RU2151683C1

RU2151683C1 - Apparatus for feeding blanks at grinding

Info

Publication number: RU2151683C1
Application number: RU98117013A
Authority: RU
Inventors: Л.В. Худобин; Ю.В. Псигин; А.И. Армер
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 1998-09-11
Filing date: 1998-09-11
Publication date: 2000-06-27

Abstract

FIELD: apparatuses for precise feeding of blanks at cutting, possibly at finish grinding of blanks in machine engineering and instrument making plants. SUBSTANCE: apparatus for microfeeding blanks includes base and upper plate with attachment for securing blank. Unit for moving upper plate is arranged between base and upper plate. Said unit includes heat member, stationary and movable wedges. Spring-loaded wedge is mounted in bracket. Stem of said wedge serves as core of electromagnet mounted in base. One end of movable wedge engages with spring secured to another bracket; other end of movable wedge engages with spring-loaded wedge. At finish grinding stage heat member moves movable wedge for feeding blank. Simultaneously spring-loaded wedge and spring provide fixation of blank in predetermined time moment. EFFECT: improved design providing lowered delay of apparatus and enhanced accuracy of microfeed of blank. 3 dwg

Description

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. The invention relates to a device for the accurate supply of workpieces during machining and can be used at engineering and instrumentation enterprises in the final processing of workpieces by grinding.

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. авт. св. СССР N 764960, B 24 B 47/20, 1980). There is a known exact feeding mechanism consisting of a force element interacting with a slider and a base and made of an arc-shaped bimetallic strip, the material layer of which on a concave surface has a greater coefficient of linear expansion than on a convex one (see ed. St. USSR N 764960, B 24 B 47/20, 1980).

К причинам, препятствующим достижению указанного 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. Кроме того, процесс температурных деформаций невозможно приостановить в заданной "точке" (в заданный момент времени): либо будет продолжаться по инерции удлинение теплового элемента после отключения энергии, либо, при резном охлаждении, удлинение немедленно перейдет в сжатие, что снизит точность обработки заготовки. The reasons that impede the achievement of the indicated technical result when using the known mechanism include the fact that in the known mechanism it is necessary to move the inertial, mass-bearing components of the grinding machine (for example, the grinding head), which consumes a large amount of energy. In addition, the process of temperature deformations cannot be stopped at a given “point” (at a given point in time): either the elongation of the thermal element will continue by inertia after a power outage, or, with carved cooling, the elongation will immediately go into compression, which will reduce the accuracy of the workpiece.

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. авт. св. СССР N 1604582, B 24 B 47/20, 1990). It is also known a device for microfeed workpieces during grinding, containing a base made in the form of pivotally connected movable plate and a lower fixed plate, forming an angle between themselves, the upper plate with a device for securing the workpieces mounted on it, pivotally connected to the base plate movable in an angular direction, two power elements in the form of hollow shells with a heating spiral inside, mounted on the lower fixed and on the upper movable plates at opposite ends of the device with the possibility of contact with the movable base plate (see ed. St. USSR N 1604582, B 24 B 47/20, 1990).

