Привод резцовой каретки делительной машины Советский патент 1992 года по МПК B23Q16/02 

Изобретение относится к делительным мащинам для нарезания дифракционных решеток больших размеров.

Известен привод резцовой каретки (несущей алмазный резец, которым формируются штрихи нарезаемых дифракционных решеток) делительной машины, предназначенной для изготовления решеток-зшелле больших размеров 1. Привод выполнен а виде двух параллельных замкнутых цепных передач, натянутых на шестерни, установленных попарно на двух осях: ведущей и ведомой. Обе цепные передачи связаны между собой штоком, средняя часть которой шарнирно соединена шатуном с резцовой кареткой.

Недостатком привода является то, что цепь при контакте с шестернями претерпевает периодические нагрузки. Поэтому при работе привода образуются значительные шумы и вибрации, которые искривляют штрихи и тем самым снижают качество нарезаемых дифракционных решеток. В спектрах изготовленных решеток образуются ложные линии , духи, а также возрастает фон рассеянного света. Это исключает возможность применения данного привода при изготовлении тонких дифракционных решеток с числом штрихов более 600 на 1 мм.

Наиболее близким к предлагаемму по технической сущности является привод резцовой каретки делительной машины, описанный в сборнике 2. Он представляет собой кривошипно:шатунный механизм, обеспечивающий каретке возвратно-поступательные перемещения. Этот привод содержит в зоне соединения шатуна с резцовой кареткой демпфирующий элемент и виброизолирующую развязку.

Недостатком данного привода резцовой каретки в этой машине является то, что он не обеспечивает равномерной скорости перемещения резцовой каретки при равномерном сращении маховика кривошипно- шатунного механизма вокруг его оси. Эта скорость определяется соотношением:

х|

Vx rw sin a

где г-радиус кривошипа; а - угол между направлением перемещения резцовой каретки и кривошипом; а)-угловая скорость вращения кривошипа В результате этого глубина штрихов изменяется по длине штрихов. В средней части каждого штриха, при формовании которой скорость резцовой каретки максимальна (sin a 1), сказываются динамические эффекты, вследствие чего резец вытесняется из формируемого слоя, глубина штрихов уменьшается. В результате оптимальный профиль штрихов, обеспечивающий высокую дифракционную эффективность решетке, мож- но получить не на всей ее поверхности, а только на части ее или на периферийных (по длине штрихов) участках решетки, или в центральной зоне.

Цель изобретения - повышение качест- ва нарезаемых штрихов за счет обеспечения равномерной скорости перемещения каретки.

Достигается это тем, что привод резцовой каретки, содержащей кривошипно-ша- тунный механизм, выполненный в виде маховика с радиальным пазом, в котором установлен позлун со штоком, шарнирно связанным с шатуном, согласно изобретению снабжен предназначенной для закреп- ления на станине делительной машины замкнутой направляющей, выполненной в виде двух секторов, центр одного из которых совпадает с центром маховика, а радиус другого равен 1,11 радиуса первого сектора, и антифрикционным элементом, установленным на штоке с возможностью взаимодействия с направляющей, сектора которой расположены так, что линия, соединяющая их концы, находится в плоскости, парал- лельной плоскости расположения направляющих резцовой каретки.

На фиг.1 представлена схема привода резцовой каретки, на фиг.2 - боковая проекция привода резцовой каретки.

Пример. Привод смонтирован на станине 1. Он содержит кривошипно-шатун- ный механизм, включающий в себя маховик 2, установленный с возможностью враще- ния вокруг оси 3. В маховике выполнен радиальный паз 4, в котором установлен с возможностью продольного перемещения ползун 5, несущий шток 6. Шатун 7 соединен шарнирно одним концом со штоком 6, а другим концом - через демпфирующий элемент 8 со станиной 1, а также через виброизолирующий элемент 9 с резцовой кареткой 10, установленной с возможностью

возвратно-поступательных перемещений ъ направлении, указанном стрелкой.

В конструкцию привода введена замкнутая направляющая 11, закрепленная неподвижно на станине 1 с помощью двух кронштейнов 12. Направляющая 11 выполнена в виде двух- секторов: один из них представляет пол уокружность 13 радиуса г, примерно равного половине длины штрихов решетки, нарезаемой на делительной машине.

