RU178077U1

RU178077U1 - TOOL FOR PROCESSING AXISYMMETRIC OPTICAL SURFACES

Info

Publication number: RU178077U1
Application number: RU2017116428U
Authority: RU
Inventors: Михаил Николаевич Семчуков
Priority date: 2017-05-11
Filing date: 2017-05-11
Publication date: 2018-03-22

Abstract

Полезная модель относится к технологии оптического приборостроения и может быть использована для получения прецизионных осесимметричных исполнительных поверхностей различных оптических деталей, в том числе асферических. Предложен инструмент для обработки осесимметричных оптических поверхностей, содержащий корпус, обладающий круговой симметрией и имеющий в своем составе расположенный на оси корпуса центральный сердечник, изготовленный из материала с высокой магнитной проницаемостью, концентрично расположенные кольцевые рабочие элементы, установленные с зазором и с возможностью относительного осевого перемещения и закрепленные на нижней поверхности тонкой пластины, выполняющей функцию механической мембраны, центр которой закреплен на нижнем торце цилиндрического сердечника, а край жестко соединен с его верхним торцом, и индивидуальные механизмы прижима кольцевых рабочих элементов к обрабатываемой поверхности, выполненные в виде установленных над рабочими элементами сверху указанной пластины колец с закрепленными на них управляющими катушками индуктивности, оси симметрии которых совпадают с осью симметрии корпуса инструмента, при этом соединение края тонкой пластины с верхним торцом центрального сердечника выполнено посредством диска, центр которого закреплен на верхнем торце центрального сердечника, и нескольких боковых сердечников, верхние торцы которых соединены с краями диска, а нижние - с краями тонкой пластины, на боковых сердечниках намотаны катушки индуктивности, а конструкция корпуса дополнена неподвижно закрепленными в промежутке между нижними концами центрального и боковых сердечников вставками, размеры и расположение которых обеспечивают свободное размещение в зазорах между ними обмоток управляющих катушек индуктивности, причем упомянутые выше диск, боковые сердечники и вставки изготовлены из материала с высокой магнитной проницаемостью, а все остальные конструктивные элементы инструмента, за исключением центрального сердечника, - из материалов с низкой магнитной проницаемостью. Полезная модель обеспечивает повышение эффективности управления формообразованием и производительности обработки, а также снижение энергозатрат.The utility model relates to optical instrumentation technology and can be used to obtain precision axisymmetric executive surfaces of various optical parts, including aspherical ones. A tool for processing axisymmetric optical surfaces is proposed, comprising a housing having circular symmetry and incorporating a central core located on the housing axis made of a material with high magnetic permeability, concentrically arranged annular working elements installed with a gap and with the possibility of relative axial movement and fixed on the lower surface of a thin plate that performs the function of a mechanical membrane, the center of which is fixed on the lower end a cylindrical core, and the edge is rigidly connected to its upper end, and individual mechanisms for clamping the ring working elements to the work surface are made in the form of rings mounted on the working elements on top of the specified plate with control inductance coils fixed on them, the axis of symmetry of which coincide with the axis of symmetry of the case tool, while connecting the edge of the thin plate with the upper end of the central core is made by means of a disk, the center of which is fixed to the upper the core of the central core, and several side cores, the upper ends of which are connected to the edges of the disk, and the lower ones to the edges of the thin plate, inductors are wound on the side cores, and the housing design is supplemented with inserts fixedly fixed in the gap between the lower ends of the central and side cores, dimensions and the arrangement of which ensures the free placement in the gaps between them of the windings of the control inductors, the above-mentioned disk, side cores and inserts made s of material with high magnetic permeability, and all other components tool, except the central core, - from materials with a low magnetic permeability. The utility model provides improved management of shaping and processing productivity, as well as reduced energy consumption.

Description

Полезная модель относится к технологии оптического приборостроения и может быть использована для получения прецизионных осесимметричных исполнительных поверхностей различных оптических деталей, в том числе асферических.The utility model relates to optical instrumentation technology and can be used to obtain precision axisymmetric executive surfaces of various optical parts, including aspherical ones.

