Инструмент для обработки оптических деталей Советский патент 1980 года по МПК B24B13/02 B24D17/00 

Изобретение относится к абразивной обработке асферических поверхностей оптических деталей, применяемых в оптико-механических и оптико-электронных приборах. Известен инструмент для обработки оптических деталей с асферическими поверхностями, выполненный в виде гибкого лепестка, который состоит по высоте из ряда пластинок, скрепленных между собой с возможностью при изгибе взаимно относительного сдвига по поверхности их соприкосновения I. Вследствие выполнения поверхностей боковых сторон инструмента плоскимидля обеспечения съема равномерного слоя стекла в момент получения заданной асферической поверхности необходимо удельное давление вдоль образующей делать неравномерным, что приводит к неравномерному износу рабочей поверхности инструмента, а следовательно, к снижению точности обработки. Целью изобретения является повышение точности асферизации путем обеспечения равномерности и стабильности удельного давления в зоне обработки. Для этого в известном инструменте поверхности боковых сторон пластинок инструнта выполнены как след прямой линии, рпендикулярной к плоскости, касательной рабочей поверхности инструмента и паралльной к хорде его образующей и лвк уейся по кривой, описываемой зависимосми:Н у4 е Z - координата текущей точки кривой боковой стороны пластинки инструмента относительно оси его симметрии; , УК - ординаты соответственно в теку щей и крайней точках образующей асферической поверхности детали; YK - половина угла между проекциями линий, соединяющих две противоположные крайние точки на боковых сторонах инструмента с осью вращения детали, на диаметральную плоскость; Vn - скорость возвратно-поступательноного перемещения инструмента вдоль образующей асферической поверхности детали; , УК -окружные скорости, соответственно, в текущей и крайней точках

.:.

-.

образующей асферической гговерхности детали;

S - расстояние между начальной и те. кущей точками инструмента вдоль , его образующей; У - первая производная от функции образующей асферической поверхности детали У {х);

Хн, X - абсциссы, соответственно, в начальной и текущей точках образующей асферической поверхности детали, заданной функциейу f(x). На фиг. 1 изображен предложенный инструмент в двух проекциях и в сечениях А-А, Б-Б и В-В; на фиг. 2 -инструмент в рабочем положении в двух проекциях. Инструмент выполнен по высоте «з ряда пластинок 1 и 2, скрепленных локально с возможностью при изгибе сдвига одна, относительно другой по noBepxHoCtH их взаимного касания. Пластинки 1 прикреплены к ушку 3, пластинка 2 - к соприкасающейся с ней пластинкой 1. Это крепление может бь1ть выполнено либо на одном Ыесте в виде жесткого соединения, либо ,на двух удаленных одно от другого местах, нона одном

С возможностью продольного сдвига вдоль

лепестка (см. разрез А-А), а на другом - в виде жесткого соединения (см. разрез В-В).

Связь пластинок 2 и Г с возможностью сдвига вдоль лепестка осуществлена тем, что на боковой стороне пластинки 2 сделаны выступы, при изгибе охватывающие предыдущую пластинку 1 С двух сторон.

Жесткое соединение пластинок 1 и 2 может быть выполнено как разъейНым,так и неразъемным. При разъемном соединении на боковой стороне пластинки 1 делают пазы, а на пластинке 2 соответственно вы.ступы. При скреплении пластинок 1 и 2 эти выступы изгибают, совмещая их с соответствующими пазами. При неразъемном же соединении пластинки 1 и 2 скрепляют, например, контактной сваркой.

Пластинки 1 сверху и с боковых сторон защищены эластичной пленкой для предотвращения попадания абразивной суспензии между ниМи.