Недостатком этого аналога можно считать недостаточную точность микроподачи заготовки из-за инерционности, недостаточной жесткости устройства и наличия рычажно-шарнирных соединений. The disadvantage of this analogue can be considered insufficient accuracy of the microfeed workpiece due to inertia, insufficient rigidity of the device and the presence of lever-articulated joints.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является устройство для микроподачи заготовок при шлифовании, содержащее основание, установленную параллельно ему верхнюю плиту, несущую приспособление для закрепления заготовки, размещенный между основанием и верхней плитой силовой элемент, соединенный с системой нагрева и охлаждения и установленный с возможностью взаимодействия с узлом перемещения верхней плиты, выполненным в виде неподвижного и подвижного клиньев, несущих сепараторы с шариками, цилиндрические направляющие, закрепленные в основании и верхней плите с возможностью относительного осевого перемещения, внутри которых размещены пружины для выборки люфтов и возврата верхней плиты в исходное положение, кожух для ограждения устройства (см. патент РФ N 2092298, B 24 B 47/20, 1997), принятое за прототип. The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is a device for microfeed workpieces during grinding, containing a base, a top plate mounted parallel to it, a supporting device for securing the workpiece, a power element located between the base and the top plate connected to a heating and cooling system and installed with the possibility of interaction with the node movement of the upper plate, made in the form of a fixed and movable wedges bearing a separator tori with balls, cylindrical guides fixed in the base and the upper plate with the possibility of relative axial movement, inside which springs are placed to select the backlash and return the upper plate to its original position, a casing for enclosing the device (see RF patent N 2092298, B 24 B 47 / 20, 1997), adopted as a prototype.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится невозможность мгновенного прекращения температурных деформаций (либо удлинения, либо сжатия), что ведет к снижению точности обработки заготовки. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using a known device adopted as a prototype include the impossibility of instant termination of temperature deformations (either elongation or compression), which leads to a decrease in the accuracy of processing the workpiece.

Сущность изобретения заключается в следующем. Устройство для микроподачи заготовок используется только на заключительном этапе цикла шлифования. На этом этапе рабочего цикла тяжелые инерционные узлы станка неподвижны, а подача заготовки осуществляется только посредством устройства для микроподачи. The invention consists in the following. A device for microfeed workpieces is used only at the final stage of the grinding cycle. At this stage of the working cycle, the heavy inertial nodes of the machine are stationary, and the workpiece is fed only by means of a microfeed device.

Технический результат - повышение точности микроподачи заготовки за счет обеспечения фиксации заготовки в заданной "точке" (в заданный момент времени) на операциях окончательного шлифования. EFFECT: increased accuracy of microfeed of a workpiece by ensuring the fixation of the workpiece at a given “point” (at a given point in time) during final grinding operations.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для микроподачи заготовки содержится основание, установленная параллельно ему верхняя плита, несущая приспособление для закрепления заготовки, узел перемещения верхней плиты в виде теплового элемента, цилиндрические направляющие, закрепленные в основании и верхней плите с возможностью относительного осевого перемещения, внутри которых размещены пружины для выборки люфтов и возврата верхней плиты в исходное положение, кожух для ограждения устройства. The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known device for microfeed workpiece contains a base mounted parallel to it, the upper plate, the supporting device for securing the workpiece, the node for moving the upper plate in the form of a thermal element, cylindrical guides mounted in the base and the upper plate the possibility of relative axial movement, inside which springs are placed to select the backlash and return the top plate to its original position, the casing for device enclosure.

Особенность заключается в том, что в устройстве для микроподачи заготовок подвижный клин одним концом контактирует с жестко закрепленным на основании кронштейном через подпружиненный клин, хвостовик которого является сердечником электромагнита, установленного на основании, а другим концом подвижный клин контактирует через пружину со вторым кронштейном, жестко закрепленным на основании. The peculiarity lies in the fact that in the device for microfeed workpieces, the movable wedge at one end contacts the bracket rigidly fixed to the base through the spring-loaded wedge, the shank of which is the core of the electromagnet mounted on the base, and the movable wedge contacts the other end through the spring with the second bracket, rigidly fixed based.

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. The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the set of essential features of the analogue, allowed to identify the set of essential distinguishing features in relation to the applicant’s technical result in the claimed device set forth in the claims.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна". Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

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.To verify the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify signs that match the distinctive features of the claimed device from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not derive explicitly from the prior art for the specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention on the achievement of the technical result is not revealed from the prior art determined by the applicant, in particular, the following transformations are not provided for by the claimed invention:
- addition of a known product by any known part (s) attached to it according to known rules to achieve a technical result in respect of which the effect of such additions is established;
- replacement of any part (s) of a known product with another known part to achieve a technical result, in respect of which the effect of such a replacement is established;
- the exclusion of any part (element) of the product with the simultaneous exclusion of its function and the achievement of the usual result for such exclusion (simplification, reduction of mass, dimensions, material consumption, increased reliability, etc.);
- an increase in the number of elements of the same type to enhance the technical result due to the presence in the tool of just such elements;
- the implementation of a known tool or part (s) of a known material to achieve a technical result due to the known properties of this material;
- the creation of a tool consisting of known parts, the choice of which and the relationship between them are based on known rules, recommendations, and the technical result achieved in this case is due only to the known properties of the parts of this tool and the relationships between them.