Из уровня техники известен инструмент для обработки оптических поверхностей, содержащий корпус с концентрично расположенными кольцевыми рабочими элементами, установленными с зазором и с возможностью относительного осевого перемещения, и механизм прижима к обрабатываемой поверхности, выполненный индивидуальным для каждого кольцевого рабочего элемента в виде смонтированного в корпусе сепаратора, несущего упоры, и рычагов, установленных с возможностью взаимодействия одним концом с упором, а другим концом и центральной частью соответственно с подпружиненным стаканом и опорой, расположенными в корпусе [Авторское свидетельство №918040, опубл. 07.04.1982].A tool for processing optical surfaces is known from the prior art, comprising a housing with concentrically arranged annular working elements installed with a gap and with the possibility of relative axial movement, and a clamp mechanism to the surface to be machined, made individually for each annular working element in the form of a separator mounted in the housing, bearing stops, and levers installed with the possibility of interaction with one end with the stop, and the other end and the central part, respectively Twain with a spring-loaded glass support and arranged in the housing [Copyright certificate №918040, publ. 04/07/1982].

Недостатком данного инструмента является сложность обеспечения требуемого распределения давления между рабочими элементами инструмента, и, как следствие, - невысокая точность формы обработанной поверхности. Еще одним недостатком этого инструмента являются большие затраты времени, требующегося для регулировки давления на различные рабочие элементы, что приводит к общему снижению производительности процесса обработки.The disadvantage of this tool is the difficulty in ensuring the required pressure distribution between the working elements of the tool, and, as a consequence, the low accuracy of the shape of the treated surface. Another disadvantage of this tool is the large investment of time required to adjust the pressure on various working elements, which leads to an overall decrease in the productivity of the processing process.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является инструмент для обработки осесимметричных оптических поверхностей, содержащий корпус, обладающий круговой симметрией и выполненный в виде стакана с соосно расположенным внутри него центральным сердечником, изготовленных из материала с высокой магнитной проницаемостью, вставленные друг в друга с зазором кольцевые рабочие элементы, закрепленные на нижней поверхности тонкой пластины, выполненной в виде механической мембраны, центр которой закреплен на нижнем торце центрального сердечника, а край - на торцевой поверхности упомянутого стакана, с возможностью обеспечения независимой самоустановки рабочих элементов по обрабатываемой поверхности, и кольца с намотанными на них управляющими катушками индуктивности, закрепленные сверху на тонкой пластине концентрично и соосно с рабочими элементами с возможностью силового воздействия через рабочие элементы на обрабатываемую поверхность [патент РФ №2581694, опубл. 20.04.2016].Closest to the proposed utility model is a tool for processing axisymmetric optical surfaces, comprising a body having circular symmetry and made in the form of a cup with a central core coaxially located inside it, made of a material with high magnetic permeability, ring working elements inserted into each other with a gap fixed on the lower surface of a thin plate made in the form of a mechanical membrane, the center of which is fixed on the lower end of the central core, and the edge on the end surface of the said glass, with the possibility of independent self-installation of working elements on the work surface, and rings with control inductance coils wound on them, mounted on top of a thin plate concentrically and coaxially with the working elements with the possibility of force acting through the working elements on the treated surface [RF patent No. 2581694, publ. 04/20/2016].

Недостатками известного инструмента является низкая эффективность управления формообразованием, вызванная большим рассеянием магнитного потока в промежутке между нижним торцом центрального сердечника и краем стакана, и, как следствие, малая производительность обработки. По той же причине для создания требующихся усилий прижима рабочих элементов к обрабатываемой поверхности необходимы большие затраты электроэнергии.The disadvantages of the known tool is the low efficiency of shaping control, caused by large scattering of magnetic flux in the gap between the lower end of the central core and the edge of the glass, and, as a result, low processing productivity. For the same reason, to create the required efforts to clamp the working elements to the surface to be treated, large amounts of energy are required.

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении эффективности управления формообразованием и производительности обработки, а также снижении энергозатрат.The technical result of the proposed utility model is to increase the efficiency of forming control and processing productivity, as well as reducing energy consumption.

