КОМБИНИРОВАННЫЙ ШЛИФОВАЛЬНЫЙ КРУГ Российский патент 2000 года по МПК B24D5/14 

Изобретение относится к инструментам для обработки металлов и может быть использовано на предприятиях металлообрабатывающей промышленности для эффективной чистовой и отделочной обработки заготовок деталей машин и приборов.

Известны комбинированные шлифовальные круги, включающие расположенные по окружности чередующиеся секторы различной зернистости (SU, авторское свидетельство 595140, кл. B 24 D 5/14, 1978; SU, авторское свидетельство 608645, кл. B 24 D 5/14, 1979). В результате применения этих кругов улучшается качество обработанных деталей. К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известных устройств, относится то, что в этих устройствах невозможно управление последовательностью участия в резании элементов с различной зернистостью.

Известен комбинированный шлифовальный круг (SU, авторское свидетельство 1609628, кл. B 24 D 5/06, 17/00, 1990), содержащий элементы с крупнозернистыми абразивными слоями, закрепленными неподвижно на корпусе круга, и элементы с мелкозернистыми абразивными слоями, выполненные в виде эластичных вставок, на одной стороне которых закреплен абразив, а другой стороной вставки установлены на термобиметаллических пластинах, имеющих U-образную форму. Применение таких кругов позволяет с высокой производительностью (в одну операцию) и с высоким качеством обработать поверхности ответственных деталей машин и приборов. При этом высокие требования к микрогеометрии шлифованных поверхностей и физико-механическим характеристикам поверхностных слоев этих деталей обеспечиваются на втором этапе шлифования мелкозернистыми эластичными вставками, установленными на упругих основаниях. Недостатком такой конструкции с точки зрения достижения указанного ниже технического результата является отсутствие возможности регулировать жесткость подвижных эластичных вставок в зависимости от требований, предъявляемых к качественным характеристикам шлифованных деталей.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является комбинированный шлифовальный круг, содержащий элементы с крупнозернистыми абразивными слоями, неподвижно закрепленные на корпусе круга, и элементы с мелкозернистыми абразивными слоями, выполненные в виде эластичных вставок и имеющие возможность радиального перемещения, принятый за прототип (а. с. SU 1696290 A1, В 24 D 5/06//B 24 D 17/00,1991). В рассматриваемом круге эластичные вставки, несущие мелкозернистые абразивные слои, установлены на пакетах термобиметаллических пластин, закрепленных обоими концами в корпусе и упруго деформирующихся при их нагревании электрическим током. Такая конструкция позволяет регулировать жесткость пакета термобиметаллических пластин, а следовательно, и жесткость мелкозернистых элементов круга путем подачи электрического тока в цепь всего пакета или его части.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что известное устройство имеет ограниченный диапазон регулирования жесткости мелкозернистых элементов, определяемый достаточно большой жесткостью каждой из пластин пакета; кроме того, возможно лишь ступенчатое регулирование жесткости пакета, а количество ступеней регулирования определяется количеством пластин в пакете.

Сущность изобретения заключается в следующем. С целью расширения технологических возможностей комбинированных шлифовальных кругов, т.е. обеспечения возможности использования одного и того же круга для высококачественного и производительного шлифования заготовок из различных материалов и с различными требованиями к качеству обработанных поверхностей (эти условия и определяют требования к характеристикам режущей поверхности круга, в том числе и к его жесткости), бесступенчато регулируют жесткость подвижных эластичных вставок, несущих мелкозернистый абразивный слой.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в расширении технологических возможностей комбинированных шлифовальных кругов.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что, как и в известном устройстве, шлифовальный круг содержит крупнозернистые абразивные элементы, неподвижно закрепленные на корпусе круга, и элементы с мелкозернистыми абразивными слоями, выполненные с возможностью радиального перемещения. Особенность заключается в том, что круг снабжен эластичными вставками в виде герметичных камер из эластичного материала с закрепленными на них элементами с мелкозернистыми абразивными слоями.

Между отличительными признаками и целью изобретения существует следующая причинно-следственная связь: эластичные вставки, выполненные в виде герметичных камер, заполняемых жидкой или газообразной средой под давлением, например, сжатым воздухом, в зависимости от давления среды приобретают необходимую жесткость, обеспечивающую требуемые качественные характеристики шлифованных деталей при максимальной производительности шлифования.

