книги из ГПНТБ / Оптико-электронные приборы сборник статей

Рис. 1. Распределение средней относительной скорости по зонам

заготовки при /?= !, (он = 1, 0В= в н =180°, у = 45°.

!

183

Следовательно, для увеличения Кср?- в зонах заготовки целесо­ образно использовать принудительное вращение верхнего звена по ходу или против хода, в зависимости от заданной программы об­ работки оптической поверхности. Если изменять угловые скорости вращения верхнего и нижнего звеньев таким образом, чтобы их соотношение оставалось постоянным, то средняя относительная скорость в зонах заготовки изменится во столько же раз, во сколь­ ко раз изменены угловые скорости.

Угловой эксцентриситет

Изменение углового эксцентриситета — широко применяемая настройка кинематики станка. Его величина зависит от размеров парных звеньев, лимитируется необходимостью покрытия всех

часто применяемую на практике величину ^ =0,85, то 0<v<75°,

= 90° — величины 30°<v<60°- При свободном вращении верхнего звена величина сов, являющаяся функцией углового эксцентрисите­ та oiB= f (v) [3], обычно направлена в сторону вращения нижнего звена; она всегда меньше последнего по абсолютной величине, а иногда может равняться нулю.

На рис. 2, а построены графики зависимости УСр?" —f (Я) для дискретных значений углового эксцентриситета при шв= Е Область средних значений относительной скорости в рабочем диапазоне заштрихована. Как видим, Vcp7- пропорциональна угловому эксцен­ триситету и аппроксимируются в рабочем диапазоне прямыми, па­ раллельными оси 0

При принудительном вращении верхнего звена влияние угло­

При изменении v от 0 до 90° величина Vf-v7~ в центральной зо­ не нижнего звена изменяется от нуля до R | мв | по уравнению (1),

занимая в других зонах нижнего звена промежуточные значения.

184

Рис. 2. Графики функции Vcp?' -=/(Х.) при R = 1, м„ =1, в ц —

=0„=18О °.

185

В пределах рабочего диапазона изменения v имеется узловая точка семейства кривых, в которой Усрх постоянна при любом v. Для зависимости, изображенной на рис. 2, б, эта точка расположе­ на в зоне /1 = 35°. Для других зависимостей она перемещается в дру­ гие зоны нижнего звена, но для (оБ= ( —1) -т- ( —3) и 0„—0 В=18О° находится в пределах А, = 30 -ь40°.

действие, оказываемое на заготовку такими инструментами, неоди­ наково. Так, если

то обработка поверхности осуществляется без выхода инструмен­ та за край нижнего звена, и при положении инструмента сверху заготовка обычно срабатывается в центральных зонах больше, чем в крайних. Если

то обработка ведется с выходом инструмента за край, а тенденция срабатывания заготовки может быть различна. Имперически опре­ делено [4], что наилучшим соотношением между размерами верхне­

го и нижнего звеньев является '-'н =0,85

Рассмотрим, как изменяется величина Vcvk при обработке заго­ товки инструментами с различными углами полураствора.

На рис. 3 приведены графики зависимости VCv 1 ==f М Для не~ которых значений 0 В. Эти графики показывают, что в зонах заго­ товки, не покрытых инструментом, средняя относительная скорость

равна нулю. При изменении размера верхнего звена с -q 5 =1 до

0 =0,80, что включает в себя практически весь рабочий диапазон

изменения размера инструмента, различие в величине Усрл в зонах заготовки не превышает 13,7% (заштрихованная область на рис. 3).

Угловая скорость вращения кривошипа

При перемещающемся поводке верхнего звена появляется но­ вый параметр наладки станка, которого нет при остановленном по­ водке, — угловая скорость вращениякривошипа Шкр.

186

Исследование влияния сокр на Усрх показало, что, во-первых, изменение скорости вращения кривошипа в диапазоне о)кр=0,5 -н 2,5 о)„, изменяя величину Уср* . не изменяет характера ее распреде­ ления по поверхности заготовки. Во-вторых, при вращении верхне­ го звена против хода влияние соКр на V,-vx меньше, чем при его вра­ щении по ходу (рис. 4).

Из просчета значений Уср?’ при изменении сов, \ т и 0 Вдля пе­ ремещающегося поводка видно, что их действие, оказываемое на Уср^, сходно с действием при остановленном поводке. Так, для зна­ чений v= 45°, vm=45°, R= l, 0 в = 0п=18О°, coH= 1, (ов= —1 и юКр--1

максимальное различие в величинах Усрх не превышает 8%, при­ чем характер изменения функции тот же.

В настоящее время мелкое шлифование и полирование оптиче­ ских поверхностей сферической и плоской форм осуществляется в основном на одном и том же оборудовании — станках типа ШП, т. е. при обработке используется общая кинематика станка и ре­ гулировка его настроечных параметров.

