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

рические, гиперболические и т.д.) и с высокой точностью. Известное устройство для изготовления антенн, принятое, за прототип описано в 2 . Оно состоит из основания, планшайбы,снабженной механизмом вращения, оправки, выполненной в виде осесимметричной поверхности заданного профиля и установленной соосно на планшайбе. В УСТройство входит роликовый давильник, который в процессе выкатывания заготовки совершает перемещение вдоль образующей оправки, Движение роликового давильника производится по во- гнутому 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 являются очень высокие требования к равномерности по толщине листов затотовок и соосности оправки с осью вращения планшайбы и необходимость изготовления специального вогнутого шаблона. Несоблюдение указанных требований приводит к неравномерности деформации металла заготовки, образованию пузырей, отслоению от оправки и потере точности.

Цель изобретения - повышение точности изготовления антенны и упрощение технологии.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для изготовления антенны, состоящем из основания, план

Q g o

5 0

5

дольного перемещения суппорта с роликовым давильником.

Наконечник ДЛП выполнен сферическим с радиусом сферы, равным радиусу радиусной кромки роликового давильника. Роликовый давильник, выполненный в виде усеченного конуса с радиусной кромкой, расположенной по периметру основания, установлен в суппорте так, что его ось расположена под острым углом 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 сферическим с заданным радиусом сферы, изготовлении рабочей кромки шаблона по выпуклой кривой у f(x2) - образующей оправки, в установке роликового давильника в суппорте под острым углом к оси 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 соответст

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 Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано . для изготовления высокоточных 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 оправки 3, роликового давильника 6. Роликовый давильник 6 с радиусной кромкой 7 установлен в суппорте 8 под углом к оси вращения планшайбы 1. На радиусной кромке 7 выполнены в / диаметральных сечениях несколько пазов. Движение роликового давильника 6 в процессе выкатки антенны производится по кривой, эквидистантной кривой профиля оправки 3. Контроль и управление подачей осуществляются по датчику линейных перемещений 12, который своим сферическим наконечником 13 скользит по рабочей кромке 11 выпуклого шаблона 10. Радиус сферы сферического наконеч-ника 13 выбирается равным радиусу рабочей кромки 7. При смене роликового давильника 6 меняют и наконечник 13 в зависимости от радиуса рабочей кромки 11 при неизменном шаблоне 10. Установка оси роликового давильника 6 под углом к оси вращения планшайбы 1 позволяет использовать его образующую для отбор- товки антенны. 3 ил, заготовки точное сферическое зеркало. Рассматриваемое устройство обладает малой производительностью, большой металлоемкостью, значительной стоимостью изготовления lj . В технике известен также более прогрессивный способ и устройство для изготовления антенн, лишенные указанных недостатков и позволяющие изготавливать осесимметричные антенны с любым профилем тела вращения (сфе(Л С х| vi XI Ю СО

шайбы, снабженной механизмом вращения лп вии критерию существенные отличия с установленной соосно с ней оправкой,

На фиг.1 показана схема устройст ва; на фиг.2 - схема положения рабо чей точки роликового давильника и наконечника ДЛП на рабочей кромке шаблона при изготовлении антенны на фиг.З - общий вид роликового давильника.

выполненной в виде осесимметричного выпуклого тела вращения с образующей у f(x2), где х, у - координаты образующей прижима для закрепления за- готовки антенны по оси у оправки, образующие роликового давильника с радиусной кромкой, установленного в с суппорте, снабженном поперечным и продольным, относительно оси планшайбы, механизмами перемещений, шаблона, закрепленного на основании, рабочая кромка которого выполнена выпуклой по формуле у f(x2) и следящего механизма, включающего датчик линейных перемещений (ДЛП), наконечник которого контактирует с рабочей кромкой шаблона, усилитель, связанный с механизмами поперечного и про

п вии критерию существенные отличия

5

0

5

На фиг.1 показана схема устройства; на фиг.2 - схема положения рабочей точки роликового давильника и наконечника ДЛП на рабочей кромке шаблона при изготовлении антенны на фиг.З - общий вид роликового давильника.

