SU881015A1 - Способ обработки оптической поверхности - Google Patents

Description

Изобретение относится к оптикомеханической промышленности и может быть применено для производства асферических и сферических поверхностей, например линз и зеркал.

Известен способ обработки оптических поверхностей путем взаимного перемещения обрабатываемой детали и инструмента по сложной траектории, по которому возвратно-поступательное движение обрабатываемой дещали вза- ¹ имосвязано с ее качательными движениями вокруг оси, проходящей через середину ее образующей, а также с возвратно-поступательным перемещением гибкого инструмента и с возвратно-поступательным движением детали по определенному закону в перпендикулярном направлении СП.

Недостатком этого способа является большая сложность движений инструмента и детали, приводящая к значительному усложнению применяемого оборудования и к снижению точности обработки.

Известен способ обработки оптических поверхностей, при котором вращающейся заготовке и вращающемуся сферическому инструменту сообщают относительное перемещение вдоль различных направлений, при этом ось вращения инструмента с'радиусом, равным одному из экстремальных значений радиуса кривизны обрабатываемой поверхности, располагают перпендикулярно оси вращения заготовки и сообщают дополнительное относительное перемещение в направлении, перпендикулярном обеим осям вращения {2J.

Недостатком данного способа является сложность оборудования для его реализации, невозможность обработки поверхностей сложного профиля, а также невозможность перехода к обработке поверхности другого вида без замены инструмента.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки оптической поверхности путем приведения ее в контакт с инструментом при их относительном вращении, обрабатываемую поверхность приводят в соприкосновение со свободной поверхностью тяжелой несмачивающей -идкости, вращаемой в замкнутом сосуде с одновременным воздействием на нее магнитного поля, распределение вектора напряженности которого соответствует форме обрабатываемой поверхности.

На чертеже изображена одна из возможных схем реализации данного способа.

Устройство содержит привод 1 вращения, сосуд 2, установленный на его оси, ртуть 3, слой 4 абразивного материала, оптическую деталь 5, закрепленную на подвижном кронштейне 6, электромагниты 7, устройство 8 для регулировки скорости вращения привода, формирования магнитного поля и распределения времени работы по зонам поверхности.

Устройство работает следующим образом.

Вращение привода I приводит к вращению сосуда 2 и ртути 3 в нем. Под действием силы тяжести и центробежной силы инерции свободная поверхность ртути приобретает форму параболоида вращения, на которой располагают частички абразивного материала 4. Изменяя скорость вращения, подбирают ее таким образом, чтобы обеспечить взаимное трение ртути и требуемой зоны поверхности обрабатываемой детали. Центрировку и глубину погружения детали регулируют при помощи кронштейна 6. Поскольку ртуть является несмачивающей и гораздо более плотной, например, по отношению к стеклу, при этом происходит эффективное сошлифо- . вание оптической детали до требуемой формы ее поверхности. Полировка может производиться непосредственно ртутью без применения абразива. На жидкость (ртуть) воздействует электромагнитами 7. При вращении проводящей ртути в магнитном поле, в ней возникают индукционные токи, перераспределяющие силы, которые формируют свободную поверхность. Регулируя при помощи устройства 8 величину и направление поля в электромагнитах, добиваются требуемой формы.свободной поверхности ртути (фиг. 1, показана пунктиром). При помощи регулировки величины скорости вращения, напряженности магнитного поля и времени работы по зонам поверхности можно обрабатывать оптические поверхности широкого класса сложных профилей. При этом обработка производится с высокой точностью, поскольку силы, регулирующие прижим и относительное перемещение жидкостного инструмента и оптической поверхности, отличаются либо исключительным постоянством (сила Архимеда, сила тяжести) либо могут быть заданы с большой степенью точности (центробежная сила инерции, магнитные силы). Вместо ртути возможно применение расплава металла.

Для расчета высоты подъема h жидкости, вращающейся в замкнутом сосуде.

применяется следующая формула h ₀ - равновесная высота жидкости вращения, ш - частота вращения, расстояние от оси вращения, ςς где без г ускорение силы тяжести. Скорости вращения при реальных кривизнах обрабатываемых поверхностей, как следует из приведенной формулы, составляют единицы или десятки оборотов в минуту.