Указанный технический результат достигается тем, что в инструменте для обработки осесимметричных оптических поверхностей, содержащем корпус, обладающий круговой симметрией, расположенный на его оси центральный сердечник из материала с высокой магнитной проницаемостью, вставленные друг в друга с зазором кольцевые рабочие элементы, закрепленные на нижней поверхности тонкой пластины, выполненной в виде механической мембраны, центр которой закреплен на нижнем торце центрального сердечника, с возможностью обеспечения независимой самоустановки рабочих элементов по обрабатываемой поверхности, и кольца с намотанными на них управляющими катушками индуктивности, закрепленные сверху на тонкой пластине концентрично и соосно с рабочими элементами с возможностью силового воздействия через рабочие элементы на обрабатываемую поверхность, корпус выполнен в виде двух параллельно расположенных дисков, соединенных между собой с помощью упомянутого центрального сердечника и одинаковых боковых сердечников, размещенных с соблюдением круговой симметрии относительно оси центрального сердечника и имеющих намотанные на них катушки индуктивности, при этом верхние торцы центрального и боковых сердечников контактируют с верхним из дисков, а в другом диске выполнены отверстия для размещения нижних концов упомянутых сердечников, нижние торцы боковых сердечников соединены с тонкой пластиной, причем инструмент снабжен закрепленными на нижней поверхности диска с отверстиями в промежутках между нижними концами центрального и боковых сердечников вставками, расположенными с зазорами для размещения в них обмоток упомянутых управляющих катушек индуктивности, а верхний диск, боковые сердечники и вставки выполнены из материала с высокой магнитной проницаемостью.The specified technical result is achieved by the fact that in the tool for processing axisymmetric optical surfaces, comprising a body having circular symmetry, a central core made of a material with high magnetic permeability located on its axis, ring working elements are inserted into each other with a gap, fixed on the lower surface with a thin a plate made in the form of a mechanical membrane, the center of which is fixed on the lower end of the central core, with the possibility of providing independent self tanovki working elements on the treated surface, and rings with control inductance coils wound on them, mounted on top of a thin plate concentrically and coaxially with the working elements with the possibility of force acting through the working elements on the treated surface, the housing is made in the form of two parallel disks connected between by means of the aforementioned central core and identical side cores placed in circular symmetry with respect to the central axis core and having inductance coils wound thereon, while the upper ends of the central and side cores are in contact with the upper of the disks, and holes are made in the other disk to accommodate the lower ends of the said cores, the lower ends of the side cores are connected to a thin plate, and the tool is equipped with fixed on the lower surface of the disk with holes in the gaps between the lower ends of the central and side cores with inserts located with gaps to accommodate the windings mentioned of the control inductance coils, and the upper disk, side cores and inserts are made of a material with high magnetic permeability.

В одном из предпочтительных вариантов вставки выполнены в виде концентрично расположенных колец, соосных оси корпуса инструмента.In one of the preferred embodiments, the inserts are made in the form of concentrically arranged rings coaxial to the axis of the tool body.

В еще одном предпочтительном варианте вставки выполнены в виде брусков прямоугольного сечения, вертикальная плоскость симметрии каждого из которых содержит ось центрального сердечника и ось одного из боковых сердечников.In another preferred embodiment, the insert is made in the form of bars of rectangular cross section, the vertical plane of symmetry of each of which contains the axis of the central core and the axis of one of the side cores.

В предлагаемом инструменте, благодаря наличию в его конструкции боковых сердечников с намотанными на них катушками индуктивности, появляется возможность многократно увеличить индукцию радиального магнитного поля на участке между нижними концами центрального и боковых сердечников, не прибегая к увеличению силы тока в указанных катушках. Одновременно использование вставок из материала с высокой магнитной проницаемостью, в зазорах между которыми располагаются обмотки управляющих катушек, позволяет снизить рассеяние магнитного поля, поскольку магнитные силовые линии практически полностью концентрируются в тех сечениях, которые пересекаются витками управляющих катушек, что обеспечивает повышение эффективности управления формообразованием и производительности обработки.In the proposed tool, due to the presence in its design of side cores with inductors coils wound on them, it becomes possible to repeatedly increase the induction of the radial magnetic field in the area between the lower ends of the central and side cores, without resorting to an increase in the current strength in these coils. At the same time, the use of inserts made of a material with high magnetic permeability, in the gaps between which are located the windings of the control coils, makes it possible to reduce the scattering of the magnetic field, since the magnetic field lines are almost completely concentrated in those sections that intersect the turns of the control coils, which ensures an increase in the efficiency of shaping control and productivity processing.