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 и закономерностей. The described invention is not based on a change in the quantitative characteristic (s), the presentation of such signs in the relationship, or a change in its type, we mean the case when the fact of the influence of each of these signs on the technical result is known, and new values of these signs or their relationship could be are derived from known dependencies and patterns.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень". Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

На чертеже представлено:
на фиг. 1 - устройство, общий вид;
на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1;
на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2.The drawing shows:
in FIG. 1 - device, general view;
in FIG. 2, section AA in FIG. 1;
in FIG. 3 section BB in FIG. 2.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем. Information confirming the possibility of carrying out the invention to obtain the above technical result are as follows.

Устройство содержит основание 1 и верхнюю плиту 2 с установленным на ней приспособлением 3 для закрепления заготовки, закрепленный на основании неподвижный клин 4, подвижный клин 5 с закрепленными на нем винтами 6 сепараторами 7, несущими шарики 8, тепловой элемент, представляющий собой полый корпус 9 с нагревательной спиралью 10 внутри, две цилиндрические направляющие в виде скалок 11, неподвижно закрепленных в основании 1, и втулок 12, жестко связанных с верхней плитой 2, две пружины 13, одним концом закрепленные в скалках 11, а другим в винтах 14, ввернутых во втулки 12 и служащих для натяжения пружин 13, установленный на основании 1 и закрытый кожухом 15 электромагнит 16, сердечником которого является хвостовик клина 17, подпружиненного пружиной 18 и контактирующего с кронштейном 19 основания 1 и подвижным клином 5, кронштейн 20, несущий пружину 21, упирающуюся в подвижный клин 5; кожух 22, закрепленный винтами 23 по периметру верхней плиты 2 и касающийся основания 1. The device comprises a base 1 and an upper plate 2 with a fixture 3 mounted on it, a fixed wedge 4 fixed on the base, a movable wedge 5 with screws 6 separators 7 mounted on it, bearing balls 8, a thermal element representing a hollow body 9 s a heating coil 10 inside, two cylindrical guides in the form of rolling pins 11, fixedly mounted in the base 1, and bushings 12, rigidly connected to the top plate 2, two springs 13, fixed at one end in rolling pins 11, and the other in screws 14, bent into bushings 12 and used to tension the springs 13, mounted on the base 1 and covered by a casing 15, an electromagnet 16, the core of which is the shank of the wedge 17, spring-loaded with spring 18 and in contact with the bracket 19 of the base 1 and the movable wedge 5, the bracket 20 carrying the spring 21 resting against the movable wedge 5; a casing 22, fixed by screws 23 around the perimeter of the upper plate 2 and touching the base 1.

Работа устройства осуществляется следующим образом. The operation of the device is as follows.

