Способ изготовления поверхности зеркальной антенны Советский патент 1992 года по МПК H01Q1/36 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для изготовления рефлекторов зеркальных антенн. Известен способ изготовления тел вращения с изменяемой кривизной поверхности, который заключается в аппроксимации образующей кривой прямолинейными отрезками. Этот способ находит применение при изготовлении цельных отражающих поверхностей различных типов для рефлекторов зеркальных антенн на станках с числовым программным управлением, Однако указанный способ не позволяет получить качественную поверхность, в частности параболоидов вращения, из-за погрешностей аппроксимации, погрешностей позиционирования инструмента по большому числу опорных точек, а также дискретного изменения угла наклона прямолинейных участков. Последнее приводит к ухудшению чистоты поверхности в зонах опорных точек. Кроме того, процесс подготовки программ для обработки трудоемок и сложен.

Наиболее близким к предлагаемому является способ обработки отражающей поверхности рефлектора, принятый за прототип, при котором рабочей кромке инструмента задают перемещение в осевой плоскости относительно вращающейся заготовки по дуге окружности, центр которой находится на фокальной оси рефлектора. Этот способ реализуется достаточно просто. Поверхность рефлектора, обработанная таким способом, имеет более высокую точность и чистоту. Однако данный способ позволяет получать отражающую поверхность сферического типа.

Цель изобретения - получение поверхности, близкой к параболоиду вращения, с одновременным упрощением процесса ее получения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления поверхности зеркальной антенны, при котором рабочей кромке инструмента задают перемещение в осевой плоскости относительно вращающейся заготовки по дуге окружности, обрабатываемую поверхность разбивают на участки и рабочую кромку инструмента перемещают по дуге окружности на i-м участке, ограниченном точками А и В параболы, из центра в т. Oi радиусом RJ, при эток координаты указанного центра и величина радиуса определяются зависимостями:

xoi (хл + хв)/2 - Ri cos ($ /2) sin yi ; yoi (уд + ув)/2 + Ri cos( /2) cos у,; Ri Li//3i,

5

где (хд; ул), (ХБ: УБ) - координаты точек А и Б параболы;

LI - длина дуги параболы i-ro участка; - центральный угол, соответствую- щий дуге 1-го участка

):

li - длина хорды между точками А и Б параболы 0

li V (ХБ - хд)2 + (УБ - уд)2;

yi - угол наклона хорды АБ, к оси х

у агсгд(ув - УА)/(ХБ -хд)1.

Сопоставление предлагаемого решения с прототипом показывает, что данный способ отличается от известного тем, что обрабатываемую поверхность разбивают -на участки и рабочую кромку инструмента перемещают по дуге окружности на i-м участ- 0 ке, ограниченном точками параболы А и Б, из центра в т. Oi радиусом RI. При этом координаты указанного центра и радиус определяются аналитическими зависимостями от координат точек параболы, 5 ограничивающих этот участок. Таким образом, способ соответствует критерию изобретения новизна.

Известный способ предполагает при обработке отражающей поверхности ре- 0 флектора зеркальной антенны перемещение рабочей кромки инструмента в осевой плоскости относительно вращающейся заготовки по дуге окружности, центр которой находится на фокальной оси рефлектора. 5 Однако при этом получают отражающую поверхность только сферического типа. В предлагаемом решении обрабатываемую поверхность разбивают на участки и рабочую кромку инструмента перемещают по ду- 0 ге окружности на i-м участке, ограниченном точками параболы А и Б, из центра в т. Oi радиусом RI. При этом указанный центр не находится на фокальной оси, а его координаты и радиус являются функциями коорди- 5 нат соединяемых точек параболы. Признаки, отличающие это техническое решение от прототипа, не выявлены и в других технических решениях при изучении данной и смежной областей техники. Таким обра- 0 зом, способ соответствует критерию существенные отличия.

На фиг.1 представлена схема обработки отражающей поверхности рефлектора; на фиг.2-схема расчета погрешности обработ- 5 ки.

