Станок для доводки асферических повер-хностей оптических деталей

Станок для доводки асферических повер-хностей оптических деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОИУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советск ив

Социалистических

Республнк

< > 804382 (6l ) Дополннтелыюе к авт. свил-ву —— (22) Заявлено 12,04.79 (2l ) 2751569/25-08 с присоединением заявки М— (23) Приоритет— (51)М. Кл.

В 24 В 13/00

1вауАнрствнннын комитет

CCCP ао денны нзвбратеннй в вткрыткй

Опубликовано 15.02.81. Бюллетень ¹ 6 (53) УДК 621.

923.S(088.8}

Дата опубликования описания 18.02.81. (72) Автор изобретения

А. 3. Хабиров (71) Заявитель (54) СТАНОК ДЛЯ ДОВОДКИ АСФЕРИЧЕСКИХ

ПОВЕРХНОСТЕЙ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к абразивной обработке и может быть использовано для изготовления шлифованием и полированием оптических деталей с асферическими поверхнос тями.

Известны станки цля цовоцки асферических 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 соециненным с устройством оперативного корректирования программы обработки. В этих станках с целью оперативного корректирования программы обра ботки цепь управления двигателем перемещения каретки снабжена регулируемыми электрическими элементами и подключенными. к ним переключателями, установленными на пути движения кулачка (1 .

Однако указанные станки имеют следующие недостатки, препятствующие дальнейшому повышению точности формирова2 ния асферической поверхности оптических 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

1О как при прохождении инструмента через упомянутые кольцевые зоны, имеющие шии рину 2-4 мм, скорость вращения кулачка управляемого переключателем, не успевает измениться до расчетной величины из-за малой величины пути, проходимого инструментом через зону.

Цель 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 ви3 804 де 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 опорных секторов, вала, установленной на валу с возможностью вращения вокруг него н несущей кулачок планшайбы, ведущей полумуфты, закрепленной на валу, ведомой полумуфты, установленной на планшайбе, и подпружиненной относительно .нее и содержащей смонтированные с возможностью настроечного перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях, и контактирующие с опорными секторами упоры, тормозного кольца, закрепленного на станине и удерживающего ведомую полумуфту от проворота при выключенном положении кулачка.

На фиг. l. изображена кинематическая схема предложенного станка, общий вид, на фиг. 2 — вид сверху.

Станок содержит станину 1, шпиндель

2 иэделия, кареткуЗ, несущую шпин-, дель 4 инструмента, кулачковый механизмпрограммоноситель с дисковым кулачком

+5 и роликодержателем 6, имеющим следящнй ролик 7 и устройство оперативного корректирования программы обработки, выполненное в вице муфты выключения „ вращения 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 планшайбе

9 через пружину ll корпус 12, тарель

13, смонтированную на корпусе 12 с возможностью поворота вокруг него, направляющие 14, размещенные на тарели 13, и упоры 15, закрепленные в направляющих с возможностью настроечндго перемещения по вертикали, тормозного кольца 16, закрепленного на станине 1, и опорных секторов 17, смонтированных на вращающемся столе 18, установленном на станине 1 и связанном с валом 8 через зубчатую передачу 19.

382 4 шариками 20, смонтированными с необходимым шагом по окружности в горизонтальной поверхности тарели. Ведущая полумуфта 10 и. тормозное кольцо 16 име5 ют соответствующие шарикам 20 по раз-, мерам сферические лунки, расположенные на их горизонтальной поверхности по окружности с тем же радиусом и тем шагом, что и на тарели 13. Шпиндель 4 через шаровой поводок 21 соединен с инструментом 22. Инструмент установлен со свободой перемещая по вертикали на асферизуемой поверхности заготовки 23, закрепленной через планшайбу 24 на шпинделе 2. Силовое замыкание кулачка 5 со следящим роликом 7 осуществлено посредством пружины 25.

Станок с муфтой выключения вращения кулачка 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 поверхности и закрепляют.

