Устройство для изготовления зеркала антенны Советский патент 1992 года по МПК H01Q1/36 H01Q15/16 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для изготовления высокотомных зеркальных антенн миллиметрового диапазона длин волн.

Известно устройство для изготовления сферических рефлекторов,содержащее стол с приводом, элементы крепления заготовки и инструмента. Известное устройство позволяет получить проточкой крупногабаритной за

готовки точное сферическое зеркало. Рассматриваемое устройство обладает малой производительностью, большой металлоемкостью, значительной стоимостью изготовления ГП ,

В технике известен также более прогрессивный способ и устройство для изготовления антенн, лишенный указанных недостатков и позволяющий изготавливать осесимметричные антенны с любым профилем тела вращения

31777192

гиперболические и т,д,)

н н ф п

15

и с высокой точностью, Известное устройство для изготовления антенн, принятое за прототип описано в 2 . Оно состоит из основания, планшайбы,снабенной механизмом вращения, оправки, выполненной в виде осесимметричной ; поверхности заданного профиля и установленной соосно на планшайбе. В уст-JQ ройство входит роликовый давильник, который в процессе выкатывания заготовки совершает перемещение вдоль образующей оправки. Движение роликового давильника производится по шаблону, жестко закрепленному на основании, посредством привода и системы обратной связи. Роликовый давильник радиусной рабочей кромкой деформирует заготовку (например, лист мягкого алюминия), укладывая его на оправку, и придает ей заданную форму.

Недостатком известного устройства является очень высокие требования к равномерности по толщине листов заготовок и соосности оправки с осью вращения планшайбы. Несоблюдение указанных требований приводит к неравномерности деформации металла заготовки, образованию пузырей, отслоению от оправки и потери точности,

Цель изобретения - повышение точности изготовления антенны и упрощение технологии.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для изготовления антенны, состоящем из основания,планшайбы, снабженной механизмом вращения с установленной соосно ей оправкой,

20

25

30

35

выполненной в виде осесимметричного выпуклого тела вращения с образующей у f(x2), где х, у - координаты образующей прижима для закрепления заготовки антенны по оси у оправки; координаты образующей роликового давильника с радиусной кромкой, установленного в суппорте, снабженном поперечным и продольным относительно оси планшайбы механизмами перемещений шаблона, закрепленного на основании, рабочая кромка которого выполнена вогнутой по формуле (х2) и следящего механизма, включающего линейных перемещений (ДЛП), наконечник которого контактирует с рабочей кромкой шаблона, усилитель, связанный с механизмами поперечного и продольного перемещения суппорта с роликовым давильником.

5

Q

0

5

0

5

0

5

0

Наконечник rjrjf выполнен заостренным, а не сферическим, как у наконечника ДЛП в известном устройстве, профиль рабочей кромки шаблона выполнен по формуле:

у f(x2) - г

(L

V.nfift M

cosoC

где х, у - координаты профиля рабочей кромки шаблона по оси, перпендикулярной и параллельной оси оправки соответственно; .

г - радиус кривизны кромки роликового давильника в его диаметральном сечении} оЈ - текущий угол наклона нормали в точке касания роликового давильника к оси оправки.

Кроме того, на радиусной кромке роликового давильника в его нескольких диаметральных сечениях выполнены пазы, параллельные оси вращения роликового давильника.

Сопоставительный анализ заявленного устройства с прототипом показал, что его отличие состоит в выполнении наконечника ДЛП заостренным, изготовлении рабочей кромки шаблона по форме кривой, отличной от кривой (х2) - образующей оправки, и в выполнении на радиусной кромке роликового давильника пазов.

Указанные признаки отличают заявленное устройство от прототипа и обуславливают соответствие этого решения критерию новизна.

Сравнение заявленного устройства с другими, известными в данной области техники устройствами не позволило выявить в них признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое устройство от прототипа, что позволило сделать вывод о его соответствии критерию существенные отличия.

На фиг.1 показана схема устройст1- eai на фиг.2 - схема положения рабочей точки роликового давильника при изготовлении антенны} на фиг.З - роликовый давильник.

Устройство для изготовления антенны состоит из основания, планшайбы 1, снабженной механизмом вращения (не показан), на планшайбе 1 посредством обечайки 2 и соосно ей (ось у) закреплена оправка 3, выполненная в ей де осесимметричного (относительно

оси у) выпуклого тела вращения с образующей соответствующей кривой у f(x2) (парабола, гипербола, часть окружности) прижима k для закрепления заготовки 5 антенны по оси у, роликового давильника 6, с радиусной кромкой 7 установленного в суппорте 8, снабженном поперечным (параллельно оси х) и продольным (параллельно оси у) механизмами перемещения (на фиг. не показаны).направляющего ролика 9, шаблона 10, жестко закрепленного на основании рабочая кромка 11 которого

