устройство для микроподачи заготовок при шлифовании

Формула изобретения

Устройство для микроподачи заготовок при шлифовании, содержащее основание, установленную параллельно ему верхнюю плиту, несущую приспособление для закрепления заготовки, тепловой элемент, включающий корпус и расположенный между основанием и верхней плитой, имеющей возможность фиксации, и системы нагрева и охлаждения теплового элемента, отличающееся тем, что корпус теплового элемента жестко связан с основанием и верхней плитой и выполнен в виде соединенной с системой охлаждения емкости, заполненной жидкостью для стабилизации температуры теплового элемента и фиксации верхней плиты.

Описание изобретения к патенту

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. а.с. 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, а движение становится скачкообразным.

Известен механизм врезной микроподачи, содержащий корпус, в отверстии которого расположена с возможностью поворота гильза, несущая шлифовальный шпиндель и установленная в корпусе на двух радиально-упорных подшипниках, имеющих общий сепаратор, выполненный в виде втулки. При этом тела качения подшипников выполнены в виде шариков, монотонно изменяющихся в размере, соответствующем глубине врезания шпинделя, причем шарик наименьшего диаметра расположен оппозитно шарику наибольшего диаметра (а.с. СССР N 1184651, B 24 B 47/20, 1985).

Недостатком описанного аналога является то, что точность микроподачи находится в прямой зависимости от точности изготовления и подбора шариков, диапазон размеров которых весьма широк.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранное в качестве прототипа устройство для микроподачи заготовок при шлифовании, содержащее неподвижную нижнюю и подвижную верхнюю плиты с закрепленными на них нагревательными элементами, установленные с возможностью контакта с подвижной пластиной, расположенной между плитами и шарнирно связанной с каждой из них, смонтированные на верхней и нижней плитах два механизма фиксации в виде подпружиненных в сторону нагревательных элементов и установленных с возможностью постоянного контакта с пластиной и плитами клиньев со стержнями, являющимися сердечниками электромагнитов (см. а. с. СССР N 1773703, B 24 B 47/20, 1992), выбранное за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что известное устройство обладает недостаточной в ряде случаев точностью микроподачи заготовки из-за недостаточно высокой жесткости устройства и наличия рычажно-шарнирных соединений. Кроме того, указанный недостаток обусловлен тем, что прототип имеет два независимых тепловых элемента, которые, в силу присущих каждому из них индивидуальных особенностей, не в состоянии обеспечить высокоточное плоскопараллельное перемещение заготовки в процессе обработки. В дополнение к этому, механизмы фиксации, из-за трения, возникающего при контакте клиньев с пластиной и плитами, во-первых, изнашиваются, а во-вторых, вносят дополнительную погрешность, ухудшающую качество обработки.

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 врезная подача заготовки осуществляется только посредством устройства для микроподачи.

Технический результат - повышение качества обработанных поверхностей заготовок за счет обеспечения равномерного высокоточного перемещения заготовки единственным тепловым элементом, который жестко связан с верхней плитой и основанием устройства, на заключительных этапах цикла шлифования или на всех этапах цикла операции окончательного, тонкого шлифования.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для микроподачи заготовки, содержащем основание, установленную параллельно ему верхнюю плиту, несущую приспособление для закрепления заготовки, тепловой элемент, включающий корпус и расположенный между основанием и верхней плитой, имеющей возможность фиксации, и системы нагрева и охлаждения теплового элемента, корпус последнего жестко связан с основанием и верхней плитой и выполнен в виде соединенной с системой охлаждения емкости, заполненной жидкостью для стабилизации температуры теплового элемента и фиксации верхней плиты.

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 чертежах представлено:

на фиг. 1 изображен разрез устройства;

на фиг. 2 - разрез А-А по фиг. 1.

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 и жестко соединенную через теплоизоляционную прокладку 4 винтами 5 с тепловым элементом, закрепленным винтами 6 на основании 1 и представляющим собой полый корпус 7 с электронагревателем 8, закрепленным через втулку 9 и шайбу 10 в стенке рубашки 11, которая крепится к корпусу 7 через прокладку 12 винтами 13; крышку 14 с сапуном 15, жестко закрепленную на рубашке 11 через прокладку 16 винтами 17 и контактирующую с корпусом 7 через прокладку 18; два штуцера 19 и 20, соединенные с подающим и сливным трубопроводами 21 и 22; изоляционные колпачки 23, предохраняющие контакты электронагревателя 8 от попадания на них жидкости.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Заготовку 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 электронагреватель 8 теплового элемента подается напряжение. Нагреваясь, вода нагревает корпус 7 теплового элемента, который удлиняется и перемещает верхнюю плиту 2 вместе с заготовкой.

Таким образом, реализуется микроподача заготовки. Жестко закрепленный между основанием 1 и верхней плитой 2 корпус 7 теплового элемента обеспечивает достаточно точное перемещение верхней плиты 2 вместе с заготовкой. По достижении температуры воды 100^oC она начинает кипеть, не давая корпусу 7 продолжать нагреваться, через сапун 15 выходит образующийся пар. Тепловое расширение корпуса 7 прекращается и появляется возможность осуществить выхаживание. По достижении заданного размера и качества поверхности заготовки напряжение с электронагревателя 8 снимается и в пространство между рубашкой 11 и корпусом 7 теплового элемента через штуцер 19 подается поток охлаждающей жидкости, которая выходит через штуцер 20. Корпус теплового элемента при этом охлаждается и, укорачиваясь, возвращает верхнюю плиту 2 в исходное положение. Затем подача жидкости через штуцер 19 прекращается, подающий трубопровод 21 перекрывается и устройство с заполненным новой порцией жидкости пространством между рубашкой и корпусом теплового элемента готово к обработке следующей 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".