УСТРОЙСТВО МИКРОПОДАЧИ ЗАГОТОВОК Российский патент 2000 года по МПК B24B47/20 

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, В 24 В 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.

Известно также устройство для микроподачи заготовок при шлифовании, содержащее основание, выполненное в виде шарнирно связанных подвижной пластины и нижней неподвижной плиты, образующих между собой угол, верхнюю плиту с установленным на ней приспособлением для закрепления заготовок, шарнирно связанную с подвижной в угловом направлении пластиной основания, два силовых элемента в виде полых гильз с нагревательной спиралью внутри, смонтированных на нижней неподвижной и на верхней подвижной плитах на противоположных концах устройства с возможностью контакта с подвижной пластиной основания (см. а.с. СССР N 1604582, В 24 В 47/20, 1990).

Недостатком этого аналога можно считать малую величину перемещения, определяемую только величиной температурных деформаций нагревательных элементов, и невозможность работы в режиме выхаживания (фиксирования заготовки в определенном положении).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство микроподачи заготовок при шлифовании, содержащее неподвижную нижнюю и подвижную верхнюю плиты с закрепленными на них нагревательными элементами, установленными 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, В 24 В 47/20, 1992), выбранное за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относятся малый диапазон перемещения заготовки, обусловленный величиной температурных деформаций нагревательных элементов.

Технический результат - расширение технологических возможностей устройства за счет увеличения диапазона перемещения заготовки.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве микроподачи заготовок содержится подвижная верхняя и неподвижная нижняя плиты, нагревательные элементы, установленные с возможностью контакта с подвижной пластиной, расположенной между плитами и шарнирно связанной с каждой из них, механизмы фиксации, смонтированные на верхней и нижней плитах с возможностью контакта с пластиной.

Особенность конструкции заключается в том, что устройство микроподачи заготовок снабжено четырьмя дополнительными попарно закрепленными на верхней и нижней плитах механизмами фиксации, предназначенными для взаимодействия с нагревательными элементами и выполненными в виде подпружиненных клиньев со стержнями, являющимися сердечниками электромагнитов, а нагревательные элементы, в количестве четырех, попарно смонтированы на верхней и нижней плитах, при этом каждый нагревательный элемент установлен с возможностью постоянного контакта с клином соответствующего дополнительного механизма фиксации.

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:
- фиг. 1 - продольный разрез устройства;
- фиг. 2 - разрез А-А по фиг. 1;
- фиг. 3 - разрез Б-Б по фиг. 2;
- фиг. 4 - разрез В-В по фиг. 2.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.

Устройство микроподачи заготовок содержит нижнюю плиту 1, верхнюю плиту 2, подвижную пластину 3, через шарниры 4 и 5 связанную с обеими плитами. На верхней и нижней плитах с возможностью контакта с подвижной пластиной смонтированы два механизма фиксации, представляющие собой клинья 6 и 7, со стержнями 8 и 9, являющимися сердечниками электромагнитов 10 и 11, через кронштейны 12 и 13 жестко закрепленных на нижней 1 и верхней 2 плитах. На стержнях 8 и 9 установлены пружины 14 и 15.

На верхней и нижней плитах через кронштейны 16, 17, 18, 19 попарно жестко закрепляют механизмы фиксации, представляющие собой клинья 20, 21, 22, 23 со стержнями 24, 25, 26, 27, являющимися сердечниками электромагнитов 28, 29, 30, 31. На стержнях установлены пружины 32, 33, 34, 35. Клинья механизмов фиксации постоянно контактируют с нагревательными элементами 36, 37, 38, 39, расположенными в направляющих 40, 41, 42, 43, содержащих штуцеры 44, 45, 46, 47 для подвода охлаждающей жидкости и жестко закрепленных на верхней и нижней плитах. Вся конструкция закрывается кожухом 48, силовое замыкание нижней и верхней плиты осуществляется посредством плоских пружин 49, 50. На верхней плите установлено приспособление 51 для закрепления заготовок.