10

товке 5 до контакта с ней его ради ной кромки 7, выставляют в начальн положение, соответствующее хмин н конечник 13 ДЛП 12 относительно ра чей кромки 11 шаблона 10, жестко за крепленного на основании, при этом показание ДЛП 12 должны соответств вать нулевому значению, что свидетельствует о зазоре между радиусно кромкой 7 и оправкой 3, равном Ј - толщине материала заготовки 5. Зат включают вращение планшайбы 1 и ме низмы поперечного и продольного пе

выполнена вогнутой по кривой, которая 15 ремещения суппорта 8. Перемещение

выражается формулой:

у f(x2) - г (

1

cos Ј

- 1);

где х - координата по оси, перпендикулярной оси оправки; у - координата по оси, совпадающей с осью оправки; г - радиус кривизны радиусной кромки 7 роликового давильника 6 в диаметральном сечении}

об - угол наклона нормали в точке касания роликового давильника 6 относительно оси оправки 3.

В устройство входит следящий механизм, включающий датчик линейных перемещений 12, наконечник 13 которого выполнен заостренным и контактирует с рабочей кромкой 11 шаблона 10, усилитель (не показан), связанный с механизмами поперечного и продольного перемещения суппорта 8. На радиусной кромке 7 роликового давильника 6 в его диаметральных сечениях выполнены пазы I, число п этих пазов Ik и их форма (глубина, ширина шаг) различны и зависят от материала заготовки 5, от его пластических свойств и толщины. Кроме того, в состав устройства входят прижимной и отбортовочный ролики 15 и 16.

Устройство работает следующим образом.

Заготовку 5 из пластичного материала, например мягкого алюминия, закрепляют посредством прижима k по оси оправки 3. Роликовый давильник 6 закрепленный в суппорте 8, подводят к оси у на заданное расстояние умии которое определяют из конструктивных соображений и размеров прижима . Роликовый давильник 6 подводят к заго0

товке 5 до контакта с ней его радиусной кромки 7, выставляют в начальное положение, соответствующее хмин наконечник 13 ДЛП 12 относительно рабочей кромки 11 шаблона 10, жестко закрепленного на основании, при этом показание ДЛП 12 должны соответствовать нулевому значению, что свидетельствует о зазоре между радиусной кромкой 7 и оправкой 3, равном Ј - толщине материала заготовки 5. Затем i включают вращение планшайбы 1 и механизмы поперечного и продольного перемещения суппорта 8. Перемещение

вдоль оси х суппорта 8 с роликовым давильником 6 происходит синхронно с перемещением наконечника 13 ДЛП 12 по рабочей кромке 11 шаблона 10, т.к.

ДЛП 12 жестко связан с суппортом 8. Смещение ДЛП 12 вдоль оси х вызывает отклонение наконечника 13 вдоль оси у в соответствии с профилем рабочей кромки 11 шаблона 10. Сигнал, пропорциональный величине отклонения наконечника 13 усиливается и подается на механизм поперечного (вдоль оси у) перемещения суппорта 8, обеспечивая движение роликового давильника 6 в

соответствии с заданным профилем рабочей кромки 11 шаблона 10. Рассмотренная обратная связь может осущест- . вляться как без -участия оператора, например, на станке с числовым программным управлением, так и с оператором, который осуществляет поперечную подачу суппорта 8 и контролирует ее по индикатору ДЛП 12.

Материал заготовки 5 попадая в зазор между вращающимися оправкой 3 и радиусной кромкой 7 роликового давильника 6, деформируется и в пластическом состоянии раскатывается на поверхности оправки 3, принимая ее форму. Для получения точной антенны не1- обходимо, чтобы объемы материала заготовки. 5 под роликовым давильником 6 до и после деформации были равны.

Объем,материала, деформируемого в данное текущее время, определяется площадью контактного пятна радиусной кромки 7 роликового давильника, которое в свою очередь, как легко видеть.

из геометрических построений зависит от R - радиуса роликового давильника 6, г - радиуса радиусной кромки 7 и величины зазора между радиусной кромкой 7 и оправкой 3.

В случае малого зазора (передав- ливание) материал заготовки 5 заполняет объем под роликовым давильником 6 и вытекает из-под него, сдвигая как уже отформованную часть антенны, так и материал заготовки 5. Накопленный за несколько оборотов оправки 3 сдвиг вызывает образование пузыря в вершине и значительные напря- жения в материале, потерю точности профиля и, как следствие, брак.

При зазоре больше J (недодавлива- ние) материал заготовки 5 не заполняет объем под роликовым давильником 6 и не принимает форму поверхности оправки 3, Следовательно, зазор между радиусной кромкой 7 и оправкой 3 в процессе изготовления должен быть равен эквидистанте, образующей оп- равки 3, смещенной на о вдоль оси у. Однако при движении роликового да- вильника вдоль оси х точка касания радиусной кромки 7 с внешней поверхностью заготовки 5 зависит от угла «6 (см. фиг.2), Для обеспечения заданного зазора необходимо учесть эту зависимость которая в общем виде равна:

г1

h в Ј- - г г (1 о,

COSpi , COSD6

Предлагается эту поправку вводить в профиль рабочей кромки 11 шаблона 10, выполняя его по формуле:

yof(x.) -Г (Л-.- О,

где х - координата по оси, перпендикулярной оси оправки; у - координата по оси, совпадающей с осью оправки г - радиус кривизны радиусной кромки 7 роликового давиль- ника 6 в диаметральном се- чении}

об - угол наклона нормами в точке касания роликового давильни- ка 6 относительно оси оправки 3.