Сущность предлагаемого инструмента поясняется чертежами, приведенными на фиг. 1, 2, 3, 4 и 5, на которых проиллюстрированы примеры его реализации для случая обработки сферических поверхностей и асферических поверхностей с малой асферичностью.The essence of the proposed tool is illustrated by the drawings shown in FIG. 1, 2, 3, 4, and 5, which illustrate examples of its implementation for the case of processing spherical surfaces and aspherical surfaces with low asphericity.

На фиг. 1 схематично представлен разрез инструмента плоскостью, содержащей оси симметрии центрального и двух диаметрально противоположных боковых сердечников.In FIG. 1 schematically shows a section through a tool plane containing the axis of symmetry of the Central and two diametrically opposite side cores.

На фиг. 2 показана вертикальная проекция инструмента в разрезе плоскостью, перпендикулярной его оси, для случая, когда количество боковых сердечников равно шести.In FIG. Figure 2 shows a vertical projection of the tool in the context of a plane perpendicular to its axis, for the case when the number of side cores is six.

На фиг. 3 схематично показано устройство индивидуальных механизмов прижима кольцевого рабочего элемента к обрабатываемой поверхности, для чего в увеличенном масштабе представлен один из фрагментов разреза, приведенного на фиг. 2.In FIG. 3 schematically shows the arrangement of individual mechanisms for clamping the annular working element to the surface to be treated, for which one of the sections of the section shown in FIG. 2.

На фиг. 4 представлен вид снизу на разрез инструмента плоскостью, перпендикулярной его оси и рассекающей вставки, выполненные в виде концентрично расположенных колец.In FIG. 4 shows a bottom view of a section of an instrument with a plane perpendicular to its axis and a cutting insert, made in the form of concentric rings.

На рис. 5 показан вариант разреза той же плоскостью для случая, когда вставки выполнены в форме брусков.In fig. 5 shows a variant of the cut in the same plane for the case when the inserts are made in the form of bars.

Обрабатываемая заготовка 1 (фиг. 1) установлена на планшайбе 2, приводимой во вращение со скоростью n_заг от привода вращения нижнего звена оптического шлифовально-полировального станка (на схеме не показан). На обрабатываемую поверхность установлен многоэлементный инструмент.The workpiece 1 (Fig. 1) is mounted on the faceplate 2, driven into rotation with a speed n _zag from the rotation drive of the lower link of the optical grinding and polishing machine (not shown in the diagram). A multi-element tool is installed on the machined surface.

Корпус инструмента состоит из двух расположенных параллельно друг другу дисков 3 и 4, жестко соединенных между собой посредством одного центрального сердечника 5 и нескольких одинаковых боковых сердечников 6, образующих конструкцию, обладающую круговой симметрией относительно оси центрального сердечника, являющейся одновременно и осью корпуса инструмента в целом. На внешней поверхности верхнего диска 3 закреплен хвостовик 7, служащий для соединения инструмента с поводком 8 верхнего звена станка, на котором ведется обработка. Диск 3 непосредственно контактирует с верхними торцами сердечников 5 и 6, а в диске 4 выполнены отверстия, в которые вставлены и неподвижно закреплены в них нижние концы сердечников 5 и 6. Нижняя поверхность диска 4 лежит в одной плоскости с нижними торцами сердечников 6, а нижний торец центрального сердечника 5 выступает вниз за пределы диска 4. На нижней поверхности диска 4 закреплены одинаковые по толщине вставки 9, нижние поверхности которых лежат в одной плоскости с нижним торцом сердечника 5.The tool body consists of two disks 3 and 4 located parallel to each other, rigidly connected to each other by means of one central core 5 and several identical side cores 6, forming a structure having circular symmetry about the axis of the central core, which is also the axis of the tool body as a whole. On the outer surface of the upper disk 3, a shank 7 is fixed, which serves to connect the tool with a leash 8 of the upper link of the machine on which the processing is carried out. The disk 3 is in direct contact with the upper ends of the cores 5 and 6, and in the disk 4 there are holes in which the lower ends of the cores 5 and 6 are inserted and fixedly fixed in them. The lower surface of the disk 4 lies in the same plane with the lower ends of the cores 6, and the lower the end face of the central core 5 protrudes downward beyond the limits of the disk 4. On the lower surface of the disk 4 are fixed the same thickness of the insert 9, the lower surfaces of which lie in the same plane with the lower end of the core 5.