Для обработки отражающей поверхности а (фиг.1) рефлектора зеркальной антенны поверхность разбивают на несколько участков. Для каждого i-ro участка, ограниценного точками параболы А и Б по указанным выше зависимостям определяют координаты центра Oi, радиус RI и угол fi. Затем заготовке 1 рефлектора придают вращение вокруг фокальной оси (по ней проходит ось у), а кромке режущего инструмента 2 (например, фрезы - перемещение вокруг центра Oi радиусом RI в растворе угла . . После обработки одного участка производится настройка для обработки следующего участка и его обработка.

Погрешность обработки рефлектора предлагаемым способом определяют по величине отклонения Д (фиг.2) действительного ai профиля 1-го участка от теоретического д по зависимости А RI - Si,

где Si - расстояние от т. С теоретического профиля 1-го участка с координатами (xci; уы) до т. Oi

Si V (xoi - xci)2 + (yoi - yci)2,

Пример. Характеристика рефлектора: теоретическая форма отражающей поверхности рефлектора - параболоид вращения; диаметр рефлектора 2 м; фокусное расстояние 0,66 мм; материал рефлектора - алюминиевый сплав АМц ГОСТ 21631-76.

Чистовое фрезерование осуществляют на карусельно-фрезерном станке 6М23С13 с приспособлением для настройки положения и поворота шпинделя. В качестве инструмента используют концевую фрезу 2223-0506 ГОСТ 20537-75 диаметром 40 мм. Режим обработки: глубина фрезерования «0,2-0,4 мм; подача на один оборот фрезы 1 мм/об; скорость резания 500 м/мин; шероховатость обрабатываемой поверхности 1,25-1,6 мкм.

При обработке отражающей поверхности рефлектора по пяти участкам, разделенным опорными точками с координатами по оси абсцисс (х) 0, 0,2; 0,4; 0,6; 0,8. 1,0 м,

10

15

20

5

0

5

0

погрешность получаемого профиля не превышает ±0,05 мм.

Использование предлагаемого способа позволяет обрабатывать отражающую поверхность рефлектора, близкую к параболоиду вращения с высокой точностью. Кроме того, значительное уменьшение количества опорных точек по сравнению с обычными способами получения параболических рефлекторов на станках с числовым программным управлением упрощает процесс технологической подготовки производства.

Формула изобретения

Способ изготовления поверхности зеркальной антенны, включающий вращение заготовки относительно ее продольной оси, вращение режущего инструмента относительно собственной оси и перемещение его по дуге окружности в плоскости, проходящей через продольную ось заготовки, о т- личающийся тем, что, с целью изготовления параболического профиля зеркальной антенны, поверхность заготовки разбивают вдоль параболической образующей на i участков, а перемещение режущего инструмента осуществляют на каждом 1-м участке, ограниченном точками параболы А и Б, по дуге окружности с радиусом RI и с центром в точке Oi (x0i, yoi), которые определяются зависимостями

RI U/ yi;

xoi (хд + хв)/2 - RI cos($ /2) sin yi;

yoi - (уд + ув)/2 + RI cos($ /2) cos yi, где (ХА, уд); (ХБ; ув) - координаты точек А и Б;

U - длина дуги параболы 1-го участка;

- центральный угол,соответствующий

дуге 1-го участка $ - (Ii/Li); li - длина хорды АБ;

li V (ХБ - хд)2 + (уБ - уд)2;

yi - угол наклона хорды АБ к оси X;

yi arctg(yB - уд)/(хв - ХА).

Изобретение относится к антенной технике, а именно к технологии изготовления зеркальных антенн. Цель изобретения состоит в изготовлении параболического профиля поверхности зеркальной антенны. Способ изготовления поверхности зеркальной антенны включает в себя вращение заготовки 1 относительно ее продольной оси, вращение режущего инструмента 2. например торцовой фрезы, относительно собственной оси и его перемещение по дуге окружности в плоскости, проходящей через продольную ось заготовки 1. Для изготовления заданного параболического профиля с необходимой точностью поверхность заготовки 1 разбивают вдоль параболической образующей на I участков, а режущий инструмент в процессе обработки перемещают на каждом 1-ом участке, ограниченном точками параболы, по дуге окружности, радиус и центр которой определяют исходя из приведенных зависимостей. 2 ил. (Л С х| vj О 00

Фиг. 2