УСТРОЙСТВО ДЛЯ МИКРОПОДАЧИ ЗАГОТОВОК ПРИ ШЛИФОВАНИИ Российский патент 1997 года по МПК B24B47/20 

Изобретение относится к устройствам для точной подачи заготовки при обработке резанием и может быть использовано на предприятиях машиностроения и приборостроения для эффективной окончательной обработки заготовок шлифованием.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в повышении точности микроподач, реализуемых устройствами, применяемым в металлообработке.

Известен механизм врезной микроподачи [1] 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 вращения подшипников выполнены в виде шариков, монотонно изменяющихся в размере, соответствующем глубине врезания шпинделя, причем шарик наименьшего диаметра расположен оппозитно шарику наибольшего диаметра.

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

Известен также устройство для микроподачи заготовок при шлифовании [2] содержащее основание, выполненное в виде шарнирно связанных подвижной пластины и нижней неподвижной плиты, образующих между собой угол, верхнюю плиту с установленным на ее приспособлением для закрепления заготовок, шарнирно связанную с подвижной в угловом направлении пластиной основания, два тепловых элемента, смонтированных на нижней неподвижной и на верхней подвижной плитах на противоположных концах устройства с возможностью контакта с подвижной пластиной основания.

Недостатком этого аналога можно считать недостаточную в ряде случаев точность микроподачи заготовки из-за малой жесткости устройства и наличия рычажно-шарнирных соединений.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранное в качестве прототипа устройство для микроподачи заголовок при шлифовании [3] содержащее основание, выполненное в виде шарнирно связанных подвижной пластины и нижней неподвижной плиты, образующих между собой угол, верхнюю плиту с установленными на ней приспособлением для закрепления заголовки, шарнирно связанную с подвижной пластиной и установленную параллельно с нижней неподвижной плитой, два расположенных горизонтально тепловых элемента, установленных на нижней неподвижной и на верхней подвижной плитах на противоположных от шарниров концах с возможностью контакта с подвижной пластиной, два механизма фиксации верхней плиты и подвижной пластины, плоские пружины для возврата верхней плиты в исходное положение и выборки люфтов, систему нагрева и охлаждения тепловых элементов и кожу для ограждения всех элементов устройства.

Недостатком прототипа является недостаточная в ряде случаев точности микроподачи заготовки и весьма малая величина микроперемещения.

Указанный недостаток обусловлен тем, что шарнирное соединение элементов устройства снижает его жесткости, а наличие двух независимых тепловых элементов не обеспечивает высокой точности плоскопараллельного подъема плиты.

Цель изобретения повышение жесткости и точности устройства, а тем самым и улучшение качества обработанных деталей.

Для достижения поставленной цели заявляемое изобретение "Устройство для микроподачи заголовок при шлифовании" содержит следующие общие, выраженные определенными понятиями существенные признаки, совокупность которых направлена на решение только одной, связанной с целью изобретения задачи:
основание: выполненное в виде неподвижной плиты; верхняя плита, расположенная параллельно основанию, с установленными на ней приспособлением для закрепления заголовки; тепловой элемент; кожу для ограждения устройства; пружины для возврата верхней плиты в исходное положение и выборки люфтов; система нагрева и охлаждения теплового элемента;
четыре клина, имеющие на конической поверхности направляющие (пазы), жестко закрепленные на верхней и нижней плитах и контактирующие с шариками, установленными в планках, закрепленных на обоих концах теплового элемента, установленного между верхней и нижней плитой; две цилиндрические направляющие.

По отношению к прототипу у заявляемого изобретения имеются следующие отличительные признаки. На верхней и нижней плитах напротив друг друга попарно закреплены четыре клина, по направляющим (пазам) которых могут перемещаться четыре шарика, установленные в двух планках, закрепленных на противоположных концах теплового элемента. Тепловой элемент расположен параллельно основанию и через систему клиньев осуществляет перемещению верхней плиты в направлении, перпендикулярном основанию по двум цилиндрическим направляющим.

Между отличительными признаками и целью изобретения существует следующая причинно-следственная связь. Наличие одного теплового элемента, расположенного параллельно основанию вместе двух независимых элементов, сообщающих верхней плите перемещение в направлении микроподачи, повышает точность микроподачи заготовки.

