Способ доводки поверхностей Советский патент 1992 года по МПК B24B49/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к технологическим процессам получения высокоточных поверхностей, преимущественно оптических, методами доводки.

Целью изобретения является упрощение способа и повышение производительности зд счет исключения операций рас- пнфровкн интерферограммы, на которой фиксируются отклонения формы поверхности от эталонной, и ручного ввода значений погрешности формы в систему управления обработкой.

На чертеже изображена схема устройства, реализующего способ.

Способ реализуют следующим образом.

Определяют интерференционным методом величины и знаки отклоненнч формы обрабатываемой поверхности от выбранной поверхности сравнения. При этом интерференционную картину получают в полосах бесконечной ширины при такой настройке интерферометра, когда средние освещенности интерферепцион - ного поля при когерентном и некогерентном сложении волновых Фронтон рав

О

ел

о

Ј

СО

д

in.: M: кгь г pa HI i

ЧДУ С0Ј Г/1

ТО ПОЗГ:ОЛ; |

иастроР- .м-тр на блнха илу.; сферу ч,я, дл-r которой сутмы положм- х и отрн::атемьных отклонений

; ; .;... пмостн гм поверхности ин- тер ;.программы ь.ппш меэкдУ собой) н регистрируют шггер -реннмоннуу-) картину. Плсле чего зарогпстри- роьянную ннтер ;-;:;- огрп;-с-;у между источ- нкко--: ранаоме, коллммкроь.чнного н-.лужения и фотопрн-мником, приводят HMTt .j ерогрампу и отсшрнемнпх в дв т-.енне. соот. ; тствепно повторяющее /;н;г,:;е ;ие обрабатываемой поверхности п инструмента-ротупера (например, г:рн помогли планетарного н масштабного ,тараллелогрл и.:ного механнзмо. .), пода- iti r иопученный на выходе фотоприемника с ;{гнал на вход устройства, плавно из мелющего ве-пнчину давления инст- рупента-ретупепа на обрабать ваемую поверхность и осуществляют сеанс управляемой .

Коррекция давления обеспечивается тем, что при указанной настройке интерферометра оптическая прозрачность или коэффициент пропускания интерферо грамма пропор:;нональны отклонениям об |рлб тьгваемой поверхности от пыбранной поверхности сравнения. Помещая заре- ii-нстрнровакнуго ннтерферогрл -Јму между щеточником коллег{ированного равномер- .чого излучен 1я и фотоприемником и при ;io,n,4 фотоприемнпк и интерферограмму : , аналогичное ; i :f:Hifro ингтругтента-ретупера и обрябатываемой ТОБ РХНОСТИ, на выходе фотоггриемника .(ол. ают электрический сигнал, кото- : в кгивдый момент времени пропорцио иг.лен уклоненилм обрабатываемой по- псрхностн от пьтГЗраннон поверхности сргап;гпня.

Устройство содержит изделие с обрабатываемой поверхностью 1, совершающее вращательное движение относительно осп ОХ, поводок 2, прндаюпуш воз- г.рлтно-лоступатсльное движение мало- размэрному инструменту (по.мро.альнн- ку) 39 устройство А нзмеги-ния давления инструмент 3, парг.ллелограмм- ньтй v:. 5 с укре1шенмьп на нем .этоП1 Лемннком 6, интерфе.р..чу 7, устлно леинум n;t поло- 8, ис TO ii HKii 9 ксл: ;г-:гроя, из.-гучения, ;, i-.je зубчато. к) 10, фиктиро- ЫЛ .пу.о ось 11, ;,:-,,;:1.гь ль заготовки 12, ::/;; -,:,.Л ьал 1), - бчатые колеса 14

t г. ед -|Пее т ; 1;;лтле ко. тто ьходнт

5

5

0

5

0

5

0

5

в зацепление одновременно с зубчатым колесо:-;, жестко насаженным на нал шпинделя заготовки и с колесом, насаженным на полый пал шпинделя ннтерфе- рограммы. В таком случае ошибки зубчатого зацепления выбираются одновременно и в одном направлении, поэтому гарантируется высокая стабильность коэффициента передачи.

Кроме этого, возможно решение вопроса при использовании в цепи обратной связи датчиков типа угол-код. Полый шпиндель 8 устанавливают таким образом, чтобы его ось вращения была параллельна оси вращения шпиндели .обрабатываемого изделия 1.

Устройство регулируется так, чтобы при осциллирующих движениях поводка 2 относительно центра изделия 1, фотоприемник 6 исполнял подобное движение относительно центра интерферо- граммы 7. Масштаб параллелограммного механизма 5, т.е. соотношение плач АВ и СЛ (фиг. 5), делают равным отношению световых диаметров обрабатываемой поверхности и интерферограммы. Вращение интерферограммы передается при помощи планетарного механизма (зубчатых колес 10, 14, 15).

Для обеспечения соответствия установки между фотоприемником-интерферо- граммой к инструментом-заготовкой) перед съемкой ннтерферограммы на краю заготовки делают метку М|, которая после съемки отображается на интерфе- рограмме в виде метки М-. Теперь для обеспечения соответствия по углу разворота ме.чсду заготовкой и интерферо- граммой достаточно последние развернуть так, чтобы метки попали на линию (или на ее проекцию), соединяющую центры вращения заготовки и интерферограммы.