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, 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 - общий вид комбинированного шлифовального круга, совмещенный с местным разрезом; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2 по крупнозернистым элементам; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2 по мелкозернистым элементам, находящимся в утопленном состоянии; на фиг. 5 - увеличенный разрез комбинированного шлифовального круга с выдвинутыми мелкозернистыми элементами.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного результата, заключаются в следующем. Комбинированный шлифовальный круг состоит из сплошного корпуса 1 (фиг. 1), герметичных камер 2, выполненных из эластичного материала и армированных тонкой стальной лентой 3, крупнозернистых абразивных элементов 4, неподвижно закрепленных на корпусе 1 (фиг. 3), элементов с мелкозернистыми абразивными слоями 5, закрепленных через эластичные прокладки 6 на камерах 2 (фиг. 4), штуцеров 7, служащих для подвода сжатого воздуха в камеры 2, двух планшайб 8 (фиг. 3), прикрепленных с двух сторон к корпусу винтами 9, винтов 10 (фиг. 4), препятствующих провороту штуцеров 7 и гаек 11, обеспечивающих затяжку штуцеров 7 и плотное прилегание камер 2 к пазам корпуса 1 (фиг. 5).

Комбинированный шлифовальный круг работает следующим образом.

При съеме основного припуска (на предварительную обработку) шлифование осуществляется крупнозернистыми абразивными элементами 4 на режимах, соответствующих предварительному шлифованию жестким инструментом. Врезная подача осуществляется механизмами шлифовального станка. При этом элементы с мелкозернистыми абразивными слоями 5 "утоплены", т.е. их рабочая поверхность размещена внутри пазов корпуса 1 (фиг. 1) и находится на некотором расстоянии от рабочей поверхности крупнозернистых элементов, не касаясь обрабатываемой поверхности заготовки.

После снятия основной части припуска вручную или по сигналу контролирующего устройства в камеры 2 подается сжатый воздух под рабочим давлением Р_p. Камеры 2 под давлением воздуха деформируются, перемещая элементы с мелкозернистыми абразивными слоями 5 в радиальном направлении так, что они выступают за пределы крупнозернистых элементов, как показано на фиг. 5. Остальная часть припуска удаляется элементами с мелкозернистыми абразивными слоями на режимах, соответствующих окончательному шлифованию нежестким (эластичным) инструментом. Врезная подача круга, как и на первом этапе, осуществляется механизмами шлифовального станка. После окончания цикла шлифования подача воздуха прекращается, камеры 2 принимают форму, показанную на фиг. 1, элементы с мелкозернистыми абразивными слоями возвращаются в исходное положение.

Цикл шлифования предложенным кругом можно построить и из трех этапов, например: предварительное, чистовое и окончательное шлифование; предварительное, чистовое шлифование и выхаживание. При этом предварительное шлифование выполняется крупнозернистыми элементами, обеспечивающими требуемую точность размеров и формы (макрогеометрию) шлифованных поверхностей. На двух других этапах используют элементы с мелкозернистыми абразивными слоями, причем на каждом этапе рабочее давление воздуха Р_p устанавливают из условия обеспечения требуемых производительности шлифования, микрогеометрии и физико-механических свойств поверхностных слоев материала деталей. Высокие требования к параметрам качества на последних этапах шлифования достигаются за счет снижения и стабилизации силового и теплового режимов шлифования мелкозернистыми элементами, представляющими собой эластичные вставки, установленные на упругих герметичных камерах.

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".

Круг предназначен для абразивной обработки заготовок. Он состоит из корпуса, на котором неподвижно закреплены крупнозернистые абразивные элементы. Между ними на эластичных вставках расположены элементы с мелкозернистыми абразивными слоями. Вставки представляют собой герметичные камеры из эластичного материала. Изобретение позволяет расширить технологические возможности комбинированных шлифовальных кругов. 5 ил.

Комбинированный шлифовальный круг, содержащий неподвижно закрепленные на корпусе круга крупнозернистые абразивные элементы и выполненные с возможностью радиального перемещения элементы с мелкозернистыми абразивными слоями, отличающийся тем, что он снабжен эластичными вставками в виде герметичных камер из эластичного материала, а элементы с мелкозернистыми абразивными слоями закреплены на этих вставках.