Заготовку устанавливают и закрепляют в приспособлении 3, установленном на верхней плите 2. Подвижный клин 5 (фиг. 1) находится в это время в крайнем правом положении. 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 нагревательную спираль 10 теплового элемента подается напряжение. Нагреваясь от спирали 10, корпус 9 теплового элемента удлиняется и перемещает подвижный клин 5 влево (фиг. 1-3). Одновременно с этим подпружиненный клин 17 подается пружиной 18 в пространство между кронштейном 19 и подвижным клином 5. Таким образом осуществляется подъем верхней плиты 2 и реализуется микроподача заготовки. По достижении заранее определенной величины подъема верхней плиты 2 напряжение, подаваемое на нагревательную спираль 10 теплового элемента, отключается, и на корпус 9 теплового элемента через отверстия в кожухе 22 и подвижном клине 5 подается поток охлаждающей жидкости. Корпус 9 теплового элемента сжимается, а подвижный клин 5 остается в прежнем положении, упираясь в подпружиненный клин 17, имеющий угол самоторможения. Верхняя плита 2 вместе с заготовкой тоже остается в прежнем зафиксированном положении, в котором можно производить, например, шлифование в режиме выхаживания. По достижении необходимого размера и качества поверхности заготовки на электромагнит 16 подается напряжение и он втягивает свой сердечник вместе с подпружиненным клином 17 в исходное положение. Под действием пружины 21 подвижный клин 5 перемещается вправо (фиг. 2) до касания с левым концом корпуса 9 теплового элемента, а под действием пружин 13 вся система возвращается в исходное положение. При этом инерционность устройства практически сводится к нулю и обеспечивается достаточно высокая точность размеров обрабатываемой заготовки. The workpiece is installed and fixed in the device 3 mounted on the upper plate 2. The movable wedge 5 (Fig. 1) is at this time in the extreme right position. Turn on the machine and make preliminary flat grinding of the workpiece. At the same time, the mortise feed mechanism of the machine works. At this stage of the grinding cycle, the main part of the stock is removed from the workpiece. At the end of the first stage of the grinding cycle, the mortise feed mechanism of the machine is turned off and voltage is applied to the heating coil 10 of the thermal element. Heated from the spiral 10, the housing 9 of the thermal element lengthens and moves the movable wedge 5 to the left (Fig. 1-3). At the same time, the spring-loaded wedge 17 is fed by a spring 18 into the space between the bracket 19 and the movable wedge 5. In this way, the upper plate 2 is lifted and the workpiece is micro-fed. Upon reaching a predetermined amount of rise of the upper plate 2, the voltage supplied to the heating coil 10 of the thermal element is turned off, and a flow of coolant is supplied through the holes in the casing 22 and the moving wedge 5 to the housing of the thermal element. The housing 9 of the thermal element is compressed, and the movable wedge 5 remains in the same position, abutting against a spring-loaded wedge 17 having a self-braking angle. The upper plate 2 together with the workpiece also remains in the same fixed position in which, for example, grinding in the nursing mode can be performed. Upon reaching the required size and surface quality of the workpiece, a voltage is applied to the electromagnet 16 and it draws its core together with the spring-loaded wedge 17 to its original position. Under the action of the spring 21, the movable wedge 5 moves to the right (Fig. 2) until it touches the left side of the housing 9 of the thermal element, and under the action of the springs 13 the whole system returns to its original position. In this case, the inertia of the device is practically reduced to zero and a sufficiently high dimensional accuracy of the workpiece is ensured.

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.Thus, the above information indicates that when using the inventive device the following set of conditions:
- a tool embodying the claimed device in its implementation, is intended for use in industry, namely in engineering and instrument-making enterprises in the final processing of workpieces by grinding;
- for the claimed device in the form described in the independent clause of the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application or known prior to the priority date is confirmed;
- a tool embodying the claimed invention in its implementation, is able to ensure the achievement of the perceived by the applicant technical result.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "промышленная применимость". Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims

A device for microfeed workpieces during grinding, containing a base mounted in parallel with the top plate, a supporting device for securing the workpiece, a unit for moving the top plate in the form of a thermal element and movable and fixed wedges, cylindrical guides fixed in the base and top plate with the possibility of relative axial movement inside which springs are placed to select backlash and return the top plate to its original position, a casing for enclosing the device, characterized in that о it is equipped with an electromagnet and brackets rigidly fixed on the base, as well as a spring-loaded wedge with a shaft that is the core of the electromagnet mounted on one of the brackets and in contact with one end of the moving wedge, while the moving wedge interacts with the second end with a spiral spring mounted on the other bracket.