Устройство для изготовления антенны состоит из основания, планшайбы 1, снабженной механизмом враще-, ния (не показан), на планшайбе 1 посредством обечайки 2 и соосно ей (ось у) закреплена оправка 3, выполненная в виде осесимметричного (относительно оси у) выпуклого тела вращения щей

пербола, часть окружности) прижима V для закрепления заготовки 5 антенны

с образующей соответствую- кривой у f(x2) (парабола, ги51

по оси у, роликового давильника b с радиусной кромкой 7, установленного в суппорте 8, снабженном поперечным (параллельно оси х) и продольным (параллельно оси у) механизмами пере мещения (не показаны), направляющего ролика 9t шаблона 10, жестко закрепленного на основании рабочая кромка 11 которого выполнена выпуклой по кривой

у f(xO,

где х - координата по оси., перпендикулярной оси оправки; у - координата по оси, совпадающей с осью оправки.

В устройство входит следящий механизм, включающий датчик линейных перемещений 12, наконечник 13 которого выполнен сферическим с радиусом сферы, равным радиусу кривизны радиусной кромки 7t и который контактирует с рабочей кромкой 11 шаблона 10, усилитель (не показан), связанный с механизмами поперечного и продольного перемещения суппорта 8, Роликовый давильник 6 установлен в суппорте 8 так, что его ось расположена под острым углом к оси оправки 3. На радиусной кромке 7 роликового давильника 6 в его диаметральных сечениях выполнены пазы И, число п этих пазов И и их форма (глубина, ширина шаг) различны и зависят от материала заготовки Ј, от его пластических свойств и толщины. Кроме того, в состав устройства входит прижимной и отбортовочный ролики 15 и 16.

Устройство работает следующим образом.

Заготовку 5 из пластичного мате- риала например мягкого алюминия, закрепляют -посредством прижима 4 по

15

20

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 осуществляться 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 б деформируется и в пластическом состоянии- раскатывается на по35 верхности оправки 3, принимая ее форму. Для получения точной антенны необходимо, чтобы объемы материала заготовки 5 под роликовым давильником 6 до и после деформации были равны.

40 Объем материала, деформируемого в данное текущее время, определяется площадью контактного пятна радиусной кромки 7 роликового давильника, ко25

30

торое в свою очередь, как легко вноси оправки 3. Роликовый давильник 6, 45 деть из геометрических построений за- закрепленный в суппорте 8, подводят к висит от R - радиуса роликового давильника 6, г - радиуса радиусной кромки 7 и величины зазора между радиусной кромкой 7 и оправкой 3.

50

В случае малого зазора (передавливзние) материал заготовки 5 заполняют объем под роликовым давильником 6 и вытекает из под него, сдвигая как уже gg отформованную часть антенны, так и материал заготовки 5. Накопленный за несколько оборотов оправки 3 сдвиг вызывает образование пузыря в вершине и значительные напряжения в мате- ,

оси у на заданное расстояние Умик которое определяют из конструктивных соображений и размеров прижима . Роликовый давильник 6 подводят к заготовке 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 показания ДЛП 12 должны соответствовать нулевому значению, что свидетельствует о зазоре между радиусной

кромкой 7 и оправкой 3. равном - толщине материала заготовки 5. Затем включают вращение планшайбы 1 и ме- с ханизмы поперечного и продольного

0

5

0

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 осуществляться 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 б деформируется и в пластическом состоянии- раскатывается на по5 верхности оправки 3, принимая ее форму. Для получения точной антенны необходимо, чтобы объемы материала заготовки 5 под роликовым давильником 6 до и после деформации были равны.

0 Объем материала, деформируемого в данное текущее время, определяется площадью контактного пятна радиусной кромки 7 роликового давильника, ко5

0

риале, потерю точности профиля и, как следствие, брак.

При зазоре, большем $ (недодавли- вание), материал заготовки 5 не заполняет объем под роликовым давиль- ником 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 оправки 3, смещенной на 8 вдоль оси у. Однако при движении роликового давильника вдоль оси х точка касания радиусной кромки 7 с внешней поверхностью заготовки 5 зависит от угла oi (см. фиг. 2). Для обеспечения заданного зазора необходимо учесть эту зависимость,которая в общем виде равна:

- г г (

1

cosed

- D.