Совокупность вставок 9, как и остальные элементы корпуса инструмента, образуют конструкцию, обладающую круговой симметрией относительно оси корпуса. При этом размеры и взаимное расположение вставок 9 таковы, что в радиальном направлении между соседними вставками имеются равнотолщинные зазоры. Такие же зазоры имеются между центральным сердечником 5 и ближайшими к нему вставками 9. Вставки 9, находящиеся на краях диска 4, непосредственно контактируют с нижними торцами сердечников 6.The set of inserts 9, as well as other elements of the tool body, form a structure with circular symmetry about the axis of the body. Moreover, the dimensions and relative position of the inserts 9 are such that there are equally thick gaps in the radial direction between adjacent inserts. The same gaps exist between the central core 5 and the inserts 9 nearest to it. The inserts 9 located at the edges of the disk 4 are in direct contact with the lower ends of the cores 6.

Диск 3, сердечники 5 и 6, а также вставки 9 выполнены из материала с высокой магнитной проницаемостью (на всех рисунках разрезы и сечения этих конструктивных элементов выделены зеленым цветом). Все остальные конструктивные элементы инструмента изготовлены из материалов с низкой магнитной проницаемостью. На сердечниках 5 я 6 намотаны катушки индуктивности 10. При пропускании по ним электрического тока возникает магнитное поле, силовые линии которого замыкаются по магнитопроводу, образуемому сердечниками 5 и 6, диском 3 и вставками 9, обладающими малым магнитным сопротивлением. При этом в промежутке между нижними концами центрального и боковых сердечников и, в том числе, в зазорах между вставками 9 создается радиальное магнитное поле (его силовые линии показаны на рисунках тонкими красными линиями со стрелками). Для создания максимального магнитного потока направления электрических токов, протекающих по виткам катушек, намотанных на сердечниках 6, должны быть противоположны направлению тока, протекающего по катушке, расположенной на сердечнике 5.Disk 3, cores 5 and 6, as well as inserts 9 are made of a material with high magnetic permeability (in all figures, sections and sections of these structural elements are highlighted in green). All other structural elements of the tool are made of materials with low magnetic permeability. Inductors 10 are wound on the cores 5 and 6. When an electric current is passed through them, a magnetic field appears, the lines of force of which are closed along the magnetic circuit formed by the cores 5 and 6, the disk 3 and the inserts 9, which have low magnetic resistance. Moreover, in the interval between the lower ends of the central and lateral cores and, in particular, in the gaps between the inserts 9, a radial magnetic field is created (its lines of force are shown by thin red lines with arrows in the figures). To create maximum magnetic flux, the directions of the electric currents flowing along the turns of the coils wound around the cores 6 should be opposite to the direction of the current flowing along the coil located on the core 5.

