Устройство микроподачи заготовок при шлифовании Советский патент 1993 года по МПК B24B47/20 

Изобретение относится к устройствам для точной подачи и может быть использовано на предприятиях машиностроения и приборостроения для эффективной чистовой обработки шлифованием заготовок с высокой точностью (особенно при изготовлении деталей микроэлектроники).

Известно устройство для точной подачи шлифовального круга (1), содержащее систему подогрева и охлаждения теплового элемента, биметаллический тепловой элемент, взаимодействующий с подвижным и неподвижным узлами станка и выполненный в виде плоской двухслойной шайбы, установленной торцами между подвижным и неподвижным узлами.

К недостаткам этого устройства можно отнести следующее: во-первых, оно не универсально и обеспечивает малую производительность так как с помощью его невозможно обрабатывать поверхности различного профиля (цилиндрические, конические, плоские и др.) без переналадки станка (т.е. смены инструмента). Во-вторых, микроподача осуществляется с помощью динамически неустойчивой части технологической системы (шпиндельной бабки с вращающимся другом), поэтому на ее перемещение затрачивается большое количество ёнергии из-за Значительной массы этой бабки снижается точность подачи и, как следствие, качество обрабатываемой поверхности.

Наиболее близким по технической cyut- ности и достигаемым результатам является устройство для микроподачи заготовок при шлифовании; содержащее основание, выполненное в виде шарнирио связанных по- . движной пластины и нижней неподвижной плиты, образующих между собой угол, верхнюю плиту с установленным на ней приспособлением для закрепления заготовки, шарнирно связанную с подвижной в угловом направлении пластиной основания, два нагревательных элемента, смонтированные на нижней неподвижной плите и на верхней плите на противоположных концах устройства с возможностью контакта с подвижной пластиной основания (2).

К недостаткам этого устройства относится ограниченность высоты микронеров- ностей по верхнему пределу: шероховатость обработанной шлифованием поверхности зависит прежде всего от подачи и зернистости шлифовального круга (при прочих равных условиях), поэтому снизить ее (при использовании описанного устройства невозможно без замены круга одной зернистости на круг более мелкой

зернистости). Однако в этом случае снижается производительность шлифования,

Целью настоящего изобретения является повышение качества обработанных поверхностей заготовок при шлифовании без замены шлифовального круга.

Указанная цел.ь достигается тем, что устройство микроподачи заготовок при шлифовании, содержащее основание,

выполненное в виде шарнирно связанных подвижной пластины и нижней неподвижной плиты, образующих между собой угол, верхнюю плиту, шарнирно связанную с подвижной пластиной и расположенную па5 раллельно с нижней неподвижной плитой, два нагревательных элемента, смонтированных соответственно на нижней неподвижной и верхней подвижной плитах на противоположных концах с возможностью

0 контакта с подвижной пластиной, кожух для . ограждения устройства, плоские пружины для возврата элементов устройства в исходное положение и выборки люфтов, систему нагрева и охлаждения нагревательных эле5 ментов, снабжено дополнительно столом с магнитным сердечником, который установлен на шариковых опорах на верхней плите с возможностью поперечного перемещения с помощью электромагнита, закрепленного

0 на верхней плите и плоских пружин. Причем электромагнит включается и выключается, параллельно с конечными выключателями продольной подачи стола станка и тем самым стол устройства совершает возвратно5 поступательные продольное и поперечное перемещения на каждый ход стола станка. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 0 разрез В-В на фиг, 2. Устройство представляет собой основание, содержащее неподвижную плиту 1 (фиг. 1), наклонную пластину 2, связанную с плитой 1 на одном из концов с помощью шарниров 3 (фиг. 2),

5 верхнюю плиту 4, связанную на другом конце шарнирно с подвижной пластиной 2 (фиг. 1), два нагревательных элемента 5, установленных на верхней и нижней плитах с возможностью контакта с пластиной 2 и

0 представляющих собой пустотелые трубки б (фиг. 3) с заглушками 7 и проходящими внутри трубок спиралями 8, трубки 9 (фиг. 1) для подачи СОЖ при охлаждении нагревательных элементов, стол 10 с установленным на

5 нем приспособлением для зажима заготовок 11, шариковые опоры 12 между верхней плитой и столом, планки 13 и набор прокладок 14 для регулировки натяга в шариковых опорах 12, планки 15(фиг. 2)и набор прокладок 16 для регулирования величины поперечного перемещения стола 10 (фиг. 1) относительно верхней плиты 4 (фиг. 2), кронштейн 17 и электромагнит 18 (фиг. 1), закрепленные на верхней плите 4 (фиг. 2), сердечник 19, закрепленный на столе винтами 20 (фиг. 4) и плоские пружины 21, расположенные в зазоре между столом и планкой 15 (фиг. 2). Все устройство закрыто кожухом 22 (фиг, 1), на котором установлены пружины 23, соединенные другими концами со столом 10 и служащиеся выборки люфтов и возврата в исходное положение уст: ройства.

