Устройство для обработки камня шлифовальным кругом

 

Использование: в технике обработки камня при изготовлении кабошонов и поделочных камней. Сущность: устройство содержит шлифовальный круг 1 и держатель, установленный на стойке 6 с возможностью качания относительно нее и выполненный в виде кулисы 15 и штанги 17, шарнирно соединенных между собой. В держателе расположена оправка 21 для крепления камня с возможностью качания в направлении, перпендикулярном направлению качания держателя. На стойке 6 размещена подвижная каретка 8, шарнирно соединенная с кулисой 15, а штанга 17 шарнирно связана с головкой 19 камнедержателя, несущей оправку 21, установленную с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном оси шарнира 18 головки. Перемещая каретку 8 по стойке 6, можно бесступенчато изменять положение оси качания держателя относительно рабочей поверхности шлифовального круга, а также производить обработку камня радиусом, центр которого может находится внутри контура камня. Шарнир, соединяющий кулису и штангу держателя, позволяет производить регулирование радиусов обработки камня независимо друг от друга. В устройстве предусмотрены средства для обработки камня по эллипсоидному контуру и с минимальным радиусом кривизны относительно оси качания оправки. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к технике обработки камня и может быть использовано при изготовлении кабошонов из драгоценных и поделочных камней.

Известен способ шлифовки камней и аналогичных изделий и устройство для его осуществления (патент Франции N 2464132, кл. В 28 d 7/04, опубл. 06.03.81), содержащее шлифовальный круг, патрон, зажимающий камень с возможностью обработки его шлифовальным кругом, а также платформу, на которой установлен патрон. Платформа может вращаться вместе с патроном вокруг оси, перпендикулярной оси вращения самого патрона.

Недостатком данного устройства является ограниченная возможность получения различных типов криволинейной поверхностей, так как ось патрона проходит через центр обрабатываемого камня и ее положение не может регулироваться, поэтому на этом устройстве можно получать только сферические или полусферические криволинейные поверхности обработки камня.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для обработки драгоценных камней, предназначенное для обработки камня по выпуклой поверхности с селективным выбором различных взаимосвязей кривизны, что достигается качанием камня относительно двух взаимно перпендикулярных осей и регулированием положения указанных осей. Устройство содержит шлифовальный круг, основание, вертикальный шарнир, выполненный в виде стойки, держатель в виде втулки с плечевыми пластинами, установленный с возможностью качания относительно оси вертикального шарнира, оправку, представляющую собой рычаг с закрепленной на ней головкой истирателя, установленный в держателе посредством шарнирного штифта, с возможностью качания в направлении, перпендикулярном направлению качания держателя и оправки относительно поверхности шлифовального круга, выполненный в виде ряда отверстий в плечевых пластинах держателя и оправки, а также шарнирного штифта, фиксирующего положение осей.

Недостатком данного устройства является то, что регулирование положения осей качания держателя и оправки производится ступенчато, посредством отверстий и шарнирного штифта, поэтому число размерных взаимосвязей криволинейной поверхности кабошона ограничено числом отверстий, выполненных в плечевых пластинах держателя оправки. Кроме того, при такой форме держателя невозможно получить радиусы кривизны, сравнимые с величиной камня, так как при регулировке положения осей качания держателя и оправки они не могут пересекать контур обрабатываемого камня. Величина минимального радиуса ограничена размерами самой головки истирателя и позицией отверстия ближайшего к шлифовальной поверхности.

В основу изобретения положена задача разработать устройство для обработки камня с таким механизмом регулирования положения осей качания держателя и оправки относительно поверхности шлифовального круга, который обладал бы безступенчатым и независимым друг от друга регулированием положения указанных осей качания и обеспечивал бы возможность обработки камня малыми радиусами, сравнимыми с величиной камня, что позволило бы значительно увеличить количество размерных взаимосвязей кривизны обрабатываемой поверхности камня, получаемых на заявляемом устройстве.

Задача решается тем, что предлагается устройство для обработки камня, содержащее шлифовальный круг, основание, стойку, расположенную на основании, держатель, установленный на стойке с возможностью качания относительно нее, оправку, расположенную в держателе с возможностью качания в направлении, перпендикулярном направлению качания держателя, а также механизм регулирования положения осей качания держателя и оправки относительно поверхности шлифовального круга, в котором, согласно изобретению держатель выполнен в виде кулисы и штанги, шарнирно соединенных между собой, а механизм регулирования положения осей качания держателя и оправки выполнен в виде каретки и головки камнедержателя с фиксатором положения оправки, причем каретка расположена на стойке с возможностью перемещения относительно поверхности шлифовального круга и шарнирно соединена с кулисой держателя, и в ней установлена оправка с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном оси шарнира головки камнедержателя.

