Станок для доводки асферических повер-ХНОСТЕй ОпТичЕСКиХ дЕТАлЕй Советский патент 1981 года по МПК B24B13/00 

(54) СТАНОК ДЛЯ ДОВОДКИ АСФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ

1

Изобретение относится к абрвакввой обработке и может быть использовано для изготовления шлифованием и полированном оптических цеталей с асферическими поверхностями.

Известны станки для аовооки асферических поверхностей оптических аеталей, содержащие станину со смонтированными на ней шпинцелем изаелия и шпинделем инструмента, расположенным на каретке, связанной с кулачковым межанизмом- программоносителем, размещенным на валу привода и соединенным с устройством оперативного корректирования программы о аботки.В этих станках с целью оперативного корректирования программы обра ботки цепь управления двигателем перемещения каретки снабжена регулируемыми электрическими элементами и подключенными . к ним переключателями, установленными на пути авижения кулачка l.

Однако указанные станки имеют следующие неаостатки, препятствующие даль- нейшому повьпиению точности формирования асферической поверхности оптических деталей. Переключатели, размещенные вокруг профиля кулачка, имеют огфеделенные габаритные размеры, что ограничивает их количество, следовательно, и число зон асферизуемой поверхности, исправляемых путем коррекции программы обработкй7 кроме того, станки не позволяют исправлять узкие кольцевые местные ошибки зон асферизуемой поверхности, теис

0 как при прохождении инструмента через упомянутые кольцевые зоны, имеющие ширину 2-4 мм, скорость вращения кулачка, управляемого перек/почателем не успевает измениться до расчетной величины

S из-за малой величины пути,проходимого инструментом через зону.

Цель изобретения - повышение точности о аботки путем оперативного корректирования программы обработки любой зоны асферизуемой поверхности.

Поставленная цель достигается тем, что. устройство опративного корректирования программы обработки выполнено в внце смонтированной на станине муфгы периодического выключения вращения кулачка, состоящей из закрепленных на станинес возможностью установочного перемещения в радиальном направлении и разворота относительно -оси муфты опорных секторов, вала, установленной на валу с возможностью вращения вокруг него и несущей кулачок планшайбы, ведущей полумуфты, аакреплекноА на валу, ведомой полумуфты, установленной на планшайбе, и под1фужиненной относительно нее к содержащей смонтировшные с возможностыо настроечного перемещения в горизонташэиой и вертикальной плоскостях, и контактирукшие с опорными секторами упоры, тормозного кольца, закрепленного на станине и удерживающего ведомую полумуфту от проворота при выключенном положении кулачка.

На фиг. 1. изо ажена кинематическая схема «редложенного станка, общий вид, на . 2 - вид сверху.

Станок содержит станину I, шпиндель 2 изделия, кареткуЗ, несущую шпин- , дель 4 инструмента, кулачковый механизпрограммоноситель с дисковым кулачком 5 и роликодержателем 6, имеющим следящий ролик 7 и устройство оперативного корректирования программы обработки, выполненное е виде муфты выключения вращения кулачка.

Муфта состоит из приводного вала 8, планшайбы 9, установленной с возможностью вращения на валу и несущей кулачок 5, ведущей полумуфты Ю, закрепленной на валу 8J ведомой полумуфты, содержащей установленные на планшайбе 9 через пружину II корпус 12, тарель 13, смонтированную на корпусе 12 с воз можностью поворота вокруг него, направлякшие 14, размещенные на тарели 13, и упоры 15, закрепленные в направляющих с возможностью настроечнбго перемещения по вертикали, тормозного кольца 16, закрепленного на станине 1, и опорных секторов 17, смонтированных на вращающемся столе 18, установленно на станине 1 и связанном с валом 8 через зубчатую передачу 19.

Опорные сектора 17 смонтированы в радиальных пазах стола 18 с возможностью настроечного перемш1ения и фиксаций в требуемом положении относительно

упоров 15.

Для замыкания ведущей полумуфты Ю с ведомой или с тормозным кольцом 16 тарель 13 ведомой полумуфты снабжена

шариками 20, смонтированными с необходимым шагом по окружности в горизонтальной поверхности тарели. Ведущая полумуфта 10 и. тормозное кольцо 16 имеют соответствующие шарикам 20 по раз- . мерам сферические дунки, расположенные на их горизонтальной поверхности по окружности с тем же радиусом и тем шагом, что и на тарели 13. Шпиндель 4 через ,

шаровой поводок 21 соединен с инструментом 22. Инструмент установлен со свободой перемещая.по вертикали на асферизуемой поверхности заготовки 23, закрепленной через планшайбу 24 на шпинделе 2. Силовое замыкание кулачка 6 со следящим роликом 7 осуществлено посредством пружины 25.

