Устройство для микроподачи заготовок при шлифовании

 

Использование: на предприятиях машиностроения и приборостроения для окончательной высокоточной обработки (шлифования) заготовок. Сущность: устройство содержит основание, верхнюю плиту с приспособлением для закрепления заготовок, установленную параллельно основанию. Тепловой элемент с системой нагрева и охлаждения размещен между основанием и верхней плитой. В устройстве предусмотрена система клиньев, установленных на основании и верхней плите и контактирующих с шариками, расположенными в планках, закрепленных на концах теплового элемента, выполненного из металла с термомеханической памятью. Перемещение верхней плиты происходит по цилиндрическим направляющим, между которыми расположены пружины возврата плиты в исходное положение. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для точной подачи и может быть использовано при обработке материалов шлифованием на всех предприятиях машиностроения и приборостроения для эффективной чистовой обработки заготовок с высокой точностью.

Известно устройство для точной подачи шлифовального круга [1] содержащее систему подогрева и охлаждения теплового элемента, биметаллический тепловой элемент, взаимодействующий с подвижным и неподвижным узлами станка и выполненный в виде плоской двухслойной шайбы, установленной торцами между подвижным и неподвижным узлами.

К недостаткам этого устройства можно отнести следующее: во-первых, микроподача осуществляется с помощью динамически неустойчивой части технологической системы (шпиндельной бабки с вращающимся шлифовальным кругом), что приводит к снижению точности подачи, а на перемещение бабки затрачивается большое количество энергии из-за незначительной массы этой бабки; во-вторых, существенным недостатком является инерционное движение шлифовального круга после прекращения подачи электрического тока на тепловой элемент, что также приводит к снижению точности обработанных деталей, особенно при выхаживании.

Известно также устройство для микроподачи заготовок при шлифовании [2] содержащее основание, выполненное в виде шарнирно связанных подвижной пластины и нижней неподвижной плиты, образующих между собой угол, верхнюю плиту с установленным на ней приспособлением для закрепления заготовки, шарнирно связанную с подвижной в угловом направлении пластиной основания, два тепловых элемента, смонтированные на нижней неподвижной плите и на верхней плите на противоположных концах устройства с возможностью контакта с подвижной платиной основания.

К недостаткам этого аналога можно отнести недостаточную точность обработанных деталей из-за инерционности микроподачи заготовок после прекращения подачи электрического тока на тепловые элементы в процессе выхаживания при шлифовании. Если же тепловые элементы в момент перехода на выхаживание (для исключения инерционности) охладить, то выхаживание осуществить будет невозможно.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранное в качестве прототипа устройство микроподачи заготовок при шлифовании [3] содержащее основание, выполненное в виде шарнирно связанных подвижной пластины и нижней неподвижной плиты, образующих между собой угол, верхнюю плиту с установленным на ней приспособлением для закрепления заготовки, шарнирно связанную с подвижной пластиной и установленную параллельно с нижней плитой, два механизма фиксации верхней плиты и подвижной пластины, два тепловых элемента, установленных на нижней и верхней плитах на противоположных от шарниров концах с возможностью контакта с подвижной пластиной, плоские пружины для возврата верхней плиты в исходное положение и выборки люфтов, систему нагрева и охлаждения тепловых элементов и кожух для ограждения всех элементов устройства.

Недостатком прототипа является недостаточная точность микроподачи при необходимости плоскопараллельного перемещения верхней плиты и относительно небольшая величина микроперемещения заготовки.

Указанный недостаток обусловлен тем, что устройство содержит два независимых тепловых элемента, рабочее перемещение которых осуществляется непосредственно в направлении микроподачи за счет их тепловой деформации.

Цель изобретения повышение точности и величины микроперемещения заготовки при шлифовании.

