Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
Управление изменением нагрузки по поверхности осуществляется за счет радиального распределения момента инерции сечений инструмента, изготовляемого из упругого материала (стали), с рассчитанным профилем нерабочей поверхности.
На рис. 7.9, а—в показаны инструменты для формирования асферических поверхностей, близких к плоскости (рис. 7.9, а), выпуклой (рис. 7.9, б) и вогнутой (рис. 7.9, в) сферам. На рис. 7.10 изображен упругий инструмент в стабилизированном рабочем положении, т. е. в момент окончательного формирования асферической поверхности (штриховой линией показан инструмент в свободном ненагруженном состоянии). Рабочая поверхность инструмента, как и поверхность заготовки, имеет соответственно плоскую или сферическую форму. Необходимую гибкость придают ему ра-
(7.32)
ф(г) = ЧЧг)//-.
(7.33)
нение
т г2
f(p) = А.|с*г|ф(р, r,x)xF(r)dr,
о q
(7.34)
347
Рис. 7.9. Виды упругих инструментов
диальные прорези. Профиль нерабочей поверхности инструмента связан с заданной асферической поверхностью зависимостью
ly = f(My, Е, АКу).
Здесь 1у — момент инерции сечения с координатой у упругого лепестка; Е — модуль упругости материала инструмента; Му —| изгибающий момент в сечении лепестка от нагрузки при равномер-| ном распределении реакции q на рис. 7.10 по всей поверхности! инструмента; ЛКу — изменение кривизны изогнутой оси лепестка! в сечении у, АКу = KQ - Ку, где Kq — начальная кривизна оси лепе-1 стка (К0 = 1/jRq); rq — радиус рабочей поверхности инструмента; К — кривизна меридионального сечения заданной асферической поверхности в точке у.
Рабочую поверхность упругого инструмента протачивают и рас-шлифовывают так же, как и при изготовлении сферического или плоского шлифовального инструмента. Нерабочую поверхность, профиль которой рассчитывается на ЭВМ, обрабатывают на токарном станке по специальному копиру.
Шлифование упругим инструментом ведется с применением абразивных порошков, а для полирования на рабочую поверхность упругого инструмента наносят слой полировочной смолы толщиной 1,5-2,0 мм.
Метод упругого инструмента позволяет получать как вогнутые, так и выпуклые асферические поверхности с достаточно высокой точностью (до 5 по ошибкам отклонения нормалей), при небольшой (до 150 мкм) асферичности и градиенте асферичности до 6 мкм/мм. Минимальные раз-
Рис. 7.10. Упругий инструмент в стабилизированном рабочем положении
348
меры диаметров деталей из-за сложности изготовления инструмента ограничены (30-40 мм). В случае большей асферичности точность изготовляемых поверхностей снижается до 30-60".
Для увеличения срока службы упругого инструмента на рабочую поверхность гальваническим способом наносят слой алмазного порошка, который предохраняет инструмент от быстрого изнашивания при работе со свободным абразивом.
Для полирования шлифованной асферической поверхности часто используют методы обработки эластичным инструментом (разновидность поверхностного соприкосновения). При полировании гибкий эластичный инструмент способен изменять форму своей рабочей поверхности в соответствии с формой участка асферической поверхности. Поэтому такой инструмент должен не искажать первоначальную форму поверхности заготовки, а лишь улучшать качество ее поверхности при шлифовании или равномерно споли-ровывать матовый слой при полировании.
На рис. 7.11, а—е показаны типы полировальных эластичных инструментов. Инструменты могут быть относительно простыми и состоять из корпуса 2, 6, 15, 17, 20 и тонкой эластичной подложки
1, 4, 10,13, 22 (например, сукна — рис. 7.11, а, б), на которую наносится полирующая суспензия. Инструмент совершает либо возвратно-поступательное (рис. 7.11, а), либо поступательное движение (рис. 7.11, б). ЗаготовкаЗ, 5, 11, 12,19, 23 вращается. Более
Рис. 7.11. Типы полировальных эластичных инструментов
349
сложные инструменты (рис. 7.11, в—е) содержат специальные эластичные прослойки 7, 18, 21 из резины или резиновой трубки 14,16, наполненные водой или воздухом. В конструкцию некоторых инструментов (рис. 7.11, в) входят свободно перемещающиеся по направляющим 9 штифты 8. Применение таких инструментов на практике пока не выходит за пределы обработки деталей с асферическими поверхностями низкой точности, пригодных для осветительных систем. Обычно инструмент искажает поверхность, создавая на ней ошибки от 5 до 15'.
Дальнейшее развитие метод эластичного инструмента получил с созданием станков с ЧПУ типа «Асфера-ЮОП» для полирования выпуклых асферических поверхностей повышенной точности. Способ полирования на этих станках сводится к следующему (рис. 7.12). Рис. 7.12. Схема полирования элас- Эластичный инструмент 1 закреп-тичным инструментом лен на шпинделе 2, имеющем
установочное осевое перемещение L. Деталь 3 устанавливается на шпинделе 4 верхнего звена, вращаясь вокруг оси О'О'. Ось О'О' совершает возвратно-качательное программное движение от ЧПУ относительно оси О, пересекающей ось детали и перпендикулярной к этой оси и оси вращения О'О' инструмента. Программа качательного движения оси О'О', расстояние х оси О от инструмента, установочное положение L инструмента относительно оси О определяются по соответствующему алгоритму и вводятся в систему ЧПУ станка. Все дополнительные корректировки установочных размеров и программы качательного движения у(t) уточняются после проведения пробных полировок. В данном способе используется принцип распределения работы пятна контакта эластичного инструмента по обрабатываемой поверхности асферической заготовки. Искажения полируемой шлифованной поверхности этим способом не превышают 0,5-1,0 мкм в зависимости от крутизны и градиента асферичности обрабатываемой поверхности. Обеспечивается точность изготовления асферических поверхностей от 30" до 2' в зависимости от крутизны, асферичности и градиента асферичности обрабатываемых деталей.
