торцовый абразивный круг

Формула изобретения

Торцовый абразивный круг, содержащий оправку, корпус с закрепленными на нем крупнозернистыми абразивными элементами и соосный с корпусом стакан с закрепленными на нем мелкозернистыми элементами, отличающийся тем, что он снабжен выполненным из сплава с термомеханической памятью тарельчатым элементом и тарельчатой пружиной, установленной на оправке и опертой во внутренний торец стакана, при этом в корпусе выполнены каналы для подачи нагретого воздуха и прорези, стакан выполнен с лепестками, а тарельчатый элемент установлен между внутренним торцом корпуса и наружным торцом стакана.

Описание изобретения к патенту

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 сборные торцовые шлифовальные круги, состоящие из металлического корпуса и закрепленных на нем тем или иным способом абразивных элементов (SU, авторские свидетельства 1002142, кл. B 24 D 7/06, 1983; 1100076, кл. B 24 D 7/00, 1984; 1100077, кл. B 24 D 7/00, 1984; 1102667, кл. B 24 D 7/00, 1984; 127737, кл. B 24 D 7/00, 1986; 1235709, кл. B 24 D 7/06, 1986; 1315273, кл. B 24 D 7/00, 1977).

Достоинствами таких кругов являются:

- рациональное расходование абразивных материалов за счет использования металлического корпуса многократного применения и сменных абразивных элементов;;

- возможность снижения теплонапряженности шлифования заготовок прерывистой абразивной поверхностью.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известных кругов, относится то, что их конструкции не позволяют осуществить регулируемое осевое перемещение отдельных абразивных элементов.

Известны комбинированные шлифовальные инструменты, состоящие из корпуса многократного использования, крупно- и мелкозернистых абразивных элементов и механизма перемещения последних (RU, патент 2152869, кл. B 24 D 5/14, 2000; 2153968, кл. B 24 D 5/14, 2000; 2155129, кл. B 24 D 5/14, 2000). Такие круги позволяют выполнить за одну операцию предварительную и окончательную обработку заготовок без смены круга.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известных кругов, относится то, что в известных конструкциях возможно лишь радиальное перемещение мелкозернистых элементов при круглом наружном шлифовании кругами прямого плоского профиля.

Известен абразивный круг, состоящий из корпуса многократного использования, на торце которого на упругом основании установлены кольца, несущие крупно- и мелкозернистые элементы, позволяющие осуществить последовательную предварительную и окончательную заточку режущего инструмента участками круга с разной зернистостью и жесткостью (SU, авторское свидетельство 1184656, кл. B 24 D 7/06, 1984). К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного круга, относится то, что его конструкция позволяет осуществить лишь заточку режущего инструмента при его последовательном перемещении от крупнозернистого элемента к мелкозернистому.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является абразивный торцовый круг, имеющий корпус и соосный с ним стакан, несущие соответственно крупно- и мелкозернистые элементы, а также пластинчатую пружину, связанную с корпусом и оправкой и имеющую возможность силового взаимодействия со стаканом (SU, авторское свидетельство 1041280, кл. B 24 D 7/06, 1983), принятое за прототип.

Такой круг позволяет осуществить последовательную предварительную и окончательную обработку заготовок крупно- и мелкозернистыми элементами при относительном осевом перемещении корпуса и стакана за счет деформации пружины, возникающей при перемещении круга в осевом направлении от механизма подач шлифовального станка.

К причинам, препятствующим достижению указанного технического результата при использовании известного круга, принятого за прототип, относится то, что круг работает в заданном узком диапазоне скоростей осевых подач, позволяющих использовать пружину определенной жесткости, что ограничивает применение круга в мелкосерийном и единичном производствах для обработки заготовок из различных материалов и при различных требованиях к качеству шлифованных поверхностей, выполняемой со скоростями осевых пода, изменяющимися в широком диапазоне.

Сущность изобретения заключается в следующем. С целью расширения технологических возможностей круга, обеспечивающих рациональное его использование в условиях многономенклатурного единичного и мелкозернистого производства, конструкция круга позволяет обеспечить необходимое относительное положение крупно- и мелкозернистых элементов круга независимо от скорости осевой подачи, определяемой условиями обработки (материалом заготовки, требованиями к качеству шлифованных деталей и др.).

