Устройство для микроподачи заготовок при шлифовании

 

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. Устройство для микроподачи заготовок содержит основание и верхнюю плиту с приспособлением для закрепления заготовки. Между ними расположен узел перемещения верхней плиты, представляющий собой тепловой элемент и подвижный и неподвижный клинья. На кронштейне установлен подпружиненный клин, хвостовик которого является сердечником электромагнита, смонтированного на основании. Подвижный клин одним концом контактирует с пружиной, закрепленной на другом кронштейне, а другим концом - с подпружиненным клином. При включении устройства на заключительном этапе шлифования тепловой элемент перемещает подвижный клин и осуществляет подачу заготовки. При этом подпружиненный клин и пружина обеспечивают фиксацию заготовки в заданный момент времени. Такая конструкция снижает инерционность устройства и повышает точность микроподачи заготовки. 3 ил.

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.

Известен механизм точной подачи, состоящий из силового элемента, взаимодействующего с ползуном и основанием и выполненного из биметаллической полосы дугообразной формы, слой материала которой на вогнутой поверхности имеет больший коэффициент линейного расширения, чем на выпуклой (см. авт. св. СССР N 764960, B 24 B 47/20, 1980).

К причинам, препятствующим достижению указанного технического результата при использовании известного механизма, относится то, что в известном механизме перемещать приходится инерционные, обладающие большой массой узлы шлифовального станка (например, шлифовальную бабку), на что расходуется большое количество энергии. Кроме того, процесс температурных деформаций невозможно приостановить в заданной "точке" (в заданный момент времени): либо будет продолжаться по инерции удлинение теплового элемента после отключения энергии, либо, при резном охлаждении, удлинение немедленно перейдет в сжатие, что снизит точность обработки заготовки.

Известно также устройство для микроподачи заготовок при шлифовании, 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 заготовок, шарнирно связанную с подвижной в угловом направлении пластиной основания, два силовых элемента в виде полых гильз с нагревательной спиралью внутри, смонтированных на нижней неподвижной и на верхней подвижной плитах на противоположных концах устройства с возможностью контакта с подвижной пластиной основания (см. авт. св. СССР N 1604582, B 24 B 47/20, 1990).

Недостатком этого аналога можно считать недостаточную точность микроподачи заготовки из-за инерционности, недостаточной жесткости устройства и наличия рычажно-шарнирных соединений.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является устройство для микроподачи заготовок при шлифовании, содержащее основание, установленную параллельно ему верхнюю плиту, несущую приспособление для закрепления заготовки, размещенный между основанием и верхней плитой силовой элемент, соединенный с системой нагрева и охлаждения и установленный с возможностью взаимодействия с узлом перемещения верхней плиты, выполненным в виде неподвижного и подвижного клиньев, несущих сепараторы с шариками, цилиндрические направляющие, закрепленные в основании и верхней плите с возможностью относительного осевого перемещения, внутри которых размещены пружины для выборки люфтов и возврата верхней плиты в исходное положение, кожух для ограждения устройства (см. патент РФ N 2092298, B 24 B 47/20, 1997), принятое за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится невозможность мгновенного прекращения температурных деформаций (либо удлинения, либо сжатия), что ведет к снижению точности обработки заготовки.

Сущность изобретения заключается в следующем. Устройство для микроподачи заготовок используется только на заключительном этапе цикла шлифования. На этом этапе рабочего цикла тяжелые инерционные узлы станка неподвижны, а подача заготовки осуществляется только посредством устройства для микроподачи.

Технический результат - повышение точности микроподачи заготовки за счет обеспечения фиксации заготовки в заданной "точке" (в заданный момент времени) на операциях окончательного шлифования.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для микроподачи заготовки содержится основание, установленная параллельно ему верхняя плита, несущая приспособление для закрепления заготовки, узел перемещения верхней плиты в виде теплового элемента, цилиндрические направляющие, закрепленные в основании и верхней плите с возможностью относительного осевого перемещения, внутри которых размещены пружины для выборки люфтов и возврата верхней плиты в исходное положение, кожух для ограждения устройства.