Центр этой полуокружности Oi совпадает с осью 3 маховика 2, линияя аа , соединяющая концы полуокружности, находится в плоскости, параллельной плоскости расположения направляющих резцовой каретки. Направляющая 13 замыкается сектором окружности 14, радиус которой равен 1,11 радиуса г первого сектора 13, а центр Оа лежит на вертикальном радиусе полуокружности 13.

Шток выполнен состоящим из двух частей, одна из которых 15 закреплена на ползуне 5, а другая 6 связана с шатуном 7. Они выполнены с возможностью относительного смещения в направлении паза 4 и закрепления в любом выбранном положении.

Это осуществляется, например, введением второй линейной направляющей 16, скрепленной с частью 15 штока, второго ползуна 17, связанного с частью 6 штока, и фиксатора 18, обеспечивающего закрепление ползуна 17 на направляющей 16, с частью 15 штока скреплен антифрикционный элемент 19. Он поддерживается в контакте с направляющей 11 с помощью пружинного поджима 20, контактирующего с тыльной стороной направляющей 11 вторым вспомогательным антифрикционным элементом 21.

Привод работает следующим образом. Перед нарезанием решетки корректируют длину ее нарезаемых штрихов путем установки относительного расположения частей 15 и б штока. С этой целью второй ползун 17 смещают по линейной направляющей 16 и фиксируют в выбранном положении фиксатором 18. Длина наносимых штрихов будет точно равна удвоенному расстоянию г части 6 штока от оси вращения 3 маховика 2.

При вращении маховика 2 (в нэправлении стрелки), когда антифрикционный элемент 19 скользит по сектору 14 направляющей 11, резцовая каретка 10 совершает рабочий ход .(резец опущен на заготовку нарезаемой решетки и наносит очередной штрих).

Пружинный поджим 20 со вспомогательным антифрикционным элементом 21 обеспечивает постоянный контакт анти- фрикцинного элемента 19 со внутренней

рабочей поверхностью направляющей 11. При изменении расстояния г ползун 5 смещается вдоль паза 4. Расстояние г от участка направляющей 14 до оси вращения Oi маховика уменьшается по мере того, как угол а приближается к 90°; оно максимально при значениях а близких к 0 и 180 . За счет этого изменения г скорость движения резцовой каретки Vx выравнивается, изменения скорости (по расчетам) не превышают 20% от номинального значения.

Во время обратного холостого хода резцовой каретки 10 (резец поднят над заготовкой) антифрикционный элемент 19 скользит по полуокружности 13, шатун 7 перемещает резцовую каретку 10 с неравномерной скоростью согласно указанному соотношению, однако это не сказывается о-рицательно, поскольку при холостом ходе штрих не на- носится.

В результате штрихи решетки формуются по всей их длине в одинаковых условиях, их глубина практически постоянна. Оптимальный профиль штрихов выполняется по

всей апертуре решетки, ее дифракционная интенсивность возрастает.

Формула изобретения Привод резцовой каретки делительной машины, содержащий кривошип,ю-шатун- ный механизм, выполненный в виде маховика с радиальным пазом, в котором установлен ползун со штоком, шарнирно связанным с шатуном, отличающийся тем, что, с целью повышения качества нарезаемых штрихов за счет обеспечения равномерной скорости перемещения кэретки, привод снабжен предназначенной для закрепления на станине делительной машины замкнутой направляющей, выполненной в виде двух секторов, цент одного из которых совпадает с центром маховика, а радиус другого равен 1,11 радиуса первого сектора и антифрикционным элементом, установленным на штоке с возможностью взаимодействия с направляющей, сектора которой расположены так, что линия, соединяющая их концы, находится в плоскости, параллельной плоскости расположения направляющих резцовой каретки.

Использование1 нарезание дифракционных решеток на делительных машинах, Сущность изобретения: выполнение привода в виде маховика 2 с радиальным пазом А дпя размещения ползуна 5 со штоком 6, шарнирно связанным с шатуном 7. Привод содержит направляющую, выполненную из двух секторов 13 и 14, с которой взаимодействует антифрикционный элемент 19, Центр сектора 13 совпадает с центром маховика 2, а радиус сектора 14 равен 1. 11 радиуса сектора 14, благодаря чему при контакте антифрикционного элемента 19с направляющей происходит смешение ползуна 5 вдоль паза 4 и выравнивание скорости движения каретки 10. 2 ил.

6 18 20 ;j

П М

Ш7 fJ/S

5

Фиг. 2