Выполнение держателя в виде кулисы и штанги, а также шарнирное соединение его с кареткой привело к появлению "мнимой" оси качания держателя, т.е. оси, являющейся продолжением оси качания шарнира и не пересекающей держатель. Благодаря этому, перемещая каретку по стойке, можно бесступенчато изменять положения оси качания держателя относительно поверхности шлифовального круга, а также производить обработку камня радиусом, центр которого может находиться вблизи контура обрабатываемого камня.

Для бесступенчатой регулировки оси качания оправки в устройство введена, как промежуточный элемент, связывающий держатель с оправкой, головка камнедержателя с фиксатором положения оправки, шарнирно установленная в штанге держателя, причем оправка установлена с возможностью перемещения перпендикулярно оси шарнира головки камнедержателя. Шарнир, соединяющий кулису и штангу держателя, позволяет производить регулирование радиусов обработки камня независимо друг от друга.

Кроме того, при вертикально расположенном шпинделе шлифовального круга, устройство может иметь платформу, установленную между основанием и стойкой с возможностью поворота относительно основания вместе со стойкой. Это позволяет обеспечивать наклон оси качания держателя относительно поверхности шлифовального круга и при малых радиусах обработки камня, т.е. центр которых находится внутри контура камня, имеет возможность обработки камня по эллипсоидному контуру, в плоскости, перпендикулярно поверхности шлифовального круга, и проекции оси качания держателя на эту поверхность, благодаря чему функциональные возможности устройства расширяются. При больших радиусах обработки этот эффект не заметен, так как разница между участком окружности большого радиуса и эллипса незначительна.

Для обработки камня минимальным радиусом относительно оси качания оправки возможно при горизонтально расположенном шпинделе шлифовального круга выполнение головки камнедержателя П-образной формы, с внутренним размером между ее сторонами, обеспечивающим возможность охвата головкой камнедержателя шлифовального круга и качания головки относительно оси качания держателя. П-образная форма головки позволяет создать "мнимую" ось, относительно которой качается оправка с камнем и, перемещая его, эта ось может пересекать контур обрабатываемого камня. Это позволяет создать такой диапазон регулирования двух радиусов качания камня, при котором можно получать практически любые размерные взаимосвязи выпуклой, симметричной и криволинейной поверхности обработки камня.

На фиг.1 изображено устройство с платформой и горизонтально расположенным шлифовальным кругом, общий вид; на фиг.2 то же, вид слева; на фиг.3 схема обработки камня по эллипсоидному контуру; на фиг.4 головка камнедержателя П-образной формы с оправкой при вертикально расположенном шлифовальном круге.

Устройство состоит (фиг.1) из шлифовального круга 1, основания 2, соединенного шарниром 3 с платформой 4, которая установлена с возможностью поворота относительно основания 2 и имеет вид 5 для взаимодействия с основанием. На платформе 4 закреплена стойка, выполненная в виде двух цилиндрических стержней 6, соединенных перемычкой 7. На цилиндрических стержнях установлена каретка 8 с возможностью перемещения относительно них с закрепленным стержнем 9, взаимодействующим с гайкой-втулкой 10, которая проходит через отверстие перемычки 7 и закреплена двумя гайками 11.

На каретке 8 установлена ось 12 шарнира, на одном конце которой расположена шестеренка 13, взаимодействующая с зубчатым колесом 14. На другом конце оси 12 шарнира закреплена кулиса держателя 15, соединенная шарниром 16 со штангой держателя 17, в которой посредством шарнира 18 установлена головка камнедержателя 19 с фиксатором 20.

В головке камнедержателя расположена оправка 21 с возможностью перемещения, взаимодействующая с фиксатором 20. В штанге держателя 17 имеется рычаг 22, взаимодействующий посредством пружины 23 с головкой камнедержателя 19. Также в штанге держателя 17 выполнен язычок 24, связанный пружиной 25 с кулисой держателя 15. Для регулировки положения штанги держателя 17 в язычке 24 имеется винт 26, взаимодействующий с кулисой держателя 15.