Устройство устанавливается с помощью нижней плиты 1 на столе плоскошлифовального станка и работает следующим образом. Заготовка закрепляется в приспособлении 11, установленном на столе 10. Включается станок, стол станка получает возвратно-поступательное движение, а шлифовальная бабка - вертикальную врезную подачу, в результате производится плоское шлифование, при котором снимается основная часть припуска с заготовки. По окончании этого этапа цикла шлифования механизм привода вертикальной подачи станка отключается и на два нагревательных элемента 5 одновременно подается на- пряжение. За счет температурных деформаций нагревательные элементы увеличивают свой диаметр и поворачивают подвижную пластину 2 вокруг.левого шарнира против часовой стрелки, а верхнюю плиту 4 со стслом 10 вокруг правого шарнира по часрвой стрелке на одинаковый угол. Заготовка, закрепленная в приспособлении 11, совершает плоскопараллельное вертикальное перемещение, чем реализуется микроподача при окончательном плоском шлифовании. Во время этого этапа цикла одновременно с началом движения стола станка вправо включается электромагнит 18 И сердечник 19 вместе со столом 10 и заготовкой перемещается в направлении к на- блюдателю на величину, заданную набором прокладок 15 (0,01-0,5 мм). По достижении крайнего правого положения стола электромагнит 18 отключается и стол 10 под действием плоских пружин 21 перемещается в направлении от наблюдателя на

ту же величину, т.е. в исходное положение. Таким образом, обрабатываемая заготовка при каждом ходе стола сдвигается относительно шлифовального круга, в результате чего достигается более высокое качество обработанной поверхности без смены круга.

По окончании обработки напряжение со спиралей 8 нагревательных элементов 5 снимается и на нагревательные элементы через отверстия в трубе 9 подается поток

СОЖ с целью их охлаждения и возврата к первоначальному размеру (диаметру). Под действием пружин 23 устройство возвраща- ется в исходное положение.

Следует особо подчеркнуть, что поперечное перемещение стола 10 (судя по экспериментальным данным) должно быть равно примерно половине размера основной фракции зерен шлифовального круга. Например, если зернистость шлифовального круга равна 16, то размер основной фракции зерен составляет 160 мкм, Тогда поперечное перемещение стола должно быть равно 80 мкм (0,08 мм) за один продольный ход стола станка. Такая закономерность поперечных перемещений стола 10 относится к кругам всех зернистостей.

В результате дополнительного поперечного перемещения стола 10 образующиеся гребешки после предыдущего продольного

возвратно-поступательного перемещения на заготовке срезаются и шероховатость снижается.

Таким образом, преимущество предлагаемого устройства заключается в том, что

дополнительное поперечное перемещение заготовки относительно шлифовального круга при каждом продольном ходе стола на величину, равную половине размера основной фракции зерен шлифовального круга,

позволяет повысить качество шлифовэль- ной поверхности,

Использование: операции шлифования заготовок на предприятиях машиностроения и приборостроения. Сущность изобретения: устройство содержит основание, выполненное в виде шарнирно связанных подвижной Пластины 2 и нижней неподвижной плиты 1. образующих между собой угол, верхнюю плиту, шарнирно связанную с подвижной пластиной и установленную параллельно с нижней подвижной плитой. Два нагревательных элемента 5 установлены на нижней неподвижной плите и на верхней плите на противоположных от шарниров концах с возможностью контакта с подвижной пластиной 2. Плоские пружины 23 служат для возврата элементов устройства в исходное положение и выборки люфтов. Устройство дополнительно снабжено столом 10, установленным на шариковых опорах 12 на верхней плите с возможностью поперечного перемещения относительно этой плиты под действием дополнительных плоских пружин и электромагнита 18, закрепленного на верхней плите. Дополнительное поперечное . перемещение заготовки относительно шлифовального круга при каждом продольном ходе стола на величину, равную половине размера основной фракции зерен шлифовального круга, позволяет повысить качество обработки. А ил. ел С

Формула изобретения . Устройство микроподачи заготовок при шлифовании, содержащее подвижную пластину, шарнирно связанную своими концами с неподвижной нижней плитой, предназначенной для установки на столе плоскошлифовального станка, и подвижной верхней плитой, параллельной нижней, приспособление для крепления заготовки, два нагревательных элемента, смонтированных соответственно на нижней и верхней плитах

с возможностью контакта с противоположными концами подвижной пластины, плоские пружины, связанные с неподвижной плитой, и систему нагрева и охлаждения нагревательных элементов, отл и ч а ю ще е- с я тем, что, с целью повышения качества обработки, устройство снабжено несущим приспособлением для. крепления заготовок и связанным с плоскими пружинами столом с электромагнитом и дополнительными плоскими пружинами, при этом стол установлен на верхней плите с возможностью поперечного перемещения относительно нее на введенных в устройство шариковых направляющих, дополнительные плоские пружины размещены между торцами стола и верхней

t&Фи г

Фиг.З

Редактор

Составитель Л.Худобин Техред М.Моргентал

плиты, на которых закреплены соответственно сердечник и катушки электромагнита, связанного с предусмотренными на столе станка конечными выключателями его продольной подачи.

Фиг 4

Корректор С.Юско