Устройство для нарезания ди-фРАКциОННыХ РЕшЕТОК Советский патент 1981 года по МПК B23Q17/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ ДИФРАКЦИОННЫХ РЕШЕТОК

Изобретение относится к станкостроению.

Известно резцовое устройство для нарезания дифракаионных решеток, содержащее электромагнит подъема и опускания резца, функциональный генератор, пороговое устройство и .усилитель, при этом выход функционального генератора подключен через пос-ледовательно соединенные пороговое устройство и усилитель к обмот ке электромагнита, один вход функционального генератора подключен к первому выходу коммутатора, а другой ко второму выходу коммутатора 1J.

Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет изготавливать качественные дифракционные решетки с большой апертурой из-за износа резца, так как устройство не позволяет произвести в процессе нарезания решетки смену из- . носившегося участка лезвия резца на качественный участок.

Цель изобретения - повышение качества дифракционной решетки за счет смены рабочего участка лезвия резца ,в процессе ее нарезания.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве для нарезания дифракционных решеток, содержащем резец с лезвием, выполненным по дуге окружности, .за.крепленный в державке, установленной в резцедержателе с возможностью поворота, электромагнит подъема и опускания резца, делительную каретку и контактный п рерыватель, соединенный с обмоткой электромагнита, в устройство допол0нительно введены нормально разомкнутый и нормально замкнутый ключи, генератор одиночных импульсов, формирователь импульса запрета и второй электромагнит, взаимодействующий 5 с державкой резца, при этом между контактным прерывателем и обмоткой дополните1Льиого электромагнита включены последовательно нормально разомкнутыЮ и нормально замкнутый клю0чи и генератор одиночных импульсов, выход которого одновременно через формирователь импульса запрета соединен с управляющим входом нормгшьио замкнутого ключа, ме5ханизм управления нормально згиюснутого ключа механически связан с делительной кареткой, а ось поворота державки резца совмещена с центром кривизны

