устройство для микроподачи заготовок при шлифовании

Формула изобретения

Устройство для микроподачи заготовок при шлифовании, содержащее основание, тепловой элемент, приспособление для закрепления заготовки, систему нагрева и охлаждения теплового элемента, кожух для ограждения устройства, отличающееся тем, что тепловой элемент выполнен в виде жестко закрепленного на основании корпуса из материала с высоким удельным сопротивлением, на котором установлено приспособление для закрепления заготовки, при этом система нагрева и охлаждения теплового элемента выполнена из условия нагрева корпуса проходящим через него электрическим током, а охлаждения - потоком жидкости.

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 приходится перемещать инерционные, обладающие большой массой узлы шлифовального станка (например, шлифовальную бабку), на что расходуется большое количество энергии, а движение имеет скачкообразный характер.

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 устройство для микроподачи заготовок при шлифовании, содержащее основание, подвижную верхнюю плиту, несущую приспособление для закрепления заготовки, тепловой элемент, соединенный с системой нагрева и охлаждения и установленный с возможностью взаимодействия с узлом перемещения верхней плиты, выполненным в виде закрепленных соответственно на основании и верхней плите двух пар оппозитно расположенных клиньев и размещенных между клиньями каждой пары шариков, через планки контактирующих с противоположными концами теплового элемента, кожух для ограждения устройства (патент РФ N 2092296, 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 не обеспечивает в ряде случаев требуемую точность микроподачи заготовки из-за недостаточно высокой жесткости устройства и наличия цилиндрических направляющих, выполненных с зазором. В дополнение к этому клинья из-за трения, возникающего при контакте с шариками, 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 подача заготовки осуществляется только посредством устройства для микроподачи.

Технический результат - повышение качества обработанных поверхностей заготовок за счет обеспечения равномерного высокоточного перемещения заготовки тепловым элементом на заключительных этапах цикла шлифования или на всех этапах цикла операции окончательного шлифования.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что, как и в известном устройстве для микроподачи заготовки, содержится основание, тепловой элемент, приспособление для закрепления заготовки, система нагрева и охлаждения теплового элемента, кожух для ограждения устройства. Отличие состоит в том, что тепловой элемент выполнен в виде жестко закрепленного на основании корпуса из материала с высоким удельным сопротивлением, на котором установлено приспособление для закрепления заготовки, при этом система нагрева и охлаждения теплового элемента выполнена из условия нагрева корпуса проходящим через него электрическим током, а охлаждения - потоком жидкости.

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 заявляемого 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 заявляемого устройства. Результаты поиска показали, что заявляемое 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 количественного признака (признаков), представлении таких признаков во взаимосвязи, либо изменении их вида.

Следовательно, заявляемое 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 тепловой элемент 2 с установленным на нем через изоляционную прокладку 3 приспособлением 4 для закрепления заготовки. Тепловой элемент 2 выполнен из материала с высоким удельным сопротивлением. Провода 5 и 6 с кольцеобразными контактами 7 и 8, закрепленными на тепловом элементе, изолированы прокладками 9 и 10, находящимися в кожухе 11, предохраняющем тепловой элемент от попадания СОЖ и оснащенном теплоизоляционной прокладкой 12. В основании 1 выполнены радиальные и осевые отверстия для подвода и слива СОЖ, а на основании закреплена сливная емкость 13. Зазор между кожухом 11 и основанием закрыт резиновой лентой 14.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Заготовку закрепляют в приспособлении 4, установленном на тепловом элементе 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 тепловой элемент по проводам 5 и 6 через контакты 7 и 8 подается ток небольшого напряжения, при этом создается эффект короткого замыкания и тепловой элемент, нагреваясь, удлиняется и перемещает приспособление 4 с заготовкой в направлении подачи. При этом обеспечивается плавное, без каких-либо скачков, перемещение (подача) шлифуемой заготовки. По достижении определенного размера напряжение с теплового элемента 2 снимается и в пространство между сливной емкостью 13 и внутренней поверхностью теплового элемента через отверстие А в основании подается нужный для реализации охлаждения поток (с определенным расходом) СОЖ, которая затем поступает в сливную емкость 13 и вытекает из нее через отверстие Б в основании. Тепловой элемент при этом охлаждается и, укорачиваясь, постепенно уменьшает натяг технологической системы, обеспечивая при этом ускоренно заданное качество обработанной заготовки. По достижении заданного (чертежного) размера шлифование прекращают, расход жидкости, подаваемой в устройство, резко увеличивают, тепловой элемент быстро охлаждается и возвращается в исходное состояние. После этого подачу СОЖ через отверстие А прекращают, жидкость, оставшаяся между сливной емкостью и внутренней поверхностью теплового элемента, вытекает через отверстие А, и устройство готово к обработке следующей заготовки.

На втором и последующих этапах цикла шлифования обеспечивается плавное, без каких-либо скачков, перемещение заготовки вследствие тепловых деформаций корпуса устройства (его растяжения (удлинения) или сжатия). Тем самым создаются условия для бездефектного шлифования с ускоренным выхаживанием, т. е. с повышенной производительностью.

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".