Устройство для обработки асферических поверхностей Советский патент 1992 года по МПК B23B5/40 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к обработке резанием поверхностей вращения, и может быть использовано для предварительного формообразованияметаллооптическихповерхностей.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей устройства путем обеспечения как выпуклых, так и вогнутых асферических поверхностей различных параметров.

На фиг.1 показано устройство для обработки асферических поверхностей, общий вид; на фиг.2 - схема расположения устройства при обработке выпуклых поверхностей; на фиг.З - схема расположения устройства при обработке вогнутых поверхностей.

В основании устройства 1 в пазу 2 установлен резцедержатель 3 с резцом 4 и вращающейся цилиндрической втулкой 5. На оси устройства через радиальные подшипники установлен промежуточный диск 6, в котором через шаровые опоры крепится кольцо. Наклон кольца осуществляется регулирующими винтами 8. От вращения промежуточный диск 6, а следовательно, и кольцо 7, защищены фиксатором 9, закрепленным в корпусе шпинделя 10. Упругий элемент - спиральная пружина 11 сжатия обеспечивает поджим втулки 5 к кольцу 7. Гнезда 12 и 13 служат для установки измерительных средств при настройке устройства. Кроме того, на чертежах обозначены: d - диаметр устройства при 6 О, D - диаметр опорной окружности кольца.

В процессе работы устройства цилиндрическая поверхность вращающейся втулки 5 обеспечивает проекционное копирование наклонной к оси устройства внутренней окружности кольца 7. Резцедержатель 3, жестко связанный с втулкой 5, совершает колебательные движения в пазу 2 корпуса 1, формируя эллиптическую траекторию движения резца 4. Постоянный контакт втулки 5 с кольцом 7 обеспечивается как пружиной, так и действием центробежных сил. Постоянную ориентацию эллипса относительно детали обеспечивает фиксатор 9. Промежуточный диск 6, закрепленный на оси устройства, обеспечивает как удобство смены инструмента, так и замыкание возникающих сил внутри самого устройства, вызывая лишь дополнительный тормозящий момент. Последнее особенно важно для шпинделей на аэростатических опорах. С целью упрощения конструкции кольцо 7 может крепиться непосредственно к корпусу шпинделя 10 без промежуточного диска 6.

Эллиптичность траектории резца, а следовательно, эксцентриситет обрабатываемой поверхности определяется углом в. При наклоне кольца 7 вокруг оси, лежащей в плоскости оси устройства и детали, производится формообразование выпуклых и вогнутых поверхностей с положительным

значением эксцентриситета Ј (эллипсоиды, параболоид, гиперболоиды), а при наклоне вокруг оси, перпендикулярной этой плоскости, - вогнутых и выпуклых поверхностей при Б 0 (сплюснутые эллипсоиды).

При 0 0 Ј 0 обрабатываемая поверхность будет сферической. Таким образом, устройство обеспечивает формообразование всего класса осесимметричных поверхностей второго порядка на существующем оборудовании для обработки сферических поверхностей. Значения параметра Р и эксцентриситета к обрабатываемой поверхности определяются величинами углов/3 и в. Например, для поверхностей с Ј О получаем зависимости

Р arcsin

v Р2 + Ј2 + d2 + Р tf arccos(1 -§-+-§- х

X Vfe2sin2/ + mA 1

где d - диаметр инструмента при 0 0; D - диаметр опорной окружности. Диаметр обрабатываемой поверхности может быть любым, меньшим 2d. С целью повышения точности обработки за счет снижения погрешностей настройки параметров /5 и 0предлагается предварительно по известной методике производить обработку и контроль промежуточной сферы радиуса R при 0 О

(p +

V+t2d2

t-Q а последующий наклон кольца контролировать по величине максимального отступления траектории резца от круговой Д

А-4о- i

2Р + .

R

4R

1 )

Пример. Производится обработка деталей диаметром 240 мм, имеющих гиперболическую поверхность с уравнением меридионального сечения Y2 1 бООх + 44х2 (Р

800 мм, е 1,2). Обработка осуществляется на координатно-расточном станке модели 2Е450 инструментом диаметром d 150 мм. Предварительно производится выставление плоскости кольца перпендикулярно оси устройства, что контролируется индикатором типа МИГ-1 с ценой деления 0,001 мм, установленным в гнездо 12.

С помощью индикатора, установленного в гнезде 13, выставляется соосность кольца и устройства, после чего кольцо закрепляется. При такой настройке устройства траектория резца представляет окружность. По известной методике предварительно производится обработка промежуточной сферической поверхности. Значение радиуса R определяется из выражения R -y(P + | P2+Ј2d2 ) 810,0мм

(радиус ближайшей сферы Rs/.c4. 806,5 мм, асферичность а 18,2 мкм).

Радиус сферы контролируется накладным сферометром ИЭС-8.

После обработки промежуточной сферической поверхности устройство отводится от поверхности и производится наклон опорного кольца на угол в.

0 arccos(1 х

х l4r-+J-T--1 ) 5,668°. if R4 R2

Величина наклона контролируется по величине разности между осями эллипса

A f (1 - ) 0-464 2f R 4R2

MM.

Величина А определяется как разность между максимальным и минимальным отсчетами индикатора, установленного в гнезде 13 при вращении устройства. После установления необходимой величины А кольцо фиксируется винтами 8. Далее производится обработка гиперболической поверхности. Следующие детали обрабатываются без настройки устройства, так как параметры Р и Ј получаемой поверхности определяются только значениями угла ft, в и величиной d независимо от положения детали на станке.

Формула изобретения

1,Устройство для обработки асферических поверхностей, содержащее установленный в шпинделе корпус с размещенным на нем с возможностью радиального перемещения резцедержателем и расположенный на шпинделе копир, имеющий возможность взаимодействия с резцедержателем, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, копир выполнен в виде кольца, установленного под углом к оси шпинделя, причем устройство снабжено втулкой, с возможностью вращения на резцедержателе и имеющей возможность взаимодействия с внутренней поверхностью кольца.

2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что копир смонтирован на шпинделе с возможностью регулирования угла наклона.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к обработке резанием поверхностей вращения, и может быть использовано для предварительного формообразования металлооптических поверхностей. В основании устройства установлен резцедержатель 3 с резцом 4 и цилиндрической втулкой 5. На оси устройства установлен промежуточный диск 6, к которому с возможностью регулирования угла наклона 4XЈЈtZ/SS&SS6&/S//& крепится кольцо 7. Упругий элемент 11 обеспечивает поджим втулки 5 к кольцу 7. В процессе работы устройства цилиндрическая поверхность втулки 5 обеспечивает проекционное копирование наклонной к оси устройства внутренней окружности кольца 7. Резцедержатель 3, жестко связанный с втулкой 5, совершает колебательные движения в пазу 2 корпуса 1, формируя эллиптическую траекторию движения резца 4. Эллиптичность траектории резца, а следовательно, эксцентриситет обрабатываемой поверхности определяется углом В. При наклоне кольца 7 вокруг оси, лежащей в плоскости оси устройства и детали, производится формообразование выпуклых и вогнутых поверхностей с положительным значением эксцентриситета Ј. При 0 О и Ј 0 обрабатываемая поверхность будет сферической. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. ft Ё VJ CJ Ј : 00 ii V brAasSrr -.-, J. Э - 3&&&ЪУЗЈ&п, 3 Фиг.1

СОи

Яit

Q

Фиг.З