Рабочие элементы инструмента выполнены в виде колец 11, диаметры которых выбираются с таким расчетом, чтобы они вставлялись друг в друга с небольшим зазором. Количество колец может быть различным в зависимости от диаметра детали и требований к точности формы обрабатываемой поверхности. Обращенные к заготовке нижние торцы колец 11 имеют сферическую форму, кривизна которой соответствует кривизне обрабатываемой поверхности. Кольца 11 расположены соосно корпусу инструмента и закреплены на нижней поверхности тонкой пластины 12, край которой посредством кольца 13 жестко соединен с нижними торцами боковых сердечников 6, а центр - посредством втулки 14 - с нижним торцом сердечника 5. Пластина 12 обладает свойствами механической мембраны, благодаря чему обеспечивается возможность ее силовой деформации, позволяющей рабочим элементам независимо друг от друга самоустанавливаться на обрабатываемой поверхности. Сверху на пластине 12 закреплены расположенные концентрично и соосно с кольцами 11 кольца 15, каждое из которых используется в качестве каркаса для намотки одной из управляющих катушек индуктивности 16 (сечения их обмоток, как и сечения обмоток катушек 10, выделены на фигурах синим цветом).The working elements of the tool are made in the form of rings 11, the diameters of which are selected so that they are inserted into each other with a small gap. The number of rings may vary depending on the diameter of the part and the requirements for the accuracy of the shape of the surface to be treated. The lower ends of the rings 11 facing the workpiece have a spherical shape, the curvature of which corresponds to the curvature of the surface being machined. The rings 11 are located coaxially with the tool body and are fixed on the lower surface of the thin plate 12, the edge of which by means of the ring 13 is rigidly connected to the lower ends of the side cores 6, and the center - by means of the sleeve 14 - with the lower end of the core 5. The plate 12 has the properties of a mechanical membrane, due to which provides the possibility of its force deformation, allowing the working elements to independently self-install on the work surface. On top of the plate 12, rings 15 are arranged concentrically and coaxially with the rings 11, each of which is used as a frame for winding one of the control inductors 16 (the cross sections of their windings, as well as the cross sections of the windings of the coils 10, are highlighted in blue in the figures).

Размеры катушек 16 выполнены такими, что каждая из них находится над одним из рабочих элементов, а ее витки находятся либо в зазоре между вставками 9, либо в зазоре между центральным сердечником 5 и ближайшей к нему вставкой 9.The dimensions of the coils 16 are made such that each of them is located above one of the working elements, and its coils are either in the gap between the inserts 9, or in the gap between the central core 5 and the closest insert 9.

Закрепление катушек 16 и рабочих элементов 11 на пластине 12 осуществляется винтами с установкой между соединяемыми деталями эластичных шайб 17. Для предотвращения попадания полирующей суспензии и продуктов износа стекла на элементы конструкции инструмента, обращенная к рабочим элементам поверхность пластины 12 защищена эластичной прокладкой 18, край которой зафиксирован между кольцами 19, прижатыми винтами к кольцу 13, а центр зафиксирован между втулками 20, соединенными с втулкой 14. В увеличенном масштабе взаимное расположение контактирующих между собой кольца 75 с намотанными на нем витками управляющей катушки 16, эластичных шайб 17, пластины 12 и прокладки 18 показано на фиг. 2.The coils 16 and the working elements 11 are fixed on the plate 12 with screws with installation of elastic washers 17 between the connected parts. To prevent the polishing slurry and glass wear products from getting on the tool structural elements, the surface of the plate 12 facing the working elements is protected by an elastic gasket 18, the edge of which is fixed between the rings 19, pressed by screws to the ring 13, and the center is fixed between the bushings 20 connected to the sleeve 14. On an enlarged scale, the relative position of the contact x between a ring 75 with coils wound thereon control coil 16, and elastic washers 17, the plates 12 and spacers 18 shown in FIG. 2.

При обработке на поводок 8 подается усилие, направленное вертикально вниз, и одновременно поводок приводится в возвратно-поступательное движение с частотой n_кр, задаваемой скоростью вращения кривошипа в приводе указанного движения станка. В зазор между обрабатываемой поверхностью и рабочими элементами инструмента подается абразивная суспензия, частицы которой, благодаря перемещению инструмента по поверхности заготовки, распределяются по всей обрабатываемой поверхности, осуществляя силовое воздействие на последнюю и, тем самым, способствуя разрушению поверхностного слоя материала заготовки. Благодаря наличию шарового шарнира, образуемого сферической поверхностью наконечника поводка 8 и глухим отверстием хвостовика 7, инструмент самоустанавливается по обрабатываемой поверхности, наклоняясь таким образом, что ось инструмента постоянно проходит через центр кривизны обрабатываемой поверхности.During processing, a force directed vertically downward is applied to the leash 8, and at the same time, the leash is driven in reciprocating motion with a frequency of n _{cr determined} by the crank rotation speed in the drive of said machine movement. An abrasive slurry is fed into the gap between the work surface and the working elements of the tool, the particles of which, due to the movement of the tool on the workpiece surface, are distributed over the entire work surface, exerting a force on the latter, and thereby contributing to the destruction of the surface layer of the workpiece material. Due to the presence of a spherical hinge formed by the spherical surface of the tip of the lead 8 and the blind hole of the shank 7, the tool self-aligns along the machined surface, tilting so that the axis of the tool constantly passes through the center of curvature of the machined surface.