Станок с муфтой выключения вршцения кулачка работает следующим офазом.

Первоначально зЕаготовку 23 с исходной ближайшей к требуемой асферической) плоской или сферической поверхностью, изготовленной с необходимой точностью, устанавливают на планшайбе 24, выверяют по биению асферизуемой поверхности и закрепляпот.

На асферизуемую поверхность заготовки 23 устанавливают инструмент 22, имеющий расчетные размеры и выполненный из быстроизнашиваемых материалов при шшфовке (например из латуни) или имеющий полирующий подслой при полировке, и соединяют с шаровым поводком 21 шпинделя 4 инструмента. Исходя из крутизны асферизуемой поверхности устанавливают

5 требуемую величину перемещения шпинделя 4 по вертикали относительно каретки 3, что достигается перемш1ением по вертикали на нужную величину каретки или шпинделя 2 изделия с заготовкой.

0 На планшайбу 9 муфты устанавливают дисковый кулачок 5, имекоций требуемый для формообразования заданной асфери - ческой поверхности рабочий профиль и, совместив ось вращения кулачка 5 с осью

5 вращения вала 8, закрепляют на планшайбе 9.

Поворачивают тарель 13 до соприкосновения упоров 15 с верхней горизонтальной поверхностью опорных секторов 17 и

50 закрепляют на корпусе 12.

Отводят упоры 15 в направляющих 14 вверх и закрепляют в крайнем положении, при этом пружина 11 перемещает корпус 12 относительно планшайбы 9 вниз по вертикали , отделяет тарель 13 с. шариками 20 от сферических лунок тормозного кольца 16 и замыксет со сферическими лунками ведущей полумуфты 10. В результате планшайба 9, несущая кулачок 5 и связанная с корпусом 12 веаомой полумуфты шпоночным .соединением, получает через веоушую полумуфту 10 возможность принудительнотх) вращения от привода кулачка. На пульте управления станком устанавливают расчетную частоту вращения шпинделя,2 изделия, шпинделя 4 инструмента и шпинделя кулачка. Поворотом каретки 3 в горизонтальной плоскости устанавливают шпиндель 4 с инструментом 22 на крайнюю аову асферизуемой пов хности заготовки и нагружают шпиндель по вертикали расчетной нагрузкой по нормам удельного давления обработки при зивном формировании оптических пов хностей. На асферизуемую поверхность заготовки 23 подается, через систему автопятаНИН, шлифовальная или полировальная суспензия в зависимости от вида обработки. Включают станок и обрабатывают поверхность до снятия определенной частя расче тного припуска. Производят замер геометрической формы асферизуемой поверхности с целью определения правильности распределения съе ма стекла по ней, выполняемого ивсгруме том 22, перемешаемым по программе, задаваемой профилем кулачка 5, Замер в операции шлифования осушеств ляют контактным метопом с применением сферометров ИЗС-7 и ИЗС-в, а оперший полирования теневым методом Фуко, интерферометрическим или голографическим методами. По результатам измерений определяют кольцевые зоны асферизуемой поверхности имеющие непосъем стекла, следовательно те зоны, где необходимо увеличить время П| ебывания инструмента при прохождении его через них. Увеличение времени пребывания инстру мента осуществляют на станке корректиро ванием программы обработки задаваеАюй кулачковым механизмом, посредством муф ты выключения вращения кулачка. Ниже описана настройка станка, соПержащего муфту для периодического выкяочения вращения кулачка, и принцип работы его. Инструмент 22 устанавливают в коль- цевой зоне рааиуса , подлежащей ис1фав лению, и слеаяший ролик 7 вводят в контакт с соответствующим участком профиля кулачка, имеющим раоиус-вектор р . Перемещают упоры 15 в направляющих 14 вниз до полного выхода шариков 20 тарели 13 из сферических лунок ведущей по/ муфты 10 и замыкания с тормозным кольцом 16 и,обеспечив зазор в пределах 0,5-1,0 мм между дном лунок тормозного кольца и шариками, закрепляют упоры на тарели. Поворачивают тарель с упорами относительно корпуса 12 ведомой полумуфты до совмещения вертикальной оси упоров со средней линией симметрин 17 и закрепляют тарель на корпусе 12. Передвинув опорные секторы 17 по радиальным пазам стола IS, упоры 15 вводят в контакт с участками опорньос секторов, имекяцих расчетную длину цуги 6, определякхоую оополните/а ное время задержки инструмента в зоне радиуса . При i этом упоры устшавлнвают на опорных секторах так, чтх)бы после их закрепления ва тарёт был сохранен ранее обеспеченный зазор между дункак4и тормозного кольца и шариками 2О ведомой полумуфты. После фиксации опорных секторов в требуемом полож 1ии относительно упоров их закрепляют на столе 18. Высота опорных секторов .17 над столом 18 и настроечное перемещение упоров 15 по вертикали конструктивно выполнены таким образом, что, когда упоры находятся в контакте с вращакшимися через зубчатую передачу 19 опорными секторами, KopiQTC 12, п емадеш{ый на планшайбе 9 по шпоночному соединению, сжимает пружину 11, и шарики 20 с необходимым зазором по вертикали входят в лунки тормозного кольца 16, и вращение планшайбы с кулачком 5 г екрашается. В этот момент следящий ролик 7 находится в контакте с участком профиля кулачка, имеющим радиус-вектор р , соответствукицим обрабать ваемой зоне заготовки радиуса I и инструмент 22, находашийся в указанной зоне, останавливается и обрабатывает эту зону до тех пор, пока вращакяциеся вместе со столом опорные секторы не повернутся относительно упоров, проделав путь, равный дуге длиной 6. Когда же упоры 15 сходят с поверхности опорных секторов, 1фужина 11 перемещает ведок ую полумуфту вниз, ш«ч}нки 20 выходят пол - ностъюиз лунок тормозного кольца и входят в лунки ведущей по/чгмуФтМ 10 «в результате, снова включается вращение кулач ка и инструмент 22 согласно программе, задаваемой кулачком, проходит по .зонам асферизуемой noBepxHocTV, где пока не требуется коррекция программы обработки. При том для исключения заклинивания муфты обеспечивается гарантированный

