Комбинированный шлифовальный круг

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для эффективной предварительной и окончательной обработки заготовок абразивным кругом. Последний содержит корпус с жестко закрепленным на нем крупнозернистым абразивным слоем и подпружиненные подвижные вставки с мелкозернистыми слоями. Механизм радиального перемещения каждой подвижной вставки включает два пневмоцилиндра с взаимно перпендикулярными осями. Цилиндры, оси которых параллельны оси круга, соединены с клиновым зажимом, фиксирующим подпружиненные подвижные вставки с мелкозернистыми слоями. Такая конструкция позволяет осуществлять окончательное шлифование с фиксированными подпружиненными вставками, а выхаживание - подпружиненными вставками, что обеспечивает требуемую точность размеров и макро- и микрогеометрию обрабатываемых поверхностей. 3 ил.

 

Изобретение относится к инструментам для обработки металлов и может быть использовано на предприятиях металлообрабатывающей промышленности для эффективной предварительной и окончательной обработки заготовок деталей машин и приборов.

Известны комбинированные шлифовальные круги, включающие расположенные по окружности чередующиеся секторы различной зернистости (SU, авторские свидетельства №595140, кл. B 24 D 5/14, 1978; №608645, кл. B 24 D 5/14, 1979). В результате применения этих кругов улучшается качество обработанных деталей. К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известных кругов относится то, что их конструкции не позволяют управлять последовательностью участия в резании элементов с различной зернистостью.

Известен комбинированный шлифовальный круг, состоящий из корпуса, несущего крупнозернистые абразивные слои, выдвижных вставок, несущих мелкозернистые абразивные слои, и механизма перемещения выдвижных вставок (SU, авторское свидетельство №1255414, кл. B 24 D 3/34 // B 24 D 17/00, 1986). Такой круг позволяет выполнять за одну операцию предварительную, окончательную обработку и выхаживание заготовок абразивными слоями разной зернистости без смены круга. К причинам, препятствующим получению указанного ниже технического результата при использовании известного круга, относится то, что в известной конструкции крупно- и мелкозернистые абразивные слои жестко закреплены соответственно на корпусе и выдвижных вставках круга, что не позволяет демпфировать колебания технологической системы на этапах окончательного шлифования и выхаживания и увеличивает время выполнения этих этапов, необходимое для достижения требуемой макро- и микрогеометрии шлифованных поверхностей.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является комбинированный шлифовальный круг, содержащий корпус с жестко закрепленным на нем крупнозернистым слоем, выдвижные вставки с жестко закрепленными на них мелкозернистыми слоями и пружины, изготовленные из материала с термомеханической памятью, являющиеся опорами подвижных вставок и обеспечивающие их выдвижение при нагревании (RU, патент №2155130 С1, кл. B 24 D 5/14, 2000), принятое за прототип.

Такой круг позволяет осуществить последовательно выполняемые за одну операцию предварительное шлифование крупнозернистым слоем, жестко закрепленным на корпусе круга, и окончательное шлифование, а затем выхаживание мелкозернистыми слоями, закрепленными на установленных на пружинах вставках. Шлифованию кругом, принятым за прототип, присущи достоинства обработки жестким инструментом на этапе предварительного шлифования, главным из которых является высокая производительность, и обработки с демпфированием колебаний технологической системы на этапах окончательного шлифования и выхаживания. К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании круга, принятого за прототип, относится то, что при шлифовании мелкозернистыми слоями, закрепленными на подпружиненных вставках, копируются погрешности формы шлифуемой поверхности, получаемые на этапе предварительного шлифования и имеющие, как правило, недопустимо большие значения, обусловленные величиной и колебанием сил резания.

Сущность изобретения заключается в следующем. Комбинированный шлифовальный круг имеет клиновые зажимы, работающие от пневмоцилиндров, размещенных в корпусе круга, позволяющие на этапе окончательного шлифования закреплять (жестко фиксировать) подпружиненные подвижные вставки с мелкозернистыми абразивными слоями.

Технический результат заключается в повышении точности геометрических параметров шлифовальных деталей.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что, как и в известном устройстве, комбинированный шлифовальный круг содержит корпус с жестко закрепленным на нем крупнозернистым абразивным слоем, подвижные вставки с мелкозернистыми слоями и механизм радиального перемещения вставок, выполненный в виде пружин. Особенность заключается в том, что механизм радиального перемещения каждой подвижной вставки включает два пневмоцилиндра, оси которых взаимно перпендикулярны, причем цилиндры, оси которых параллельны оси круга, соединены с клиновым зажимом, фиксирующим подвижные вставки с мелкозернистыми слоями.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили 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, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное 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.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественных признаков, представлении таких признаков во взаимосвязи, либо изменении их вида.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию “изобретательский уровень”.