Для управления формообразованием обрабатываемой поверхности по катушкам 10 пропускают постоянный электрический ток I₀, в результате чего в пространстве над обрабатываемой поверхностью формируется радиальное магнитное поле (фиг. 3). Его силовые линии пересекают витки катушек 16 (на фиг. 3 их проекции на плоскость чертежа показаны пунктирными линиями синего цвета). При пропускании по катушкам 16 постоянных электрических токов I₁, I₂, I₃, I₄ соответственно на каждую из них будет действовать сила, являющаяся равнодействующей элементарных сил Ампера, направленных перпендикулярно силовым линиям магнитного поля и направлению электрического тока в витках управляющих катушек 16. При соответствующем выборе направлений токов в катушках 16 каждая из указанных сил будет воздействовать на один из кольцевых рабочих элементов, который, в свою очередь, будет передавать данное усилие на обрабатываемую поверхность заготовки. Изменяя силу токов, протекающих в катушках 16, независимо друг от друга, можно перераспределять давление, оказываемое различными рабочими элементами на соответствующие круговые зоны заготовки и таким образом осуществлять управление формообразованием при доводке обрабатываемой поверхности по результатам технологического контроля ее формы.To control the shaping of the treated surface, a constant electric current I _{0 is} passed through the coils 10, as a result of which a radial magnetic field is formed in the space above the treated surface (Fig. 3). Its lines of force cross the turns of the coils 16 (in Fig. 3, their projections on the plane of the drawing are shown by dashed blue lines). When 16 constant electric currents I ₁ , I ₂ , I ₃ , I _{4 are} passed through the coils, respectively, a force will act on each of them, which is the resultant of the elementary Ampere forces directed perpendicular to the magnetic field lines and the direction of the electric current in the turns of the control coils 16. With the appropriate choice of the directions of the currents in the coils 16, each of these forces will act on one of the ring working elements, which, in turn, will transmit this force to the surface to be treated agotovki. Changing the strength of the currents flowing in the coils 16, independently of each other, it is possible to redistribute the pressure exerted by various work elements on the corresponding circular zones of the workpiece and thus control the shaping when finishing the surface to be processed according to the results of technological control of its shape.

Для практической реализации предлагаемого инструмента могут быть использованы два варианта конструктивного выполнения вставок 9. По первому из них вставки 9 выполняются в виде колец, расположенных концентрично и соосно оси корпуса инструмента (фиг. 4). Между соседними вставками, а также между внутренней вставкой и центральным сердечником 5 имеются зазоры, в которых свободно размещаются обмотки управляющих катушек 16.For the practical implementation of the proposed tool can be used two options for the structural implementation of the inserts 9. According to the first of them, the inserts 9 are made in the form of rings arranged concentrically and coaxially with the axis of the tool body (Fig. 4). Between adjacent inserts, as well as between the inner insert and the central core 5, there are gaps in which the windings of the control coils 16 are freely placed.

Второй вариант исполнения вставок 9 представлен на фиг. 5. В данном случае все вставки имеют форму брусков одинакового прямоугольного сечения, вертикальная плоскость симметрии каждого из которых содержит ось центрального сердечника 5 и ось одного из боковых сердечников 6.A second embodiment of the inserts 9 is shown in FIG. 5. In this case, all the inserts are in the form of bars of the same rectangular section, the vertical plane of symmetry of each of which contains the axis of the central core 5 and the axis of one of the side cores 6.