зазор 0,5-1 мм между оном сферических лунок ведущей полумуфгы 10 и шариками 20 ведомой полумуфгы или между пов хносгью сгола 18 и роликами упоров 15.

Через определенный угол поворота кулачка , в гот момент, когда следящий ролик 7 снова входит в контакт с участком кулаша радиуса-вектора р , опорные секторы 17, вращающиеся вместе со столом 18, входят в контакт с упорами 15 и по вышеописанной кинематике снова включается на определенное через длину Оуги 6 емя вршцения кулачка.

После нескольких циклов обработки асферизуемую поверхность повторно замеряют и на основании результатов измерений опорные сектсфы по радиальным стола п емеэщаются относительно упоров в сторону большей или меньшей длины дуги 6 или в зависимости от результатов исгфавления ошибки в выбранной зоне корректировку программы обработки временно прегсращают, для чего упоры переметцают в верхнее крайнее положение и закреп- Л5вот, нскгаочая их контакт с опорными секгсфами гфи вращении стола.

При о аружении ошибки в какой-;шбо Еюферизуемой поверхности щж очереаж м ее измерении устройство оперативного корректирования программыобработtax. настраивается на работу и действует так, как было описано выше.

Корректирование программы обработки в станке является оперативным, так, как, оно представляет простую механическую настройку взаиморасположений упоров и опорных секторов муфты относите1В но (фу друга и не требует значительных затрат времени для этой цели.

Станок производит доводку асферической поверхности с повышением точности

обработки, так, как, использование опорных секторов, имеющих широкий диапазон участков с различным значением длины дуги в сочетании с оперативно выключаемыми механическими элементами дает возможность быс-фо изменить г ограмму офаботки для зоны, подвергаемой доводке, и точно регламентировать для нее величину дополнительного времени обработки в ходе процесса доводки.

Формула и 3 о бретения

Станок для доводки асферических поверхностей оптических деталей, содержащий станину со смонтированными на ней i шпинделем изделия и шпинделем инструмента, расположенным Hia каретке, связанной с кулачковым механизмом программоносителем, размшхенным на валу привода и соединенным с устройством оперативного корректирования программы обработки, отличающийся тем, что, с аелью повьпиенйя точности офаботки, устройство оперативного корректирования выполнено в виое .закрепленного на станине тормозного колБца и установленных на валу пртгвоаа ведущей полумуфты и планшайбы, несущей кулачок nporpaNiMOHocHтеля и СВЯЗШ1НОЙ с подпружиненной ведомой полумуфтой, в которой смонтированы упоры с возможностью перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях и взаимодействия с опорными секторами, закрепленными на станине с возможностью перемещения в радиальном направлении и поворота относительно оси вала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Авторское сивдетельство СССР N9 530781, кл. В 24 В 13/ОО, 1975.