На чертежах представлено: на фиг.1 - общий вид комбинированного шлифовального круга, совмещенный с местным разрезом; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - продольный разрез круга с выдвинутыми вставками, несущими мелкозернистые слои.

Комбинированный шлифовальный круг содержит корпус 1 с жестко закрепленным на нем крупнозернистым абразивным слоем 2, подвижные вставки 3 с мелкозернистыми абразивными слоями 4, пневмоцилиндры, полости которых выполнены в кольце 5, а поршни 6 соединены с подвижными вставками 3 и опираются на пружины 7 (фиг.1); пневмоцилиндры, полости которых выполнены в корпусе 1, а поршни 8 соединены с клином, образующим с пазом поршня 6 клиновой зажим, втулку 9; планшайбы 10; винты 11 (фиг.2).

Комбинированный шлифовальный круг работает следующим образом.

При съеме основного припуска (на предварительную обработку) шлифование осуществляют крупнозернистым абразивным слоем 2 (фиг.1), закрепленным неподвижно на корпусе 1 круга, на режимах, соответствующих предварительному шлифованию жестким инструментом. Врезная подача осуществляется механизмом подачи шлифовального станка. При этом вставки 3 с мелкозернистыми слоями 4 “утоплены”, т.е. их рабочая поверхность находится на некотором расстоянии от рабочей поверхности корпуса круга с крупнозернистым слоем и не касается обрабатываемой заготовки. Фиксация подвижных вставок 3 в “утопленном” положении осуществляется за счет давления сжатого воздуха, подаваемого в полости “Б” (фиг.2) пневмоцилиндров, оси которых расположены перпендикулярно оси круга.

После снятия основной части припуска подача сжатого воздуха в полости “Б” (фиг.2) пневмоцилиндров прекращается и вставки 3 с мелкозернистыми слоями 4 за счет действия пружин 7 на поршни 6 перемещаются в радиальном направлении за пределы крупнозернистых слоев 2. При этом сжатый воздух подается в полости “В” (фиг.3) пневмоцилиндров, оси которых расположены параллельно оси круга. Под давлением воздуха поршни 8 перемещаются вправо и заклинивают поршни 6, жестко фиксируя вставки 3 с мелкозернистыми слоями 4 в выдвинутом положении. С их помощью удаляется оставшаяся часть припуска на режимах, соответствующих окончательному шлифованию. Радиальная (врезная) подача шлифовального круга при обработке мелкозернистыми слоями осуществляется от привода поперечных подач шлифовального станка.

При переходе на этап выхаживания подача сжатого воздуха в полости “В” (фиг.3) пневмоцилиндров прекращается, вставки 3 с мелкозернистыми слоями 4 освобождаются и получают возможность колебаться на пружинах 7 в радиальном направлении, демпфируя тем самым колебания технологической системы.

Цикл шлифования предложенным кругом состоит из следующих этапов: предварительное и окончательное шлифования и выхаживание. При этом предварительное шлифование выполняется крупнозернистым абразивным слоем, жестко закрепленным на корпусе круга, и ставит своей целью съем основной части припуска. Окончательное шлифование выполняется жестко зафиксированными вставками с мелкозернистыми абразивными слоями, обеспечивающими требуемую точность размеров и формы (макрогеометрию) шлифованных поверхностей. На этапе выхаживания используются вставки с мелкозернистыми слоями, связанные с кругом через упругие элементы, что позволяет демпфировать колебания в технологической системе и обеспечить требуемую микрогеометрию обработанных поверхностей деталей.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного устройства следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в машиностроении при обработке металлов резанием;

- 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, заявленное изобретение соответствует условию “промышленная применимость”.

Комбинированный шлифовальный круг, содержащий корпус с жестко закрепленным на нем крупнозернистым абразивным слоем, подвижные вставки с мелкозернистыми слоями и механизм радиального перемещения вставок, выполненный в виде пружин, отличающийся тем, что механизм радиального перемещения каждой подвижной вставки включает два пневмоцилиндра, оси которых взаимно перпендикулярны, причем цилиндры, оси которых параллельны оси круга, соединены с клиновым зажимом, фиксирующим подвижные вставки с мелкозернистыми слоями.