По имеющимся у авторов сведениям совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения, не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе, может многократно использована в машиностроении и приборостроении.

На фиг. 1 разрез устройства; на фиг. 2 разрез A-A по фиг. 1.

Устройство для микроподачи заготовок при шлифовании содержит: основание 1 и верхнюю плиту 2 с установленными на ней приспособлением 3 для закрепления заготовки; тепловой элемент 4, содержащий нагревательную спираль 5 и две планки 6, несущие шарики 7; клинья 8 и 9, закрепленные на верхней плите 2 и основании 1 винтами 10; кожу 11, закрепленный винтами 12 по периметру верхней плиты 2 и касающийся основания 1; две цилиндрические направляющие в виде скалок 13, неподвижно закрепленных в основании 1, и двух втулок 14, жестко связанных с верхней плитой 2; две пружины 15, одним концом закрепленные в скалках 13, а другим в винтах 16, ввернутых в верхнюю плиту 2 и служащих для натяжения пружин 15. В кожухе 11 расположен штуцер 17 для подачи СОЖ на тепловой элемент 4.

Устройство работает следующим образом. Заголовку устанавливают и 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 спираль 5 теплового элемента 4 подается напряжение. За счет температурной деформации тепловой элемент удлиняется и перемещает планки 6 с шариками 7 в пространстве между клиньями 8 и 9 (см. фиг. 1), тем самым перемещая верхнюю плиту 2 вверх по цилиндрическим направляющим 13 14, производя тем самым микроподачу заготовки и осуществляя ее окончательное шлифование. Скорость микроподачи при прочих равных определяется законом изменения напряжения, подаваемого на спираль 5 теплового элемента 4. По окончании обработки напряжение со спирали теплового элемента снимается и на него через штуцер 17 подается СОЖ. При охлаждении и уменьшении длины теплового элемента шарики, попарно установленные в планках 6, сближаются под действием пружин 15, верхняя плита 2 опускается и таким образом все механизмы устройства возвращаются в исходное положение.

Таким образом, преимущество предлагаемого устройства заключается в том, что плоскопараллельное перемещение заготовки осуществляется одним тепловым элементом, что обеспечивает повышение точности микроподачи по сравнению с приводом от двух независимых тепловых элементов. Горизонтальное расположение теплового элемента в сочетании с системой значительно уменьшает габаритные размеры (высоту) устройства и повышает его жесткость, что также увеличивает точность шлифования заготовок.

Заявляемое устройство по сравнению с прототипом позволяет повысить точность микроподачи на 30 40%
Заявляемое изобретение не оказывает отрицательного воздействия на состояние окружающей среды.

Использование: на предприятиях машиностроения и приборостроения для эффективной высокоточной окончательной обработки заголовок шлифованием. Сущность: устройства содержит основание, верхнюю плиту с установленным на ней приспособлением для закрепления заголовок и расположенную параллельно основанию. Тепловой элемент установлен также параллельно основанию, соединен с системой нагрева и охлаждения и с узлом перемещения верхней плиты. Последний выполнен в виде четырех клиньев, расположенных попарно напротив друг друга на верхней плите и основании. В двух планках, закрепленных на противоположных концах теплового элемента размещены шарики. При нагреве теплового элемента шарики перемещаются по направляющим клиньев. 2 ил.

Устройство для микроподачи заготовки при шлифовании, содержащее основание, установленную параллельно ему верхнюю плиту, несущую приспособление для закрепления заготовки, размещенный между основанием и верхней плитой тепловой элемент, соединенный с системой нагрева и охлаждения и установленный с возможностью взаимодействия с узлом перемещения верхней плиты, а также пружина возврата верхней плиты в исходное положение и выборки люфтов и кожух для ограждения устройства, отличающееся тем, что узел перемещения верхней плиты выполнен в виде закрепленных соответственно на основании и верхней плите двух пар оппозитно расположенных клиньев и размещенных в направляющих между клиньями каждой пары шариков, установленных в планках, закрепленных на противоположных концах теплового элемента, расположенного параллельно основанию, при этом устройство снабжено закрепленными в основании и верхней плите с возможностью относительного осевого перемещения цилиндрическими направляющими, между которыми размещены пружины возврата верхней плиты в исходное положение.