Q лезвия резца. На фиг.1 изображено устройство . для нарезания дифракционных решеток общий вид; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства. Устройство содержит к-орпус 1, к которому шарнирно подвешена плата 2 соединенная через кронштейн 3 протиiBOBeca 4 с масляным демпфером 5 и снабженная резцедержателем 6 с алмазным резцом 7, закрепленным в дер жавке 8. На корпусе 1 закреплен магнит 9 подъема и опускания резца а также второй дополнительный электромагнит 10, взаимодействующий с державкой 8 резца 7, которая устано лена в резцедержателе 6 с возможностью поворота вокруг оси 11, совмещенной с центром кривизны лезвия резца 7. В резцедержателе б установ лен пружинный конический фиксатор 1 конус которого входит- в - одно из дву гнезд, выполненных в державке 8 рез ца 7, На главном валу привода делительной машины установлен кулачок 1 управляющий работой контактного пре вателя 14. Между контактным прерыв .телем 14 и обмоткой дополнительного электромагнита 10 включены последов тельно соединенные нормально разомкнутый 15 и нормально замкнутый 16 ключи и генератор 17 одиночных импу льсов, выход которого одновременно через формирователь 18 импульса зап рета соединен с управляющим входом нормально замкнутого ключа 16. Нормально разомкнутый ключ 15 установл на станине делительной машины и механически связан через кронштейн 19 с делительной кареткой 20, установленной с возможностью перемещения п направляющим 21, закрепленным на станине машины.На делительной карет 20 установлена заготовка 22 решетки На временных диаграммах по. оси абсцисс отложено время, а по оси ордин напряжение. 23 - временная диаграмма напряжения с контактного прерывателя, 24 временная диаграмма напряжения с генератора одиночных.импульсов, 25 временная диаграмма с формирователя импульса запрета. Устройство для нарезания дифракционных решеток работает .следующим образом. Перед нарезанием дифракционной решетки, необходимо подобрать нагруз на рез.ец 7 (см.фиг.1) так , чтобы штрих на заготовке 22 выполнялся полного профиля. Это делают путем нарезания отдельных групп штрихов, перемещая дротивовес 4 вдоль кронштейна 3. Затем заготовку 22 с нарезанными на ней группами штрихов помещают под микроскоп и определяют группу штрихов с необходимой глубиной, после чего противовес 4 фиксируют на«кронштейне 3. Устанавливают кронштейн 19, управляющий нормально разомкнутым ключом 15 на делительной каретке 20, так, чтобь обеспечить в дальнейшем смену рабочего участка лезвия резца 7 после нарезания половины ширины решетки. Кулачок 13 устанавливают на главном валу привода машины и закрепляют так, чтобы замыкание контактов контактного прерывателя 14 происходило в момент, когда не нарезается штрих, т.е. при холостом ходе резцовой каретки, на которой нормально замкнутым ключом 16. Электрический сигнал с выхода генератора 17 одиночных импульсов поступает одновременно как на вход электромагнита 10, так и на вход формирователя 18 импульса запрета, который вырабатывает сигнал 25 (см.фиг.2). Данный сигнал поступает на вход нормально 3aMKH5jToro ключа 16 и размыкает его, вследствии чего цепь электромагнита 10 обеспечивается, и он уже больше не воздействует на державку 8 . Таким образом, после нарезания половины ширины дифракционной решетки произведен поворот резца и произошла смена изношенного участка лезвия резца на качественный участок. Пример . Необходимо изготовить дифракционную решетку с заштрихованной площадью 200x200 мм, 1200 штрихов на один миллиметр, с углом блеска рабочей грани оС 9. Параметры алмазного бицилиндрического резца: угол заточки рабочей грани о 9°} угол заточки нерабочей грани /Ь 54 , радиус кривизны лезвия резца R 10 мм, угол при вершине лезвия резца & - 11-7°. Величина сектора рабочего участка лезвия резца рассчитывается по формуле об , h cos 1 где ч - величина сектора рабочего участка лезвия peзцaf h - глубина штриха нарезаемой решетки. Глубина h штриха рассчитывается по формуле d t9o(-ts( 180-0 -&) , . tgcO-tg(l8d-«t-e) где d - постоянная решетки, для приведенного примера она равна 0,83 мкм. .Подставляя;: параметры резца и решетки в формулу -(2) и (1), получаем, что величина сектора рабочего участка лезвия резца равна Т ж 2 . Следовательно для смены изношенного участка лезвия на качественный участок н.е збходимо повернуть державку резца на два градуса. Это можно обеспечить, установив определенный з.аз.ор между сердечником дополнительного электромагнита 10 и державкой 8. Гнезда под конический фиксатор 12 должны выполняться также через два градуса. Общая длина штри хов решетки в приведенном примере равна 48 км. В устройстве кронштейн 19 необходимо установить на делительной каретке 20, примерно против середины ширины решетки; тем самым одна половина ее, т.е. 24 км длины штрихов,будет нарезаться.одним.участком лезвия резца 7, а вторая по-. ловина ее будет нарезаться другим установлено устройство для нарезайи решеток. Включают делительную машин в работу. Кулачок 13 при вращении главного вала привода машины, замыкая и контакты контактного прерывателя 14, формирует прямоу,гольные импульсы 23 напряжения (см. фиг.2), которые подаются на электромагнит 9 во время холостого хода резцовой каретки. При подаче на эле тромагнит 9 напряжения плата 2 прит гивается к сердечнику электромагнита 9, и резец 7, установленный в ре цедержателе 6, поднимается над заго товкой 22, выходя из контакта с нею В это время происходит перемещение делительной каретки 20 по направляю щим 21 на величину постоянной делен Для уменьшения амплитуды вынужденны колебаний платы 2 в устройство введен масляный демпфер 5. Нарезание решетки резцом 7 без смены рабочего участка лезвия резца происходит до тех пор, пока кронштейн 19, уставов ленный на делительной каретке 20, не замкнет контакт нормально разомкнутого ключа 15. В этот момент эле трическая цепь второго дополнительного электромагнита 10 замыкается через нормально замкнутый ключ 16 и генератор 17 одиночных импульсов. В качестве генератора 17 одиночных импульсов может служить, например, мультивибратор. Напряжение на второ электромагнит 10 будет подано только после того, как замкнутся контакты контактного прерывателя 14, т одновременно с подачей напряжения на электромагнит 9, когда происходит подъем резца 7. Электрический импульс 24 (см.фиг.2) с генератора 17 одиночных импульсов, поступив в обмотку электромагнита 10/ создает магнитное поле в его катушке, и державка 8 резца 7 притягивается к сердечнику электромагнита 10, поворачиваясь вокруг оси 11, совмещенной с центром кривизны лезвия резца 7. При повороте державки 8 подпружиненный конический фиксатор 12 в ходит из Гнезда,выполненного в держа ке 8,а после поворота державки 8 на расчетный угол, т.е. после смены изношенного участка лезвия резца на качественный участок, конус фиксатора 12 входит во второе гнездо также выполненное в державке 8, и тем самым фиксирует положение державки 8 относительно резцедержателя 6, предотвращая самопроизвольный поворот резца 7. После поворота резца 7, с целью предотвращения дальнейшего воздействия магнита 10 на державку 8 после замыкания контактов нормально разомкнутого к.пюча 15, необходимо обесточить электромагнит 10. Эту функцию выполняет формирователь 18 импульса запрета совместно с участком лезвия резца 7 после его поворота. Если не производить смены рабочего участка лезвия резца в процессе нарезания решетки, то при. нарезании штрихов общей длиной 48 км в слое металла лезвие резца сильно изнашивается. Причем износ резца по мере нарезания решетки прогрессирует. Износ резца приводит к значительному снижению качества решетки, и в этом случае решетка не пригодна для спектроскопических целей. Таким образом предлагаемое устройство позволяет повысить качество . дифракционных .решеток за счет сменгл рабочего участка лезвия резца в процессе нарезания решетки. Формула изобретения Устройство для нарезания дифракционных решеток, содержащее розец с лезвием, выполненным по дуге окружности, закрепленный в державке, установленной в резцедержателе с возможностью поворота, электромагнит подъема и опускания резца, делительную каретку и контактный прерыватель, соединенный с обмоткой электромагнита, отличающееся тем, что, с целью повышения качества решетки за счет смены рабочего участка лезвия резца в процессе ее нарезания, в устройство дополнительно введены нормально { азомкнутый и нормально замкнутый ключи, генератор одиночных импульсов, формирователь . импульса запрета и второй электромагнит, установленный с возможностью взаимодействия с державкой peзцa при этом между контактным прерывателем и обмоткой дополнительного электромагнита включены последовательно соединенные нормально разомкнутый и нормально замкнутый ключи и генератор одиночных импульсов, выход которого одновременно через формирователь импульса запрета соединен с управляющим входом нормально замкнутого ключа, механизм управления нормально разомкнутого ключа связан с делительной кареткой, а ось поворота державки резца совмещена с центром кривизны лезвия резца. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 619323, кл. В 23 Q 17/02, 1976.