Устройство работает следующим образом. На оправке 21 закpепляется необработанный камень, например приклеивается. Обработка камня производится путем качания камня относительно оси А и одновременного поворота его относительно оси Б. Чтобы выставить радиус обработки камня относительно оси А перемещают каретку 8 по цилиндрическим стержням 6 стойки посредством стержня 9 и вращения гайки-втулки 10 с закрепленными на ней гайками 11.

Затем пружину 25 выводят из паза язычка 24 штанги держателя 17. Штангу держателя поднимают и в головке камнедержателя 19 устанавливают оправку 21 с камнем. Перемещением оправки 21 относительно головки камнедержателя выставляют радиус обработки камня относительно оси Б и закрепляют фиксатором 20. После этого штангу держателя 17 опускают до касания камня со шлифовальным кругом 1, одновременно отводя головку камнедержателя 19 с оправкой 21 в рабочее положение, т.е. когда головка камнедержателя с оправкой 21 повернуты на максимальный угол по отношению к пружине растяжения 23 и упираются камнем в шлифовальный круг.

Затем пружину 25 вводят в зацепление с язычком 24 штанги держателя 17 для прижатия камня к поверхности шлифовального круга 1, а винт 26 отпускают, обеспечивая зазор между ним и кулисой держателя 15, необходимый для опускания штанги держателя 17 и снятия шлифовочного припуска. Затем от привода или вручную через зубчатое зацепление колеса 14 и шестеренки 13, и ось 12 шарнира производят качание кулисы держателя 15, которая через штангу держателя 17 производит качание камня относительно оси А, шлифуя его по заданному радиусу. По мере снятия шлифовочного припуска обработки камня штанга держателя 17 опускается и винт 26 упирается в кулису держателя 15 и с этого момента под действием пружины 23 происходит поворачивание камня по заданному радиусу относительно оси Б при одновременной обработке камня по радиусу качания относительно оси А, получая выпуклую, симметричную, криволинейную поверхность. Обработка ведется до тех пор, пока под действием пружины 23, камень не выйдет из зацепления с поверхностью шлифовального круга 1.

В процессе обработки камня можно производить визуальный контроль качества обработки. Для этого достаточно освободить пружину 25 от зацепления с язычком 24 штанги держателя 17 и поднять штангу держателя.

В устройстве при работе с вертикально расположенным шпинделем шлифовального круга и изменении угла наклона оси А при помощи шарнира 3 винта 5, установленных на платформе 4 (фиг.1), камень обрабатывается по эллипсоидному контуру в плоскости, перпендикулярной поверхности шлифовального круга и проекции оси А на эту поверхность (фиг.3).

При работе устройства с горизонтально расположенным шпинделем шлифовального круга может применяться П-образная головка камнедержателя (фиг.4). Такая форма головки камнедержателя позволяет проходить оси качания Б через контур камня, получая минимальные радиусы кривизны относительно указанной оси.

Использование в ювелирном деле заявляемого устройства для обработки камня позволяет получать кабошоны с различными взаимосвязями кривизны, а также сократить время на их изготовление.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ КАМНЯ ШЛИФОВАЛЬНЫМ КРУГОМ, содержащее основание, стойку, расположенную на основании, держатель, установленный на стойке с возможностью качания относительно нее, оправку, размещенную в держателе с возможностью качания в направлении, перпендикулярном направлению качания держателя, а также механизм регулирования положения осей качания держателя и оправки относительно рабочей поверхности шлифовального круга, отличающееся тем, что держатель выполнен в виде кулисы и штанги, шарнирно соединенных между собой, а механизм регулирования положения осей качания держателя и оправки выполнен в виде каретки и головки камнедержателя с фиксатором положения оправки, причем каретка расположена на стойке с возможностью перемещения вдоль нее и шарнирно соединена с кулисой держателя, а головка камнедержателя шарнирно связана со штангой держателя и в ней установлена оправка с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном к оси шарнира головки камнедержателя.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шпиндель шлифовального круга расположен вертикально, а устройство снабжено платформой, установленной между основанием и стойкой с возможностью поворота относительно основания вместе со стойкой.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шпиндель шлифовального круга расположен горизонтально, а головка камнедержателя выполнена П-образной формы с внутренним размером между ее сторонами, обеспечивающим возможность охвата головкой камнедержателя шлифовального круга и качания головки относительно оси качания держателя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4