Таким образом, при помощи предлагаемого способа возможна обработка выпуклых, вогнутых и выпукло-вогнутых поверхностей оптических деталей. Кроме того, поскольку расположенная на вращающейся ртути оптическая деталь практически полностью разгружена, а сосуд со ртуть может быть выполнен достаточно больших размеров, способ особенно эффективен при изготовлении оптики телескопов.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к оптикомеханической промышленности и может быть применено дл  производства асферических и сферических поверхностей, например линз и зеркал. Известен способ обработки оптических поверхностей путем взаимного пере мещени  обрабатываемой детали и инструмента по сложной траектории, по которому возвратно-поступательное движение обрабатываемой де,тали взаимосв зано с ее качательными движени ми вокруг оси, проход щей через середину ее обра зующей, а также с возвратно-поступательным перемещением гибкого инструмента и с возвратно-поступательным движением детали по определенному .закону в перпендикул рном направлении ГП. Недостатком этого способа  вл етс  больша  сложность движений инструмента и детали, привод ща  к значительно му усложнению примен емого оборудовани  и к снижению точности обработки. Известен способ обработки оптических поверхностей, при котором вращающейс  заготовке и вращакщемус  сферическому инструменту сообщают относительное перемещение вдоль различных направлений, при этом ось вращени  инструмента срадиусом, равным одному из экстремальных значений радиуса кривизны обрабатываемой поверхности, располагают перпендикул рно оси вращени  заготовки и сообщают дополни- тельное относительное перемещение в направлении,- перпендикул рном обеим ос м вращени  {23. Недостатком данного способа  вл етс  сложность оборудовани  дл  его реализации, невозможность обработки поверхностей сложного профил , а также невозможность перехода к обработке поверхности другого вида без замены инструмента. Цель изобретени  - расширение технологических возможностей. 38 Поставленна  цель достигаетс  тем что согласно способу обработки оптической поверхности путем приведени  ее в контакт с инструментом при их относительном вращении, обрабатываемую поверхность привод т в соприкосновение со свободной поверхностью т желой несмачивающей :идкости, вращаемой в замкнутом сосуде с одновреMBHiaiM воздействием на нее магнитног пол , распределение вектора напр жен ности которого соответствует форме обрабатываемой поверхности. На чертеже изображена одна из воз можных схем реализации данного спосо ба. Устройство содержит привод J вращени , сосуд 2, установленный на его оси, ртуть 3, слой 4 абразивного материала , оптическую деталь 5, закреп ленную на подвижном кронштейне 6, электромагниты 7, устройство 8 дл  регулировки скорости вращени  привода , формировани  магнитного пол  и распределе1ш  времени работы по зона поверхности. Устройство работает следующим образом , Вращение привода I приводит к вра щению сосуда 2 и ртути 3 в нем. Под действием силы т жести и центробежно силы инерции свободна  поверхность ртути приобретает форму параболоида вращени , на которой располагают час тички абразивного материала 4. Измен   скорость вращени , подбирают ее таким образом, чтобы обеспечить взаимное трение ртути и требуемой зоны поверхности обрабатываемой детали. Центрировку и глубину погружени  детали регулируют при помощи кронштейна 6. Поскольку ртуть  вл етс  несмачивающей и гораздо более плотной, например, по отношению к стеклу, при этом происходит эффек-пивное сопшифование оптической детали до требуемой формы ее поверхности. Полировка може производитьс  непосредственно ртутью без применени  абразива. На жидкость (ртуть) воздействует электромагнитами 7. При вращении провод щей ртути в магнитнЬм поле, в ней возникают ин дукционные токи, перераспредел ющие силы, которые формируют свободную по верхность. Регулиру  при помощи устройства 8 величину и направление пол в электромагнитах, добиваютс  требуемой фор№1. свободной поверхности рту ти (фиг. 1, показана пунктиром. При помощи регулировки величины скорости вращени , напр женности магнитного пол  и времени работы по зонам поверхности можно обрабатывать оптические поверхности щирокого класса сложных профилей. При этом обработка производитс  с высокой точностью, поскольку силы, регулирующие прижим и относительное перемещение жидкостного инструмента и оптической поверхности, отличаютс  либо исключительным посто нством сила Архимеда, сила т жести либо могут быть заданы с большой степенью точности (центробежна  сила инерции, магнитные силы). Вместо ртути возможно применение расплава металла . Дл  расчета высоты подъема h жидкости , вращающейс  в замкнутом сосуде , примен етс  следующа  формула , . --о где h g - равновесна  высота жидкости без вращени , ш - частота вращени , г - рассто ние от оси вращени , qfускорение силы т жести. Скорости вращени  при реальных кривизнах обрабатываемых поверхностей, как следует из приведенной формулы, составл ют единицы или дес тки оборотов в минуту. Таким образом, при помощи предлагаемого способа возможна обработка выпуклых, вогнутых и выпукло-вогнутых поверхностей оптических деталей. Кроме того, поскольку расположенна  на вращающейс  ртути оптическа  деталь практически полностью разгружена, а сосуд со ртуть может быть вьшолнен достаточно больших размеров, способ особенно эффективен при изготовлении оптики телескопов. Формула изобретени  Способ обработки оптической поверхности путем приведени  ее в контакт с инструментом при их относительном вращении, о тличающийс   тем, что, с целью расширени  технологических возможностей и качества обработки, обрабатываемую поверхность привод т в контакт со свободной поверхностью т желой несмачивающей жидкости, вращаемой в замкнутом сосуде с одновременным воздействием на нее магнитного пол , распределение вектора нгшр женности которого соответствует форме обрабатьшаемой поверхности. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 881015 № № 1.Авторское свидетельство СССР 562415, кл. В 24 В 13/02, 1974.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 528181, кл. В 24 В 13/02, 1974.