим 4 и снимают готовую антенну с оправки 3.

Благодаря выпуклой форме рабочей кромки 11 шаблона 10 выполнению наконечника 13 ДЛП 12 сферическим отпала необходимость изготавливать различ" ные шаблоны 10, 1

Кроме того, наличие пазов 14 на радиусной кромке 7 роликового давильника 6 значительно снизило требования к точности выдерживания зазора между роликовым давильником 6 и оправкой 3, Указанные отличия позволили значительно упроститЬ технологию изготовления, практически исключить брак и достичь точности изготовления профиля антенны равной точности исходной оправки.

9 1777193

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, прижима для закрепления заготовки зер- 10 кала антенны на оси оправки, роликового давильника, выполненного в виде усеченного конуса с радиусной кромкой по периметру его большего основания и установленного в суппорте, снабженном поперечным и продольным относительно оси планшайбы механизмами перемещения, шаблона с рабочей кромкой, профиль которой со" ответствует профилю образующей on- g() равки, закрепленного перпендикулярно оси оправки, и следящего механизма, включающего датчик линейных пе10 ремещений, кинематически связанный с суппортом и контактирующий своим наконечником с рабочей кромкой шаблона, и усилитель, связанный с механизмами поперечного и продольного пе" ремещения суппорта, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения технологии, наконечник датчика линейных перемещений выполнен сферическим с ра" диусом, равным радиусу радиусной < кромки роликового давильника, а профиль рабочей кромки шаблона выполнен выпуклым, роликовый давильник установлен в суппорте так, что его ось расположена под острым углом к оси оправки, на радиусной кромке роликового давильника в его диаметральным сечениях выполнено и пазов, глубина, ширина и шаг которых определены из пластических свойств и толщины материала заготовки, 1777193

1 )

Риа8

f4

Составитель А.Борисов

Редактор Т.Куркова Техред М.Моргентал Корректор В.Петраш

Й

Заказ 4125 Тираж " . . < Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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