Для достижения поставленной цели заявляемое изобретение содержит следующие общие, выраженные определенными понятиями существенные признаки, совокупность которых направлена на решение только одной, связанной с целью изобретения задачи: основание, расположенная параллельно основанию верхняя плита с установленным на ней приспособлением для закрепления заготовки; расположенный параллельно основанию тепловой элемент; система нагрева и охлаждения теплового элемента; кожух для ограждения устройства; пружины для возврата верхней плиты в исходное положение и выборки люфтов; система клиньев, расположенных на верхней плите и основании и имеющих участки (площадки), параллельные последним; планки с шариками, закрепленные на концах теплового элемента, выполненного из металла с термо-механической памятью (ТМП) (например из сплава никель титан) (Крахин О.И. Кузнецов А.П. Косов М.Г. Материалы с термомеханической памятью в станкостроении. М. ВНИИТЭМР, 1988. С. 2 5); две металлические направляющие.

По отношению к прототипу у заявляемого изобретения имеются следующие отличительные признаки. На верхней и нижней плитах напротив друг друга попарно жестко закреплены четыре клина, в пазах криволинейных поверхностей которых могут перемещаться четыре шарика, установленные в двух планках, закрепленных на противоположных концах теплового элемента. Тепловой элемент выполнен из металла с ТМП, расположен параллельно основанию и через систему клиньев осуществляет перемещение верхней плиты в направлении, перпендикулярном основанию по двум цилиндрическим направляющим.

Между отличительными признаками и целью изобретения существует следующая причинно-следственная связь. Наличие одного теплового элемента, расположенного параллельно основанию (вместо двух независимых тепловых элементов, действующих в направлении микроподачи), обеспечивает повышение жесткости устройства и точности микроподачи заготовки при плоскопараллельном подъеме верхней плиты и наличие на клиньях участков, параллельных основанию, обеспечивает возможность выхаживания, чему также способствует изготовление теплового элемента из металла с ТМП, обеспечивающего достаточно большие величины осевой деформации теплового элемента (а значит и величины микроподачи).

По имеющимся у авторов сведениям совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения, не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе, может быть многократно использована в машиностроении и приборостроении.

На фиг. 1 разрез устройства; на фиг. 2 разрез А-А по фиг. 1.

Устройство для микроподачи заготовок при шлифовании содержит: основание 1 и верхнюю плиту 2 с установленным на ней приспособлением 3 для закрепления заготовки; тепловой элемент 4, содержащий нагревательную спираль 5 и две планки 6, несущие шарики 7; клинья 8 и 9, закрепленные на верхней плите 2 и основании 1 винтами 10; кожух 11, закрепленный винтами 12 по периметру верхней плиты 2 и касающийся основания 1; две цилиндрические направляющие в виде скалок 13, неподвижно закрепленных в основании 1, и двух втулок 14, жестко связанных с верхней плитой 2; две пружины 15, одним концом закрепленные в скалках 13, а другим в винтах 16, ввернутых в верхнюю плиту 2 и служащих для натяжения пружин 15. В кожухе 11 расположен штуцер 17 для подачи СОЖ на тепловой элемент 4.

Устройство работает следующим образом: заготовку устанавливают и закрепляют в приспособлении 3, установленном на верхней плите 2. Включают станок и производят предварительное плоское шлифование заготовки. При этом работает механизм врезной подачи станка. На этом этапе цикла шлифования с заготовки снимается основная часть припуска. По окончании первого этапа цикла шлифования механизм врезной подачи станка отключается и на спираль 5 теплового элемента 4 подается напряжение. Тепловой элемент, выполненный из металла с ТМП, укорачивается и перемещает планки 6 с шариками 7 по пазам клиньев 8 и 9, тем самым перемещая верхнюю плиту 2 вверх (см. фиг. 1) по цилиндрическим направляющим 13 и 14, производя тем самым микроподачу заготовки для съема всего заданного припуска. После выхода шариков 7 на параллельные основанию площадки клиньев 8 и 9 происходит выхаживание заготовки с целью обеспечения высокого качества шлифовальной поверхности. По окончании обработки напряжение со спирали теплового элемента снимается и на него через штуцер 17 подается СОЖ. При охлаждении и увеличении длины теплового элемента шарики 6 раздвигаются, под действием пружин 15 верхняя плита 2 опускается и все механизмы устройства возвращаются в исходное положение.