Первый из вариантов исполнения вставок 9 более технологичен, чем второй, поскольку он требует меньше затрат на изготовление и монтаж вставок. Второй вариант имеет преимущество перед первым в эффективности управления формообразованием, поскольку в нем силовые линии магнитного поля концентрируются в пределах сечения брусков и поэтому пересекают витки управляющих катушек 16 под углами, близкими к 90°. Последнее обстоятельство позволяет точнее рассчитать требуемые значения токов в управляющих катушках и снизить энергозатраты на создание необходимых усилий, действующих на рабочие элементы инструмента.The first embodiment of the inserts 9 is more technologically advanced than the second, since it requires less cost for the manufacture and installation of the inserts. The second option has an advantage over the first one in the efficiency of shaping control, since the magnetic field lines in it are concentrated within the cross section of the bars and therefore the turns of the control coils 16 intersect at angles close to 90 °. The latter circumstance allows us to more accurately calculate the required currents in the control coils and reduce energy consumption to create the necessary efforts acting on the working elements of the tool.

Для подачи электрического напряжения на обмотки катушек в условиях вращения инструмента под действием моментов сил трения, возникающего между соприкасающимися поверхностями инструмента и заготовки, могут быть использованы вращающиеся токосъемники, установленные на внешней цилиндрической поверхности хвостовика 7. Вторым вариантом данного электрического соединения могут служить стационарные контактные группы. В этом случае необходимо исключить возможность вращения инструмента, например, путем использования в соединении хвостовика 7 и поводка 8 шарнира равных угловых скоростей.To supply electrical voltage to the windings of the coils under conditions of rotation of the tool under the action of frictional forces arising between the contacting surfaces of the tool and the workpiece, rotating current collectors installed on the outer cylindrical surface of the shank 7 can be used. The second variant of this electrical connection can be stationary contact groups. In this case, it is necessary to exclude the possibility of rotation of the tool, for example, by using equal angular velocities in the joint of the shank 7 and the leash 8 of the hinge.

Благодаря наличию дополнительных катушек индуктивности, создающих радиальное магнитное поле, а также использованию вставок из материала с высокой магнитной проницаемостью, установленных в промежутках между обмотками управляющих катушек индуктивности, предлагаемый инструмент обеспечивает повышение эффективности управления формообразованием и производительности обработки, а также позволяет снизить энергозатраты на их осуществление.Due to the presence of additional inductors creating a radial magnetic field, as well as the use of inserts of a material with high magnetic permeability, installed in the spaces between the windings of the control inductors, the proposed tool improves the control of forming and processing performance, and also reduces energy costs for their implementation .

Claims

1. A tool for processing axisymmetric optical surfaces, comprising a housing having circular symmetry, a central core made of a material with high magnetic permeability located on its axis, annular working elements mounted with a gap in each other, mounted on the lower surface of a thin plate made in the form of a mechanical membranes, the center of which is fixed on the lower end of the central core, with the possibility of providing independent self-installation of working elements on the treated surface and, and rings with control induction coils wound on them, mounted on top of a thin plate concentrically and coaxially with the working elements with the possibility of force acting through the working elements on the work surface, characterized in that the casing is made in the form of two parallel disks connected to each other using said central core and identical lateral cores arranged in circular symmetry about the axis of the central core and having wound coils of inductance on them, while the upper ends of the central and side cores are in contact with the upper of the disks, holes are made in the other disk to accommodate the lower ends of the cores, and the lower ends of the side cores are connected to a thin plate, and the tool is equipped with fastened to the lower surface of the disk with openings in the spaces between the lower ends of the central and side cores with inserts located with gaps to accommodate the windings of the said inductance control coils nostrils, and the upper disk, side cores and inserts are made of a material with high magnetic permeability.

2. The tool according to p. 1, characterized in that the inserts are made in the form of concentrically arranged rings, coaxial to the axis of the housing.

3. The tool according to claim 1, characterized in that the inserts are made in the form of bars of rectangular cross section, the vertical plane of symmetry of each of which contains the axis of the central core and the axis of one of the side cores.