Устройство для обработки деталей со сферическими поверхностями

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ СО СФЕРИЧЕСКИМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ(71) Заявитель Белорусский национальный технический университет(73) Патентообладатель Белорусский национальный технический университет(57) Устройство для обработки деталей со сферическими поверхностями, содержащее основание и звенья исполнительного механизма, выполненные в виде шпинделя и механизма прижима с вертикальными параллельными осями, между которыми под углом к оси шпинделя размещен держатель обрабатываемой детали,установленный на поворотном валу с возможностью возвратно-качательного движения вокруг оси, проходящей через центр кривизны обрабатываемой детали, отличающееся тем, что держатель обрабатываемой детали выполнен в виде опорного кольца с по меньшей мере четырьмя подшипниками качения, установлен перпендикулярно оси шпинделя с нижним инструментом и дополнительно связан со штангой механизма прижима, несущего верхний инструмент, а основание устройства выполнено в виде жесткой опорной планки с остроугольными направляющими для подвижных салазок, несущих поворотный вал с держателем. Изобретение относится к технологии обработки деталей со сферическими поверхностями, например линз, методами доводки на шлифовально-полировальных или полировально-доводочных станках и может быть использовано в машино- и приборостроении для изготовления различных деталей с прецизионными поверхностями в условиях свободной притирки. Известно устройство для обработки оптических деталей, содержащее выходные звенья исполнительного механизма станка и держатель обрабатываемой детали, расположенный между инструментом и шпинделем станка и совершающий планетарное формообразующее движение в зоне обработки 1. Ближайшим аналогом (прототипом) заявляемого изобретения служит устройство для обработки сферических поверхностей деталей, содержащее основание и звенья исполнительного механизма, выполненные в виде шпинделя и механизма прижима с вертикальными параллельными осями, между которыми под углом к оси шпинделя размещен держатель обрабатываемой детали, установленный на поворотном валу с возможностью возвратно-качательного движения вокруг оси, проходящей через центр кривизны обрабатываемой детали 2. Недостатками как аналога, так и прототипа является то, что они обеспечивают только одностороннюю обработку сферической поверхности детали и не позволяют производить ее двустороннюю обработку с одной установки, что заметно снижает производительность процесса изготовления прецизионных деталей, например выпукло-вогнутых линз. Решаемая задача - повышение производительности процесса формообразования деталей за счет осуществления одновременной обработки двух сферических поверхностей. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для обработки деталей со сферическими поверхностями, содержащем основание и звенья исполнительного механизма, выполненные в виде шпинделя и механизма прижима с вертикальными параллельными осями, между которыми под углом к оси шпинделя размещен держатель обрабатываемой детали, установленный на поворотном валу с возможностью возвратнокачательного движения вокруг оси, проходящей через центр кривизны обрабатываемой детали, держатель обрабатываемой детали выполнен в виде опорного кольца с по меньшей мере четырьмя подшипниками качения, установлен перпендикулярно оси шпинделя с нижним инструментом и дополнительно связан со штангой механизма прижима, несущего верхний инструмент, а основание устройства выполнено в виде жесткой опорной планки с остроугольными направляющими для подвижных салазок, несущих поворотный вал с держателем. Существенным отличием предлагаемого технического решения является то, что держатель обрабатываемой детали выполнен в виде опорного кольца с подшипниками качения, позволяющего обрабатываемому изделию совершать дополнительное вращательное движение вокруг собственной оси симметрии. Кроме того, установка держателя перпендикулярно оси шпинделя с нижним инструментом способствует равномерному съему припуска с формируемой сферической поверхности, а дополнительная его связь со штангой механизма прижима обеспечивает передачу возвратно-вращательного движения заготовке. Выполнение основания устройства в виде жесткой опорной планки с остроугольными направляющими для подвижных салазок, несущих поворотный вал с держателем, позволяет производить точную настройку устройства на совпадение вертикальных осей симметрии держателя, нижнего инструмента и обрабатываемой детали. Сущность изобретения поясняется следующими чертежами на фиг. 1 показан общий вид устройства для обработки деталей со сферическими поверхностями на фиг. 2 - сечение А-А по фиг. 1. Устройство базируется на основании, состоящем из неподвижной опорной планки 1 и подвижных салазок 2, закрепленных на корпусе станка. Поворотный вал 3 связан со штангой 4 механизма прижима станка посредством секторной круговой рейки 5 и приводного зубчатого колеса 6. Секторная круговая рейка 5 фиксируется на штанге 4 посредством разрезной Т-образной муфты 7 с возможностью вертикального перемещения по шпилькам 8 и направляющим втулкам 9. Между втулками 9 и рейкой 5 установлены две пружины 10. Приводное зубчатое колесо 6 закреплено на валу 3 с помощью шпонки 11 и гайки 12. Поворотный вал 3 установлен в двух стаканах 13 и 14 с опорой подшипники 15, которые, в свою очередь, связаны с подвижными салазками 2 с помощью передней 16 и задней 17 шпилек. Правая часть поворотного вала имеет прямоугольный паз для установки в нем жесткой несущей планки 18 и опорного кольца 19. В последнем на осях 20 расположено не менее четырех малогабаритных подшипников 21 (при небольших габаритах линз можно ис 2 4841 1 пользовать их тела качения). Деталь 22 устанавливается между нижним 23 и верхним 24 инструментами, последний из которых удерживается в зоне обработки поводком 25 механизма прижима станка. Устройство работает следующим образом. При включении привода станка (не показан) сообщается вращение шпинделю с нижним инструментом 23 и относительное возвратно-вращательное перемещение штанге 4 механизма прижима. Вследствие наличия сил трения и силы прижима Р вращение нижнего инструмента 23 вызывает аналогичное движение детали 22 и верхнего инструмента 24, а колебание штанги 4 через поводок 25 и шпильки 8 преобразуется соответственно в возвратно-вращательное движение верхнего инструмента 24 по выпуклой поверхности детали 22 и возвратно-поступательное перемещение секторной круговой рейки 5, которая вращает приводное зубчатое колесо 6. Вращение последнего, через поворотный вал 3, опорное кольцо 19, оси 20 и подшипники 21, преобразуется в возвратно-качательное перемещение детали 22 своей вогнутой поверхностью по нижнему инструменту 23. Причем для обеспечения плавности этого движения в процессе обработки венец приводного зубчатого колеса 6 следует выполнять в виде узкой звездочки. Для точного регулирования взаимного положения осей симметрии держателя, нижнего инструмента и обрабатываемой детали неподвижное основание устройства выполнено в виде жесткой опорной планки 1 с остроугольными направляющими для подвижных салазок 2, несущих поворотный вал 3. Предлагаемое техническое устройство может быть смонтировано на серийном шлифовальнополировальном станке мод. ШП. Источники информации 1. А.с. 730544, 1980. 2. А.с. 1404283, 1979. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.