Наконечник 13 ДЛП 12,скользящий по рабочей кромке 11, необходимо выполнить острым, обеспечивающим контакт одной и той же его точкой.

Однако разнотолщинность материала заготовки 5 осевой и радиальный бой планшайбы 1 с оправкой 3 и ряд други причин могут вызвать неравномерност усилий, деформирующих заготовку 5. В

0 5

0

5

0 5

0

5

этом случае предлагается в процессе раскатки зазор принимать несколько меньше толщины заготовки 5, а для исключения образования пузырей из- за накопленного сдвига материала из- под роликового давильника 6 на его радиусной кромке 7 в его диаметральных сечениях выполняют пазы 14 (см. фиг.З), которые в случае передавли- вания заполняют лишний материал заготовки 5. Число п пазов 14, их глубину, ширину и шаг определяют экспериментально, исходя из пластических свойств матери-ала и толщины заготовки 5. Пазы 14 могут быть выполнены достаточно редко, например, с шагом 10 мм и сечением 1 на 1 мм для мягкого алюминия и в виде рифления для менее пластичных материалов. После завершения раскатки заготовки 5 вместо роликового давильника 6 устанавливают прижимной ролик 15 и посредством отбортовочного ролика 16 и формируют внешний обод антенны, отпускают прижим 4 и снимают готовую антенну с оправки 3.

Благодаря введению поправки в шаблон 10, выполнению наконечника 13 ДЛП 12 заостренным отпала необходимость эпизодического введения оператором поправки в процессе изготовления антенны. Кроме того, наличие пазов 14 на радиусной кромке 7 роликового давильника 7 значительно снизило требования к точности выдерживания зазора между роликовым давильником 6 и оправкой 3. Указанные отличия позволили значительно упростить технологию изготовления, практически исключить брак и достичь точности изготовления профиля антенны равной точности исходной оправки.

Формула изобретения

Устройство для изготовления зеркала антенны, состоящее из планшайбы, снабженной механизмом вращения, оправки, выполненной в виде осесиммет- ричного выпуклого тела вращения и установленной соосно планшайбе, прижима для закрепления заготовки зеркала антенны на оси оправки, роликового давильника с радиусной кромкой, установленного в суппорте, снабженном поперечным и продольным относительно оси планшайбы механизмами перемещений, шаблона, рабочая кромка кото917

рого выполнена вогнутой, закрепленного перпендикулярно оси оправки, и следящего механизма, включающего датчик линейных перемещений, кинематически связанный с суппортом и контактирующий своим наконечником с рабочей кромкой шаблона, и усилитель, связанный с механизмами поперечного и продольного перемещений суппорта, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и упрощения технологий, наконечник датчика линейных перемещений выполнен заостренным, а профиль рабочей кромки шаблона выполнен по формуле

) s«- °

192

0

5

10

где х - координата по оси, перпендикулярной оси оправки; у - координата по оси, совпадающей с осью оправки( г - радиус кривизны радиусной кромки роликового давильника в диаметральном сечении; - угол наклона нормали в точке касания роликового давильникз к оси оправки,

на радиусной кромке роликового давильника в его диаметральных сечениях выполнено п пазов, глубина, ширина и шаг которых определены из пластических свойств и толщины материала заготовки.

Использование: для-изготовления высокоточных зеркальных антенн миллиметрового диапазона длин волн. Сущность изобретения: устройство состоит из планшайбы 1, снабженной механизмом вращения, оправки 3. прижима 4 для закрепления заготовки 5 по оси оправки 3 роликового давильника 6. Роликовый давильник 6 с радиусноГ- кромкой 7 установлен в суппорте 8. На радиусной кромке 7 выполнены в диаметральных сечениях несколько пазов 14. Движение роликового давильника 6 в процессе выкатки антенн производится по кривой, эквидистантной кривой профиля оправки 3. Контроль и управление подачей осуществляется по датчику линейных перемещений (ДЛП) 12, который своим заостренным наконечником 13 скользит по рабочей кромке 11 шаблона 10. Рабочая кромка 11 шаблона 10 изготовлена по кривой, учитывающей профиль образующей оправки 3 и поправку на радиус радиусной кромки 7 роликового давильника 6, Введение поправки в профиль шаблона 10, выполнение пазов на роликовом давильнике 6 и заостренного наконечника 13 ,П,ЛП 12 позволяет повысить точность и упростить технологию изготовления антенн. 3 ил. СО С vj XI VI Ю ю

у

ю

/ 11