Как показывает производственный опыт ряда предприятий, за­ нимающихся изготовлением оптических изделий, при настройке станков и налаживании технологического процесса для получения заданной точности и чистоты поверхности обрабатываемого изде­ лия рабочие пользуются общими приемами регулировки. Поэтому

187

большой интерес представляет выявление связи между основными кинематическими показателями для поверхностей сферической и плоской форм.

Связь между средними относительными скоростями для сфери­ ческой и плоской поверхностей выражается сложной функциональ­ ной зависимостью и может быть получена из соотношения величин, входящих в определяющие их выражения-

Подсчет величин Vcpx для дискретных параметров юв, е, v, /. плоскостей и сфер упрощает задачу сравнения зависимостей 17сря — = /\(Л). Если через е обозначим линейный эксцентриситет — рас­ стояние между осями вращения парных звеньев, через г — зону на плоской поверхности, то относительная скорость в центре плоской заготовки (г = 0) при остановленном поводке

188

Например, при 1, е= 0,5, v= 45°, 0U= 0 B= 180° имеем

с р 'к — - ср- = 29,3 \

ср^

Сопоставление результатов подсчета скоростей VCpX и Vcvr в других зонах заготовки показало, что связь между ними элемен­ тарно не выражается и в общем случае просто не аппроксимирует­ ся. Однако графики функций Vcr>k =f (А,) и Уер'’ = / (0 Для вели­ чин е и v, выраженных в относительных единицах, сходны по ха­ рактеру изменения.

Рис. 5. Графики функции Vcp* = /(л) для различных углов полураствори парных звеньев.

189

тельных скоростей для плоскости и сфер различной кривизны и уг­ ла полураствора:

Так как величина' Тгср^ прямо пропорциональна радиусу заготов­ ки R, а диаметр заготовки неизменный, то для каждого случая об­ работки

s i n - L 0 Н,

Яi = Ях

s i n Л ® Ш

Из анализа данных расчета, которые иллюстрируются рис. 5, следует, что если угол полураствора сферической заготовки не пре­ вышает 30°, то величину Уср*' в зонах заготовки можно определять по формулам, предназначенным для определения Усря в зонах плоской заготовки, с погрешностью не более 5% (кривые 3 и 4).

Вы в о д ы

1.Изменение скорости вращения верхнего звена сов — один из наиболее эффективных факторов управления средней относитель­ ной скоростью Усря • Изменение направления вращения верхнего звена перераспределяет Усрх по зонам заготовки: принудительное вращение «против хода» увеличивает УСр^ в крайних зонах, вра­ щение «по ходу» — уменьшает.

2.Увеличение углового эксцентриситета изменяет среднюю от­ носительную скорость в зонах заготовки, оставляя общий характер изменения функции Vcvx =f (Я). При свободном вращении верхне­ го звена в рабочем диапазоне изменение Усрл в зонах заготовки можно считать прямо пропорциональным изменению v.

3. Изменение угла полураствора инструмента в пределах 0 В= = l,O-f-O,80Hнезначительно влияет на Vcpx , не меняя ее распреде­ ления по поверхности заготовки. Для заготовки с углом полураст­

вора-у 0 В<ЗО° значения ycp*- в зонах можно определять, считая заготовку плоской.

190

УДК 681.4.022

ннж. В. П. Б А Р И И И

НЕКОТОРЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИ ШЛИФОВАНИИ И ПОЛИРОВАНИИ ОПТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ КАБЛУЧНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ

Создание оптических инструментов — шлифовальников и поли­ ровальников,— обеспечивающих максимальную производитель­ ность при обработке оптических поверхностей, — важная задача оптико-механического производства. Если при шлифовании перво­ степенным является удаление припуска, то при полировании объем удаляемого стекла не является мерой производительности, так как снимаемый припуск составляет доли микрона. Здесь главная труд­ ность заключается в получении поверхности, имеющей отступление от идеальной плоскости, выражающееся малым числом интерфе­ ренционных колец. :

В статье излагаются результаты экспериментальных исследова­ ний каблучного оптического инструмента различной геометрии при разных значениях геометрических параметров настройки станка.

Влияние геометрии каблучного инструмента на съем стекла при шлифовании

Опыты проводили на оптическом шлифовально-полировальном станке ШП-350 как при остановленном, так и при перемещающем­ ся поводке (штрих центральный, симметричный). Шлифованию подвергали диск из стекла марки К-8 диаметром 200 мм. Съем определяли как среднее арифметическое трех взвешиваний после троекратно шлифования 15 мин. Точность взвешивания ±10 мг. Шлифование вели абразивом М-28, подача абразива из­ быточная. Инструмент — латунный диск диаметром 170 мм с каб­ луками в виде квадратов, полученных на его рабочей поверхности путем фрезерования пазов. Скорости вращения шпинделя станка 74, кривошипа 22, инструмента 59 об/мин.

В дальнейшем условия эксперимента оставляли неизменными, меняли только размеры каблуков с сохранением их осей симмет-

192