Особенность заключается в том, что в устройстве для микроподачи заготовок подвижный клин одним концом контактирует с жестко закрепленным на основании кронштейном через подпружиненный клин, хвостовик которого является сердечником электромагнита, установленного на основании, а другим концом подвижный клин контактирует через пружину со вторым кронштейном, жестко закрепленным на основании.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, в частности, заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования: - дополнение известного средства какой-либо известной частью (частями), присоединяемой (присоединяемыми) к нему по известным правилам для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений; - замена какой-либо части (частей) известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены; - исключение какой-либо части (элемента) средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата (упрощение, уменьшение массы, габаритов, материалоемкости, повышение надежности и пр.); - увеличение количества однотипных элементов для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов; - выполнение известного средства или его части (частей) из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами этого материала; - создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил, рекомендаций, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связей между ними.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака (признаков), представлении таких признаков во взаимосвязи, либо изменении ее вида, имеется в виду случай, когда известен факт влияния каждого из указанных признаков на технический результат, и новые значения этих признаков или их взаимосвязь могли быть получены исходя из известных зависимостей и закономерностей.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

На чертеже представлено: на фиг. 1 - устройство, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.

Устройство содержит основание 1 и верхнюю плиту 2 с установленным на ней приспособлением 3 для закрепления заготовки, закрепленный на основании неподвижный клин 4, подвижный клин 5 с закрепленными на нем винтами 6 сепараторами 7, несущими шарики 8, тепловой элемент, представляющий собой полый корпус 9 с нагревательной спиралью 10 внутри, две цилиндрические направляющие в виде скалок 11, неподвижно закрепленных в основании 1, и втулок 12, жестко связанных с верхней плитой 2, две пружины 13, одним концом закрепленные в скалках 11, а другим в винтах 14, ввернутых во втулки 12 и служащих для натяжения пружин 13, установленный на основании 1 и закрытый кожухом 15 электромагнит 16, сердечником которого является хвостовик клина 17, подпружиненного пружиной 18 и контактирующего с кронштейном 19 основания 1 и подвижным клином 5, кронштейн 20, несущий пружину 21, упирающуюся в подвижный клин 5; кожух 22, закрепленный винтами 23 по периметру верхней плиты 2 и касающийся основания 1.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Заготовку устанавливают и закрепляют в приспособлении 3, установленном на верхней плите 2. Подвижный клин 5 (фиг. 1) находится в это время в крайнем правом положении. 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 нагревательную спираль 10 теплового элемента подается напряжение. Нагреваясь от спирали 10, корпус 9 теплового элемента удлиняется и перемещает подвижный клин 5 влево (фиг. 1-3). Одновременно с этим подпружиненный клин 17 подается пружиной 18 в пространство между кронштейном 19 и подвижным клином 5. Таким образом осуществляется подъем верхней плиты 2 и реализуется микроподача заготовки. По достижении заранее определенной величины подъема верхней плиты 2 напряжение, подаваемое на нагревательную спираль 10 теплового элемента, отключается, и на корпус 9 теплового элемента через отверстия в кожухе 22 и подвижном клине 5 подается поток охлаждающей жидкости. Корпус 9 теплового элемента сжимается, а подвижный клин 5 остается в прежнем положении, упираясь в подпружиненный клин 17, имеющий угол самоторможения. Верхняя плита 2 вместе с заготовкой тоже остается в прежнем зафиксированном положении, в котором можно производить, например, шлифование в режиме выхаживания. По достижении необходимого размера и качества поверхности заготовки на электромагнит 16 подается напряжение и он втягивает свой сердечник вместе с подпружиненным клином 17 в исходное положение. Под действием пружины 21 подвижный клин 5 перемещается вправо (фиг. 2) до касания с левым концом корпуса 9 теплового элемента, а под действием пружин 13 вся система возвращается в исходное положение. При этом инерционность устройства практически сводится к нулю и обеспечивается достаточно высокая точность размеров обрабатываемой заготовки.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого устройства следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно на предприятиях машиностроения и приборостроения при окончательной обработке заготовок шлифованием;
- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Формула изобретения

Устройство для микроподачи заготовок при шлифовании, содержащее основание, установленную параллельно ему верхнюю плиту, несущую приспособление для закрепления заготовки, узел перемещения верхней плиты в виде теплового элемента и подвижного и неподвижного клиньев, цилиндрические направляющие, закрепленные в основании и верхней плите с возможностью относительного осевого перемещения, внутри которых размещены пружины для выборки люфтов и возврата верхней плиты в исходное положение, кожух для ограждения устройства, отличающееся тем, что оно снабжено жестко закрепленными на основании электромагнитом и кронштейнами, а также установленным на одном из кронштейнов и контактирующим с одним концом подвижного клина подпружиненным клином с хвостовиком, являющимся сердечником электромагнита, при этом подвижный клин взаимодействует вторым концом со спиральной пружиной, установленной на другом кронштейне.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3