Технический результат заключается в расширении технологических возможностей торцового абразивного круга.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что, как и в известном устройстве, торцовый абразивный круг имеет корпус с закрепленными на нем крупнозернистыми элементами и соосный с корпусом стакан с закрепленными на нем мелкозернистыми элементами. Особенность заключается в том, что между внутренним торцом корпуса с прорезями и наружным торцом стакана с лепестками установлен тарельчатый элемент, выполненный из сплава с термомеханической памятью, а во внутренний торец стакана упирается тарельчатая пружина, установленная на оправке круга; корпус круга имеет каналы для подвода нагретого воздуха.

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 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 по взаимосвязи либо изменении их вида.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

На чертежах представлено: на фиг.1 - продольный разрез торцового абразивного круга; на фиг.2 - вид сверху на круг по фиг.1; на фиг.3 - вид снизу на круг по фиг.1; на фиг.4 - продольный разрез круга с выдвинутыми мелкозернистыми элементами.

Торцовый абразивный круг содержит металлический корпус 1 с отверстиями 2 для подвода нагретого воздуха, соосный с корпусом стакан 3, оправку 4, прокладку 5, тарельчатый элемент 6 и тарельчатую пружину 7 (фиг.1). Элемент 6, изготовленный из сплава с термомеханической памятью, например из сплава никель-титан марки ТН-Г (Крахин О.И., Кузнецов А.П., Косов М.Г. Материалы с термомеханической памятью в станкостроении. М.: ВНИИТЭМР, 1988. - 54 с.) предварительно деформируют при температуре, превышающей температуру мартенситного превращения сплава Т_д=105^oС для придания ему формы, указанной на фиг. 4, затем охлаждают до 40^oС и подвергают промежуточной деформации, он приобретает форму, показанную на фиг.1, и устанавливают его в корпус круга. На торце корпуса 1 круга неподвижно закреплены крупнозернистые элементы 8, а на лепестках стакана 3, расположенных в прорезях корпуса 1 (фиг.3), - мелкозернистые элементы 9. На оправке 4 установлена тарельчатая пружина 7, опорой которой служит гайка 10 (фиг.1).

Торцовый абразивный круг работает следующим образом.

При съеме основного припуска (на предварительную обработку) шлифование осуществляется крупнозернистыми абразивными элементами 8, закрепленными неподвижно на корпусе 1 круга (фиг.1), на режимах, соответствующих предварительному шлифованию прерывистым кругом. При этом рабочая поверхность мелкозернистых элементов "утоплена", т.е. находится на некотором расстоянии H₁ (фиг.1) от рабочей поверхности крупнозернистых элементов и не касается обрабатываемой поверхности заготовки.

После снятия основной части припуска вручную или по сигналу контролирующего устройства через каналы 2 на элемент 6 подается нагретый воздух, разогревающий элемент 6 до 70-105^oС. При этом элемент 6 восстанавливает форму, полученную при предварительном деформировании (фиг.4), перемещая стакан 3 в осевом направлении так, чтобы мелкозернистые элементы выступали за пределы крупнозернистых на величину Н₂ (фиг.4). С их помощью удаляется остальная часть припуска на режимах, соответствующих окончательному шлифованию.

После окончания цикла шлифования подача нагретого воздуха прекращается, элемент 6 принимает форму, показанную на фиг.1. Возвращение стакана 3 в исходное положение осуществляется пружиной 7.

Для ускорения охлаждения элемента 6 через каналы 2 подают охлажденный воздух.

Осевая (врезная) подача абразивного круга при обработке как крупно-, так и мелкозернистыми элементами осуществляется от привода подач шлифовального станка.

Применение предлагаемого круга позволяет на одной операции выполнить предварительное и окончательное шлифование торцом круга за один установ заготовки. При этом режим шлифования (в том числе врезная подача), зависящий от условий обработки (материала заготовки, требований к точности геометрических и других параметров), может изменяться в широком диапазоне, определяемом возможностями используемого станка, что особенно важно в условиях единичного и мелкосерийного производства.

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".