Работа устройства осуществляется следующим образом. В приспособлении 51 на верхней плите закрепляется заготовка. На электрические спирали нагревательных элементов 36 и 37 подается напряжение, спирали нагревают корпуса нагревательных элементов, которые под действием тепла удлиняются, поворачивая подвижную пластину 3 по часовой стрелке вокруг шарнира 5 и верхнюю плиту 2 против часовой стрелки вокруг шарнира 4, осуществляя тем самым плоскопараллельный подъем заготовки. В это самое время под действием пружин 34 и 35 клинья 22 и 23 перемещаются влево (фиг. 2), передвигая нагревательные элементы 38 и 39 в вертикальном направлении и обеспечивая постоянный контакт последних с подвижной пластиной 3. Затем напряжение со спиралей нагревательных элементов 36 и 37 снимается и на них через штуцеры 44 и 45 подается поток охлаждающей жидкости, которая возвращает первоначальную длину нагревательных элементов. Клинья 20 и 21 постоянно обеспечивают контакт нагревательных элементов 36 и 37 с подвижной пластиной, перемещаясь под действием пружин 32 и 33 вправо (фиг. 2) по мере остывания и уменьшения длины нагревательных элементов 36 и 37. Одновременно с этим напряжение подается на электрические спирали нагревательных элементов 38 и 39, корпуса их нагреваются и удлиняются, заставляя совершать заготовку плоскопараллельный подъем. В это время клинья 20 и 21 перемещаются вправо (фиг. 2), прижимая нагревательные элементы 36 и 37 к подвижной пластине 3. Затем на нагревательные элементы 38 и 39 через штуцеры 46 и 47 подается охлаждающая жидкость, напряжение с их спиралей снимается и, уменьшая свою длину, нагревательные элементы 38 и 39 поджимаются к подвижной пластине 3 при перемещении клиньев 22 и 23 влево (фиг. 2).

Затем подается напряжение на спирали нагревательных элементов 36 и 37 и так продолжается до тех пор, пока не будет снят весь припуск на заготовке. Все это время клинья 6 и 7 передвигаются пружинами 14 и 15 в сторону нагревательных элементов, лишая систему обратного хода. По достижении заготовкой заданного размера подается напряжение на электромагниты 10, 11, 28, 29, 30, 31 и вся система возвращается в исходное положение за счет усилия пружин 49 и 50. В случае, когда необходимо обработать заготовки с малой конусностью, в работе участвуют нагревательные элементы одной стороны устройства - 36, 37 или 38, 39, при этом соответственно перемещаются клинья 6 или 7. Как показали результаты расчетов, при использовании заявляемого устройства микроподачи заготовок обеспечивается величина перемещения заготовки до 5 мм.

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".

Изобретение предназначено для использования на предприятиях машиностроения и приборостроения при окончательной обработке заготовок шлифованием. Устройство микроподачи заготовок при шлифовании содержит подвижную верхнюю для крепления заготовки и неподвижную нижнюю плиты. Нагревательные элементы взаимодействуют с подвижной пластиной, расположенной между плитами. В устройстве предусмотрены два основных и четыре дополнительных механизма фиксации верхней плиты, выполненных в виде подпружиненных клиньев со стержнями, являющимися сердечниками электромагнитов. Дополнительные механизмы фиксации постоянно контактируют с нагревательными элементами, обеспечивая подъем заготовки. Основные механизмы предназначены для взаимодействия с пластиной и лишения ее обратного хода. Использование такой системы механизмов фиксации увеличивает диапазон перемещения заготовки, а следовательно расширяет технологические возможности устройства. 4 ил.

Устройство микроподачи заготовок при шлифовании, содержащее подвижную верхнюю и неподвижную нижнюю плиты, нагревательные элементы, установленные с возможностью контакта с подвижной пластиной, расположенной между плитами и шарнирно связанной с каждой из них, механизмы фиксации, смонтированные на верхней и нижней плитах с возможностью контакта с пластиной, отличающееся тем, что оно снабжено четырьмя дополнительными попарно закрепленными на верхней и нижней плитах механизмами фиксации, предназначенными для взаимодействия с нагревательными элементами и выполненными в виде подпружиненных клиньев со стержнями, являющимися сердечниками электромагнитов, а нагревательные элементы в количестве четырех попарно смонтированы на верхней и нижней плитах, при этом каждый нагревательный элемент установлен с возможностью постоянного контакта с клином соответствующего дополнительного механизма фиксации.