Эту поправку можно вводить в профиль

товки 5 по образующей усеченного нуса давильника 6 и посредством

рабочей кромки 11 шаблона 10, изготав-г5 бортовочного ролика 15 формируют

ливая его по формуле:

внешний обод антенны, таким обра отпадает необходимость в использ нии прижимного ролика (см, прото что сокращает технологический цик и повышает точность изготовления тенны. Угол установки оси роликов давильника 6 в суппорте 8 относи тельно оправки 3 определяется так чтобы основание усеченного конуса задевало оправку 3 и прижим 4 в п цессе выкатки. Образующая усеченн конуса роликового давильника 6 оп деляет угол наклона формируемого внешнего обода антенны к оси (к о

у f(X2) Г (

1

cos Об

- 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 накл она нормали в точке касания роликового давильника 6 относительно оси оправки 3.

Если наконечник 13 ДЛП 12 выполнить сферическим с радиусом сферы, равным г, а рабочую кромку 11 шаблона 10 - выпуклой, поправку вводить не нужно, так как точка контакта наконечника 13 и рабочая точка роликового давильника 6 смещаются одинаково. В этом случае смена давильника 6 необходимая при смене материала заготовки 9, с другим радиусом г радиус- ной кромки 7 не потребует изготовления нового шаблона 10, а только замены- наконечника 13 ДЛП 12.

Разнотолщинность материала заго

товки 5 осевой и радиальный бой планшайбы 1 с оправкой 3 и ряд других причин могут вызвать неравномерность усилий, деформирующих заготовку 5.

В этом случае предлагается в процессе раскатки зазор принимать несколько меньше толщины заготовки 5 (примерно на 0,1-0,2 мм), а для исключения образования пузырей из-за накопленного сдвига материала из-под роликового давильника б на его радиусной кромке 7 в его диаметральных сечениях выполнять пазы 14 (см. фиг.З) которые в случае передавливания заполняет лишний материал заготовки 5. Число п пазов 14, их глубину, ширину и шаг определяют экспериментально, исходя из пластических свойств материала 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 по образующей усеченного конуса давильника 6 и посредством отбортовочного ролика 15 формируют

внешний обод антенны, таким образом отпадает необходимость в использовании прижимного ролика (см, прототип), что сокращает технологический цикл и повышает точность изготовления антенны. Угол установки оси роликового давильника 6 в суппорте 8 относительно оправки 3 определяется так, чтобы основание усеченного конуса не задевало оправку 3 и прижим 4 в процессе выкатки. Образующая усеченного конуса роликового давильника 6 определяет угол наклона формируемого внешнего обода антенны к оси (к оси

оправки 3). После формирования внешнего обода отпускают прижим 4 и снимают готовую антенну с оправки 3. Благодаря выпуклой форме рабочей кромки 11 шаблона 10, выполнению наконечника 13 ДЛП 12 сферическим отпала необходимость изготавливать различные шаблоны 10,

Кроме того, наличие пазов 14 на радиусной кромке 7 роликового давильника 6 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 изобретени

Устройство для изготовления зеркала антенны, состоящее из планшайбы, снабженной механизмом вращения оправки, выполненной в виде осесим- метрицного выпуклого тела вращения установленной соосно планшайбе, прижима для закрепления заготовки зеркала антенны на оси оправки, роликового давильника, выполненного в виде усеченного конуса с радиусной кромкой по периметру его большего основания и установленного в суппорте, снабженном поперечным и продольным относительно оси планшайбы механизмами перемещения, шаблона с рабочей кромкой, профиль которой соответствует профилю образующей оправки, закрепленного перпендикулярно оси оправки, и следящего механизма, включающего датчик линейных пе77193

10

ремещений, кинематически связанным с суппортом и контактирующий своим наконечником с рабочей кромкой шаб- лона, и усилитель, связанный с механизмами поперечного и продольного перемещения суппорта, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и упрощения техноло.|Q гии, наконечник датчика линейных перемещений выполнен сферическим с радиусом, равным радиусу радиусной кромки роликового давильника, а профиль рабочей кромки шаблона выполнен

15 выпуклым, роликовый давильник установлен в суппорте так, что его ось расположена под острым углом к оси оправки, на радиусной кромке роликового давильника в его диаметральных

20 сечениях выполнено п пазов, глубина, ширина и шаг которых определены из пластических свойств и толщины материала заготовки.

Фиг.2.

Редактор Т.Куркова

Составитель А.Борисов Техред М.Моргентал

ФивЗ

Корректор В.Петраш