Таким образом, преимущество предлагаемого устройства заключается в том, что плоскопараллельное перемещение заготовки осуществляется одним тепловым элементом, выполненным из металла с ТМП и расположенным параллельно основанию, что снижает высоту устройства и, в итоге, повышает его жесткость и точность размерной обработки с одновременным увеличением диапазона (и величины) микроперемещения заготовки (тепловой элемент длиной 100 мм, выполненный из однородного металла, в среднем удлиняется при нагреве до 100oC на 0,12 мм, а выполненный из металла с ТМП укорачивается на 6 8 мм).

Заявляемое устройство по сравнению с прототипом позволит повысить точность размерной обработки до двух, а величину микроперемещения в 10 15 раз и даже более.

Заявляемое решение не оказывает отрицательного воздействия на состояние окружающей среды.

Формула изобретения

Устройство для микроподачи заготовок при шлифовании, содержащее основание, установленную параллельно ему верхнюю плиту, несущую приспособление для закрепления заготовки, размещенный между основанием и верхней плитой тепловой элемент, соединенный с системой нагрева и охлаждения и установленный с возможностью взаимодействия с узлом перемещения верхней плиты, а также пружины возврата верхней плиты в исходное положение и выборки люфтов и кожух для ограждения устройства, отличающееся тем, что узел перемещения верхней плиты выполнен в виде закрепленных соответственно на основании и верхней плите двух пар оппозитно расположенных клиньев с криволинейной рабочей поверхностью, переходящей в поверхности, параллельные основанию, и размещенных между клиньями каждой пары шариков, установленных в планках, закрепленных на противоположных концах теплового элемента, расположенного параллельно основанию и выполненного из металла с термомеханической памятью, при этом устройство снабжено закрепленными в основании и верхней плите с возможностью относительного осевого перемещения цилиндрическими направляющими, между которыми размещены пружины возврата верхней плиты в исходное положение.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для точной подачи заготовки при обработке резанием и может быть использовано на предприятиях машиностроения и приборостроения для эффективной окончательной обработки шлифованием заготовок

Изобретение относится к устройствам для точной подачи заготовок при обработке резанием и может быть использовано на предприятиях машиностроения и приборостроения для эффективной окончательной обработки заготовок шлифованием

Изобретение относится к устройствам для точной подачи заготовки при обработке резанием и может быть использовано на предприятиях машиностроения и приборостроения для эффективной окончательной обработки заготовок шлифованием

Изобретение относится к устройствам для точной подачи заготовок при обработке резанием и может быть использовано на предприятиях машиностроения и приборостроения при окончательной обработке заготовок шлифованием

Изобретение относится к устройствам для точной подачи заготовок при обработке резанием и может быть использовано на предприятиях машиностроения и приборостроения при окончательной обработке заготовок шлифованием

Изобретение относится к устройствам для точной подачи заготовок при обработке резанием и может быть использовано на предприятиях машиностроения и приборостроения при окончательной обработке заготовок шлифованием

Изобретение относится к устройствам для точной подачи заготовок при обработке резанием и может быть использовано на предприятиях машиностроения и приборостроения при окончательной обработке заготовок шлифованием

Изобретение относится к устройствам для точной подачи заготовок при обработке резанием и может быть использовано на предприятиях машиностроения и приборостроения при окончательной обработке заготовок шлифованием

Изобретение относится к устройствам для точной подачи заготовок при обработке резанием и может быть использовано на предприятиях машиностроения и приборостроения при окончательной обработке заготовок шлифованием

Изобретение относится к устройствам для точной подачи заготовок при обработке резанием и может быть использовано на предприятиях машиностроения и приборостроения при окончательной обработке заготовок шлифованием

Изобретение относится к устройствам для точной подачи заготовок при обработке резанием и может быть использовано на предприятиях машиностроения и приборостроения при обработке заготовок шлифованием
Наверх