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 которыми расположен узел перемещения верхней плиты, представляющий собой подвижный и неподвижный клинья, и силовой элемент. Последний состоит из соединенного с системой управления мотор-редуктора, муфты и микровинта, связанного с подвижным клином. Данное устройство используется на заключительном этапе цикла шлифования, при этом конструкция силового элемента сводит инерционность устройства практически к нулю, что обеспечивает высокую точность обработки. 2 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 ниже 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 при нагревании невозможно остановить мгновенно по достижении заданного размера заготовки, что снижает точность ее обработки.

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 технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится высокая инерционность силового элемента, обусловленная невозможностью мгновенного прекращения теплового расширения, 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 снижения инерционности, присущей ранее известным устройствам.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что известное устройство для микроподачи заготовки содержит основание, установленную параллельно ему верхнюю плиту, несущую приспособление для закрепления заготовки, узел перемещения верхней плиты в виде двух клиньев, причем неподвижный клин смонтирован на верхней плите, а подвижный установлен с возможностью перемещения относительно неподвижного клина и основания по шарикам, закрепленным в сепараторах и размещенным в направляющих клиньев и основания, 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 имеет осевое резьбовое отверстие, через которое контактирует с микровинтом, соединенным через муфту с силовым элементом, закрепленным на основании и выполненным в виде мотор-редуктора.

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, закономерностей.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

На чертеже представлено: на фиг. 1 - разрез устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

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

Устройство содержит основание 1 и верхнюю плиту 2 с установленными на ней приспособлением 3 для закрепления заготовки и под ней неподвижного клина 4, подвижный клин 5 с закрепленными на нем винтами 6 сепараторами 7, несущими шарики 8, выполняющий роль силового элемента мотор-редуктор 9, через муфту 10 соединенный с микровинтом 11, ввернутым в подвижный клин 5, систему управления (находится вне устройства) мотор-редуктором, две цилиндрические направляющие в виде скалок 12, неподвижно закрепленных в основании 1, и втулок 13, жестко связанных с верхней плитой 2, две пружины 14, одним концом закрепленные в скалках 12, а другим в винтах 15, ввернутых во втулки 13 и служащих для натяжения пружин 14, кожух 16, закрепленный винтами 17 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 левом 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 электродвигатель 9 через систему управления подается напряжение. Через муфту 10 осуществляется вращение микровинта 11 против часовой стрелки и клин 5 перемещается вправо, производя подъем верхней плиты 2 и реализуя тем самым микроподачу заготовки. По достижении заранее определенной величины подъема верхней плиты 2 система управления останавливает электродвигатель 9, прекращая врезную подачу заготовки. В этом положении можно производить шлифование заготовки в режиме выхаживания. По достижении необходимого размера и качества поверхности заготовки включается обратное вращение электродвигателя 9 и вся система под действием пружин 14 возвращается в исходное положение, контролируемое системой управления. 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, силовой элемент, узел перемещения верхней плиты в виде неподвижного и подвижного 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 неподвижный клин смонтирован на верхней плите, а силовой элемент закреплен на основании и выполнен в виде управляемого через систему управления, расположенную вне устройства, мотор-редуктора, соединенного посредством муфты с микровинтом, размещенным в осевом резьбовом отверстии, выполненном в подвижном клине, установленном с возможностью перемещения относительно неподвижного клина и основания по шарикам, закрепленным в сепараторах и размещенным в направляющих клиньев и основания.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2