На асфериэуемую роверхность заготовки 23 устанавливают инструмент 22, имеющий расчетные размеры и выполненный

* иэ быстроизнашиваемых материалов при зо ш щфовке (например из латуни) или имеющий полирующий подслой при полировке, и соединяют с шаровым поводком 21 шпинделя 4 инструмента. Исходя из крутизны асфериэуемой поверхности устанавливают требуемую величину перемещения шпинделя 4 по вертикали относительно каретки

3, что достигается перемещением по вертикали на нужную величину каретки или шпинделя 2 изделия с заготовкой.

„40 . На планшайбу 9 муфты устанавливают дисковый кулачок 5, имеющий требуемый для формообразования заданной асфери— ческой поверхности рабочий профиль и, совместив ось вращения кулачка S с осью

45 вращения вала 8, закрепляют на планшайбе 9.

Поворачивают тарель 13 до соприкосновения упоров 15 с верхней горизонтальной поверхностью оиорных секторов 17 и

5р закрепляют на корпусе 12.

Опорные сектора 17 смонтированы и радиальных пазах стола 18 с возможнос-.тью настроечного перемещения и фиксации в требуемом положении относительно упоров 15, Для замыкания ведущей полумуфты 10 с.ведомой или с тормозным кольцом 16 тарель 13 ведомой полумуфты снабжена

Отводят упоры 15 в направляющих 14 вверх и закрепляют в крайнем положении, при атом пружина 11 перемешает 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 S u связанная с корпусом 12 ведомой полумуфты шпоночньсм соединением, получает через ведущую полумуфту 10 возможность принудительного вращения от привода кулачка.

На пульте управления станком устанавливают расчетную частоту вращения шпинделя,2 иэделия, шпинцеля 4 инструмента и шпинцеля кулачка. Поворотом каретки

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 удельного цавления обработки при абразивном формироЬании оптических поверхностей.

На асфериэуемую поверхность заготовI

29 ки 23 подается, через систему автопитания, шлифованная или полировальная суспензия в зависимости от вида обработки°

Включают станок и обрабатывают поверхность до снятия определенной части расче25 тного при пуска.

Производят замер геометрической формы асферизуемой поверхности с целью определения правильности распределения сьема стекла по ней, выполняемого инструментом 22, перемещаемым цо программе, за- даваемой профилем кулачка S, Замер s операции шлифования осуществляют контактным методом с применением сферометров ИЗС-7 и ИЗС-8, а операции полирования теневым методом Фуко, инте- 3s рферометрическим или голографическим методами.

По результатам измерений онределяют кольцевые зоны асферизуемой поверхности, имеющие недосъем стекла, следовательно, ie те зоны, rae необходимо увеличить время пребывания инструмента при прохождении его через них.

Увеличение времени пребывания инструмента осуществляют на станке коррэктиро- iS ванием программы обработки эацаваемой кулачковым механизмом, посредством муфты выключения вращения кулачка.

Ниже описана настройка станка, содержащего муфту для периодического. выкаочения вращения кулачка, и принцип работы его.

Инструмент 22 устанавливают в «оль девой зоне радиуса р, поцлежшцей исправлению, и слепящий ролик 7 вводят s кон такт с соответствующим участком профиля кулачка, имеющим радиус-вектор

Перемещают упоры 15 в направлясощих

14 вниз до полного выхода шариков 20

2 6 тарели 13 из сферических лунок вепрей полумуфты 10 и замыкания с тормозным кольцом 16 и,обеспечив зазор в пределах

0,5-1,0 мм между цном лунок тормозного кольца и шариками, закрепляют упоры на тарелк.

Поворачивают тарель с упорами относительно корпуса 12 ведомой полумуфты до совмещения вертикальной,оси упоров со средней линией симметрии 17 и закрепляют тарель на корпусе 12.

Передвинув опорные секторы 17 по раанажным пазам стола 18, упоры 15 вводят в контакт с участками опорных секторов, имеющих расчетную длину дуги 8 определяющую цополнительное время saaepжки инструмента в зоне радиуса P. При этом упоры устанавливают на опорных секторах так, чтобы после их закрепления иа тарели был сохранен ранее обеспеченный зазор межцу лунками тормозного кольца и шариками 20 ведомой полумуфты.