Поверхности боковых сторон пластинок 1 и 2 инструмента выполнены как след прямой линии, перпендикуля 5ной к плоскости I-I и движущейся по кривой. Плоскость I-I является касательной к рабочей ггбВёрхНости инструмента и параллельна к хорде И-II его образующей. Коо рдинаты любой точки кривой поверхности боковой стороны инстру; мента относительно оси симметрии ОУ определяют, исходя из условий, что объём снимаемого равномерного слоя материала по зонам обрабатываемой поверхности пропорционален затраченной механической работе в соответствующих зонах этой поверхности

. - -- - - -:,;-- .:

a saisef- ; : -

i ieaseea -sivr.;

745654

при равномерном удельном давлении вдоль , образующей, по следующед зависимости

о

Для каждой текущей координаты Z опре5 деляют соответствующее ей значение расстояния S между начальной и текущей точками инструмента вдоль его образующей по следующей зависимости

S 01 + у 2 dx. .. - (2)

При подстановке в формулу (1) исход йых данных У, УК, УК, Vq, V и V вычисляют только одну координату, определяющук) точку кривой боковой стороны инструмента на расстоянии от его начальной точки Н до текущей Т вдоль его образующей, определяемом по уравнению (2) интегрированием и подстановкой исходных данных Хн и X., После многократных подстановок получают значения для построения кривой линии, боковой стороны инструмента.

Радиус R образующей инструмента преимущественно выбирают равным максимальному радиусу кривизны образующей обрабатывае1у1ой поверхности при обработке вогнутых или минимальному - при обработке выпуклых поверхностей, а Ra - равным или близким радиусу кривизны обрабатываемой поверхности в сагитальной плоскости.

Инструмент рассчитывают, исходя из условий постоянства удельных давлений между его рабочей поверхностью и обра- , батываемой поверхностью детали в момент 0 получения им расчетной геометрической формы. Это достигается тем, что поверхности боковых сторон пластинок выполняют по определенной кривой, а вдоль лепестка эти пластинки выполняют переменной длины, при этом длина каждой следующей пластинки меньще предыдущей, счит я от пластинки 2. При расчете определяют количество пластинок, а также их толщину и длину.

При перемещении инструмента д. .i полирования оптических деталей к пластинке 2 0 прикрепляют полирующий слой с использованием промежуточного эластичного слоя резины.. .

Инструмент работает следующим образом.

Пластинки 1 и 2 под рабочей нагрузкой Q приложенной к инструменту через ущко 3, с одной стороны, и равномерно распределенным давлением Р между поверхностями обрабатываемой детали 4 и инструмента, с другой стороны, получают упругую деформацию. При этом происходит сдвиг относительно друг друга по поверхности взаимного касания как пластинок 1 между собой, , так и пластинки 2 со соприкасающейся с ней пластинкой 1. Эластичная пленка защищает пластинки от попадания между поверхностями их взаимного касания абразивной суспензии, подаваемой в зону обработки в процессе шлифования и полирования.

Инструмент обеспечивает съем равномерного слоя материала в момент получения заданной асферической поверхности при равномерном удельном давлении Р в зоне обработки, что исключает неравномерность износа инструмента и стекания его полирующего слоя и тем самым обеспечивает равномерность и стабильность удельного давления в зоне обработки, а это позволяет повысить точность обработки асферических поверхностей.

Формула изобретения

. Инструмент для обработки оптических деталей по авт. св. № 526494, отличающийся тем, что, с целью повышения точности асферизации путем обеспечения равномерного и стабильного удельного давления в зоне обработки, поверхности боковых сторон пластинок инструмента выполнены как след прямой линии, перпендикулярной к плоскости, касательной к рабочей поверхности инструмента и параллельной к хорде его образующей, и движущейся по кривой, описываемой зависимостями: ,

z-«ts fr /,s..

где Z - координата текущей точки кривой боковой стороны инструмента относительно оси его симметрии;

УУк -ординаты соответственно в текущей и крайней точках образующей асферической поверхности деталей

YK - половина угла между проекциями линий, соединяющих две противоположные крайние точки на боковых сторонах инструмента с осью вращения детали, на диаметральную плоскость;

Vn - скорость возвратно-поступательного перемещения инструмента вдоль образующей асферической поверхности детали;

V, YH - окружные скорости, соответственно, в текущей и крайней точках образующей асферической поверхности детали;

S -расстояние между начальной и текущей точками инструмента вдоль его образующей;

У -7 первая производная от функции образующей асферической поверхности детали у f(x); XH, X - абсциссы, соответственно, в начальной и текущей точках образующей асферической поверхности детали, заданной функцией у f (X). Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 526494, к-7, В 24 В 13/02, 1971.

А-А

5-Б

dM

В- В

Фиг.1

f(X,i/x}т