Способ обработки сферических поверхностей Советский патент 1987 года по МПК B24B13/02 

Изобретение относится к ма1пииост- роению, преимущественно оптическому, и может быть использовано для обработки сферических поверхностей на шлифовально-полировальных станках,

Целью изобретения является повышение качества и производительности операций шлифования-полирования сферических поверхностей путем повьш1ения равномерности их обработки,

На фиг, 1 и 2 показаны примеры nci- ложения заготовок в чашечном сфери-ческом притире} на ф|Иг„ J - приспособление для обработки (;ыпукпо-г)лос- кой линзы; на фиг. 4 - то же, вид сверху; на фиг, 5 - схема регчлизацик способа; на фиг. 6 - то же, с использованием промежуточных элементов; на

фиг. 7 и 8 - примеры схемы располо- жения сил обработки для различных положений заготовок относительно притира объясняющие физику способа.

Сферический чашечный притир 1 (см, фиг. 1) имеет угол -f ocr.ic притира и его краем. О - центр обрабатываемой сферы радиусом R. Заготовка 2, имеющая диаметр 2г, npiraaifi к инструменту усилием Р, При праще- нии притира 1 со скоростью ч, , на заготовку 2 действуют элемен гарные силы обработки Fn , H.njiaejiefnibiL i;. плоскости чертежа от нас и -.иГнг иачеи- ные ( + ) .

Ось заготовки 2 (фиг. 2) прижагси усилием Р, с овпадает с осью пр;тцГ П я притира 1. На заготовку 2 д. и; гвуют элементарные с;илы обработки 1 П,р л Fk-,f. , находящиеся на рагстоии1-п1 г и г соответственно от оси - аготопки. Часть этих сил (показанных v плоско ти чертежа) направлена на нас и обозначена -,,а часть - от нас и обозначена +. Эти силы вызывают появления соответствующих разнонапра} лоиных мо- ментов относительно оси заготовки:

п„,„ Fk -.,

- ,, X г

к

В

зоне , обозпачен О11 уггшм ч

у с.чопие Fk

X Г„

Условие () выполняется следующими методами: увеличением Fn, например нанесением резов в определенной

h

ю

15

-

35 40 - 45

50

55

зоне nHCTpyMeFfTa; уменьшением Fk,p , за счет снижения коэффипиента трения по поверхности контакта любыми общетехническими приемами (смазка, выбор материала контакта,предварительная ( брпботка ко}1тактирующих поверхностей и т.д.); уменьшением г за счет сни- жсник площади приложения прижимающего усилия.

Приспособление 3 для обработки сф1:11ических поверхисстеГ выполнено в виде гриба с ралиусом сферической части R - -А , где 1ч - радиус обрабатываемой сферы; л - гарантированный зазор, выбираемый из конкретных условий. На сферической части приспо- собломп. имеются поверхности 4, форма которых (плоскость или сфера) соо ,четствует необрабатываемой стороне заготовки п.ли контактирурощей с ней поверхности проме/луточного элемента 5 (.фиг, 6). С ,олыо обе :пс;Ч2ния мини- мальисг О значении угла ч между нор- мл :;,,о J4 каждой из них н осью приспо- -of44cin-iH (фиг. 3) поверхности в плане pacM;jjia -iitiT под углом 120 (фиг. 4), 3,ч1ото1;ки 2 (, 5 и 6) у.ложены в ггрпти - I . ycTaHChL it-H;Uj ii н.а итинделе f: сгуика, 1 риспо1. 5бпеипе 3 за счет y ;ii:;TH Р ;(-|Пилл 7 гглнка п;)ижимает , ;. ri- /n.R к и к npi-iTtipy 1 (фиг, 5) или iar i- гопки 2 гюорел.гтвп . 1 жесткого про- Mi.-.|, ..т.иоюго г лемопта 5 (так как по- рхщ- Г Til Л -Таго-г:)вок 2 не позволяет MN: с;г--1оугтанавли|1а riicH по приспособ- .iiL iiHio 3 n j-ja гtLHl n тpичecкиx особен- М() к npiri ipv 1 ,

Обработка сфс-рпчоских поверхнос- TLM I 1Г1 очгходит спсдуюшим образом.

Три заготовки 2 (фиг, ;;) или три загоч овки 2 с промежуточными элементами 5 (фиг. 6), прижатые приспособ- .шмгпем 3 с усилием Р, при качании во- /,11ла 7 (S ) и вращении притира 1 (ii ,) перемещаются своими сферическими поверхностями по сфер1 ческой поверхности вокруг с ворй оси (lO) . За- отовки 2 занимают различные положения от1пэсительно и струмента 1 , В I jiy-iae, ког,ча зллчгговка 2 (фиг. 1) с дпам1 тром 2г занимает положение, ука- 3afiHoe на чертеже, -элементарные силы обработки напран.лены одинаково и не )1ЬГ Ывак1Т появление крутящего момента вокруг оси 3arOT( 2 ,

В случае, когда ось зат отовки 2 (фиг. 2) совпадает с осью инструмен 13431/48

та 1, на заготовку действует момент О заготовки и оси О пр итира (фиг.7) сил обработкиследующее:

МО,Р LlFn . (2) м„, : --г.(9)

Вокруг оси заготовки 2 появляется пр„ смещении оси О, заготовки и противодействующий момент элементар- ор„ Q притира (фиг. 8) на величину ных сил трения, приложенных на по-, и,,- „о,,е„р сил обработки с учетом

верхности прижима:,Q „. пропорционального перераспределе -. ПИЯ следующий:

М CFk,, X г,. (3)

М - г Если М„ (4), т.е. выпол 2 2

няется условие (1), то заготовка 2 ic тг г

- - -aJif- у- - .- j P 1 MOI вращается вокруг своей оси относи- 2 2

тельно поверхности приспособления 5

совместное притиром . Тгким образом Тогда значение угла ; /2,.с учепоявляется вращение заготовок 2 отно- °-- 5). (8) и (10) определяется из

сительно своей оси (ui ), В результа- -JQ

те этого вращения все зоны каждойF п F F гг , -Qi i.. |- . д .J- (11)

заготовки 2 проходят через все зоны,22

притира 1., . , .