После фиксации опорных секторов в требуемом положении относитесь но упо- ров их закрепляют на столе 18.

Высота опорных секторов 17 над сто юм L8 и настроечное перемещение упоров

15 по вертикайи конструктивно вьпюлиены таким образом, что, когда упоры находятся в контакте с враисающимися через зубча- тую передачу 19 опорными секторами, корпус L2, перемещенный на ланшайбе 9 по шпоночиому соединению, сжимает пружину 11, и шарики 20 с необходимым зазором о вертикали входят в лунки тормозного кольца 16, и вращение планшайбы с кулачком 5 прекращается. В этот момент следяпсий ролик 7 находится в контакте с участком про4иля кулачка, имеющим радиус-вектор р, соответствующим обрабатываемой зоне заготовки радиуса 1 и инструмент 22 находящийся в укаэанной дслсе, останавливается и обрабатывает эту зону цо тех пор, пока вращающиеся вместе со столом опорные секторы не повернутся относительно усюров, проделав путь, равный дуге длиной 8. Когда же упоры LS сходят с поверхности опорньас секторов, пружина 11 перемещает ведомую полумуфту вииэ, шарики 20 выходят пол - . нос1ьюиз лунок тормозного кольца и яхонт в лунки ведушей полумуфты 10 и,в разул тате, снова включается вращение кулачка и инструмент 22 согласно программе, задаваемой кулачком, проходит по вонам асферизуемой оверхности, где пока не требуется коррекция программы обработки.

При этом для исключения эаклинившсия муфты обеспечивается гарантированный

804382 зазор 0,5-1 мм между дном сферических лунок ведущей полумуфты 10 и шариками

20 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 участком куле жа радиуса-вектора Р, опорные секторы 17„вращающиеся вместе со столом

18, входят в контакт с упорами 15 и по вышеописанной кинематике снова включается на заранее определенное через длину цуги f время вращения кулачка, После нескольких циклов обработки асфериэуемую поверхность повторно замеряют и на основании результатов измерений; опорные секторы по радиальным пазам стола перемещаются относительно упоров в сторону большей или меньшей длины дуги 8 или в зависимости от результатов исправления ошибки в выбранной зоне корректировку программы обработки временно прекращают, для чего упоры перемещают в верхнее крайнее положение и закрепляют, исключая их контакт с опорными секторами при вращении стола.

При обнаружении ошибки в какой-либо зоне асферизуемой поверхности при очередном еэ измерении устройство онератив° ного корректирования программы обработщк настраивается на работу и действуеъ так, как было описано выше.

Корректирование программы обработки в станке является оперативйым, так, как, оно представляет простую механическую настройку взаиморасположений упоров и опорных секторов муфты относительно друг друга и не требует значительных затрат времени 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 обработtp ки в ходе процесса доводки.

Формула изобретения

Станок для доводки асферических поверхностей оптических деталей, содержащий станину со смонтированными на ней шпинделем иэделия и шпинделем инструмента, расположенным на каретке, связанной с кулачковым механизмом программоgp носителем, размещенным на валу привода н соединенным с устройством оперативного корректирования программы обработки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности обработки, устройство оперативного корректирования выполнено в видв . закрепленного на станине тормозного кольца и установленных на валу привода ведущейполумуфты и планшайбы, несущей кулачок программоносителя и связанной с подпружиненной ведомой полумуфтой, в которой смонтированы упоры с возможностью перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях и взаимодействия с опорными секторами, закрепленными на станине с .возможностью перемеще35 ния в радиальном направлении и поворота относительно оси вала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское сивдетельство СССР

М 530781, кл. В 24 В 13 ОО, 1975.

804382

Составитель А. Козлова

Редактор Н. Воловик Техред М.Коштура Корректор C. Щомак

Заказ

10782/26 Тираж 926 Подписное

ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рвушская наб., д. 4I5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4