Для обеспечения соответствия по радиусу (центры соответственно в 0 и 0) между инструментом и фотопрнемннком параллелограммньгй механизм исполняется в масштабе с коэффициентом подобия К из владения 1, а фиксированная ось 11 устанавливается на линию 00/. Теперь при согласованном вращении заготовки и ннтерферограмми фотогтрнем- ннк н инструмент будут сканировать cooTBetcTFiywrriie участки поверхности. Б качестве устройства, изменяющего давление полировальника 3 на изделие, используется вибрационный электро-Ь170

динамический стенд (ВЭДС), установленный позади станка (серии ПД или ГШ).

ВЭДС передает исполнительное усилие на инструмент через тянуще-толкающий шток, укрепленный за проушину на удлиненном конце поводка. Диаметр диафрагмы фотопрнемника определяется из соотношения

Df Пг АВ

,

(1)

dj CD где I), - диаметр заготовки; DЈ - диаметр инструмента; АВ - болыаее 1глечо параллелограммного механизма; dj - диаметр интерферограммы; d - диаметр диафрагмы фотоприемника;CD - меньшее плечо параллелограммного механизма; К - коэффициент подобия, Таким образом, диаметр диафрагмы равен(2)

л

Диаметр инструмента определяется как среднее расстояние между экстремумами на нормальном профиле обрабатываемой поверхности. Фактически же выбирает размер инструмента равный или меньший размер.а неровностей.

Траектория сканирования характеризуется вращательным движением системы интерферограмма-заготовка и радиальным движением системы фотоприемник- инструмент. В результате сложения этих перенесений суммарная результирующая траектория сканирования ВЫРЛЯ

Способ доводки поверхностей, преимущественно оптических, включающий в себя предварительное определение интерференционным методом величины отклонений формы обрабатываемой поверхности от эталонной, обработку поверхности инструментом-ретушером с переменным давлением на поверхность, при этом величину давления задают пропорционально величине погрешности в соответствующей точке, о т - л и-лающийся тем, ,что, с целью повышения производительности и упрощения способа, определение погрешности формы осуществляют путем регистрации интерференционной картины в полосах бесконечной ширины при условии, что средние освещенности интерферограммы при когерентном и некогерентном сложении волновых фронтов равны между собой, а полученную ннтерферограмму помещают между источниками равномернодит в виде скручивающейся относительно центра вращения заготовки, кривой -дого коллимироваиного излучения и фото- эвольвенты. От величины скоростей вра-приемником, при этом давление на инст- щателыюго и радиального движений за-румент задают пропорционально сигналу висит длина я размах эвольвенты. Ско-с фотоприемника, которым сканируют рость сканирования уерез относительныеинтерферограмму синхронно с перемеще- скорости заготовки и инструмента долж- 45нием инструмента, а интерферограмму- на быть подобрана так, чтобы .на краюперемещают синхронно с обрабатываемой заготовки обеспечивалось равномер-поверхностью.

o

5

0

5

0

$

ное перекрытие обрабатываемой поверхности рядом последующих проекций инструмента. Кроме того, необходимо обеспечить скорость радиального движения системы инструмент-фотоприемник с ускорением к центру. Поскольку к центру растет коэффициент перекрытия, соответственно пропорционально должно снижаться время присутствия инструмента в центральной зоне. Варьируя соотношением коэффициенты перекрытия и время присутствия, добиваются однородности величины удельного съема в любой зоне обработки.

.Формула изобретения

Способ доводки поверхностей, преимущественно оптических, включающий в себя предварительное определение интерференционным методом величины отклонений формы обрабатываемой поверхности от эталонной, обработку поверхности инструментом-ретушером с переменным давлением на поверхность, при этом величину давления задают пропорционально величине погрешности в соответствующей точке, о т - л и-лающийся тем, ,что, с целью повышения производительности и упрощения способа, определение погрешности формы осуществляют путем регистрации интерференционной картины в полосах бесконечной ширины при условии, что средние освещенности интерферограммы при когерентном и некогерентном сложении волновых фронтов равны между собой, а полученную ннтерферограмму помещают между источниками равномернодого коллимироваиного излучения и фото- приемником, при этом давление на инст- румент задают пропорционально сигналу с фотоприемника, которым сканируют интерферограмму синхронно с перемеще- 45нием инструмента, а интерферограмму- перемещают синхронно с обрабатываемой поверхностью.

X

12

Изобретение относится к машино- . строению, а именно к технологическим процессам получения высокоточных поверхностей, преимущественно оптических, методами доводки. Цель изобретения - упрощение способа и повышение производительности за счет исключения операций распифровки интерферограммы, на которой фиксируются отклонения формы поверхности от эталонной, и ручного ввода значений погрешности формы в систему управления обработкой. Интерференционным методом определяют величины и знаки отклонений формы обрабатываемой поверхности от заданной. Интерференционную картину получают в полосах бесконечной ширины при такой настройке интерферометра, когда средние освер;енности интерференционного поля при когерентном и некогерентном сложении волновых фронтов равны между собой. Зарегистрированную интерферограмму помещают между источником равномерного коллимнрованного излучения и фотопрнемннком. Интерферограмму и фотоприемннк приводят в движение, соответственно повторяющее движение обрабатываемой поверхности и инструмента-ретушера. Сигнал, полученный на выходе Фотоприемника, подает на вход устройства, которое плавно изменяет величину давления инструмента на обрабатываемую поверхность. 1 ил. С $