,...У1ли с учетом (6) и (7;

Граничные значения зоны ч в которой выполняется условие (1). нахо- 25 у р „ ( р /, j-) дятся из условия f - оьг

М М ,(5)

ОйР ТР

в общем случае элементарных зо оьр

сил обработки можно привести к виду:

или

C:Fn,,, F;,, Г, (6)а (1 - Ь,-).(,д)

КОБР где К - коэффициент пропорциональ- -..ности Таким обраЭом, yrojj ограничиваа сил трения - к виду|1зший зону, в которой выполняется ус Fk f,p Р, (7) ловие (1) равен

1 г

где - коэффициент трения по по- 40arcs in - - .

верхности прижима.

Из условия (Т. з) слелует, что физически угол Ч- существует (имеет поло- Причем силы и прилага- жительное значение) только в случае ются только на краях и в .центре заготовки. .« К 1 ,(16)

Так как геометрически при замкну- той системе СГТИД заготовка может

вращаться только вокруг своей оси, а ак сумма элементарных сил обра- силы трения всегда препятствуют дви- ботки не может превьшгать усилия при- жению, то максимальное значение мо- 50 . мента трения для указанного случая п

следующее:Z п (17)

1

М --Y- г,(8) то

55

где г - радиус заготовки.1 (18)

Вращение заготовки вызывается силами обработки, максимальное значение Фактическое значение К зависит момента от которых при совпадении оси от материала заготовки и притира, их

шероховатости и параметров используемого свободного абразива.

В процессе обработки обеспечиваются два условия: попадание каждой из заготовок в зону, ограниченную углом V (фиг, 2), где обеспечивается условие (1) и заготовка вращается; оси заготовок не должны выходить за края инструмента, так как в этом случае они будут выпадать. Учитывая, что нормали к каждой из поверхностей приспособления, на которых устанавливаются заготовки, выходят из точки, лежащей на оси вращения.притира, угол между проекциями нормалей к двум из них на плоскость, проходящую через ось вращения притира и одну из этих нормалей, выбирается из условия

или с

(20)

В процессе обработки угол d. является величиной переменной, диапазон изменения которой зависит от геометрических размеров приспособления. Для приспособления, приведенного на фиг. 3, 4, даны углы Ч и 120° :

1 . . 4Т Ч + arctg г 2 arcsin

- sin Ч

(21)

1

где выражение Ч + arctg tg представляет собой угол между нормалью и проекциями двух других нормалей (они совпадают) для случая, когда плоскость через нормаль и ось вращения

g

81486

притира проходитсимметрично двум

другим ндрмалям,а вьфажение

sini представляет собой4з

arcsin

угол меж,цу двумя нормалями для случая, когда ось вращения притира лежит в этой же плоскости.

0 Формула изобретения

Способ обработки сферических поверхностей, при котором заготовки размещают в притире в виде чаши и прижимают к нему с помощью приспособления, а притиру и приспособлению сообщают относительное качательное и вращательное движение, отличающийся тем, что, .с целью повы

шения качества и производительности обработки, в качестве приспособления берут гриб с тремя поверхностями, форма которых соответствует форме необрабатываемой стороны заготовки или

контактирующей стороны промежуточного элемента, при этом угол между проекциями нормалей к двум из них на плоскость, проходящую через ось вращения притира и одну из этих нормалей, выбирают из условия

.

d Т + arcsin

1 (1 1Ч.)1

ТЗ V

де

у - угол между осью притира и его краем;

г - радиус обрабатьшаемой заготовки;

R - радиус обрабатываемой сферы;

коэффициент трения по поверхности прижима заготовки; - коэффициент пропорциональности сил обработки по сферической поверхности и при- жимающе го у с ил ия.

Побр.

По5р.

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно оптическому, и может быть использовано для обработки сферических поверхностей на шлифовально-полировальных станках. Цель изобретения - повышение качества и производительности обработки. Для этого заготовки 2 свободно укладывают группами по три штуки в чашечный притир 1, жестко связанный с валом станка. На заготовки 2 устанавливается грибообразное приспособление 3, имеющее три поверхности, профиль которых соответствует необрабатываемой стороне заготовки. Наличие этих поверхностей позволяет заготовкам 2 за счет силового замыкания силой Р с системы СПИД самоустанавливаться по притиру 1 и приспособлению 3 одновременно. Станок задает вращение (-Ц) шпинделю 6 станка и качание (S) во- дилу 7. Б системе СПЩ1 появляется про проворачивание приспособления 3 (cxJ) совместно с заготовками 2 и проворачивание (и) ) заготовок 2 относительно приспособления 3. За счет появления вращения и) обработка сферических поверхисстеч заготовок происхо- дит более равномерно, так как краевые зоны фактически отсутствуют. 8 ил. (Л tfjO Wi 00 4 00 ОС

Фиг,3

Фиг. 6

Редактор М. Бандура

Составитель А. Козлова Техред Л.Олийнык

Заказ 5153/14Тираж 714Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Произволстненно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород,ул.Проектная, 4

фие. 7

O6f).

г-а 2 г

Fo6p. а

фи%,8

Корректор Л. Пилипенко