RU2167042C1

RU2167042C1 - Device for microfeed of workpieces in grinding

Info

Publication number: RU2167042C1
Application number: RU99122132A
Authority: RU
Inventors: Л.В. Худобин; Ю.В. Псигин; А.И. Армер
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 1999-10-22
Filing date: 1999-10-22
Publication date: 2001-05-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; instrument making. SUBSTANCE: device may be used for final machining of workpieces by grinding. Device has a base and upper plate positioned in parallel with it. Upper plate carries workpiece attachment facility. Thermal element body is fixed to the base and to upper plate. Workpiece microfeed is performed by means of one thermal element with voltage supplied to the latter. EFFECT: improved quality of machining. 1 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. а. с. СССР N 764960, В 24 В 47/20, 1980). There is a known exact feeding mechanism consisting of a power element interacting with a slider and a base and made of an arc-shaped bimetal strip, the material layer of which on a concave surface has a greater coefficient of linear expansion than on a convex one (see A.S. USSR No. 764960, B 24 B 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. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known mechanism include the fact that in the known mechanism it is necessary to move inertial, mass-bearing nodes of the grinding machine (for example, a grinding head), which consumes a large amount of energy.

Известен механизм врезной микроподачи, 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 качения подшипников выполнены в виде шариков, монотонно изменяющихся в размере, соответствующем глубине врезания шпинделя, причем шарик наименьшего диаметра расположен оппозитно шарику наибольшего диаметра (см. а.с. СССР N 1184651, В 24 В 47/20, 1985). A known mortise micro-feed mechanism comprising a housing, in the opening of which a sleeve is rotatably supported by a grinding spindle and installed in the housing on two angular contact bearings having a common cage made in the form of a sleeve. In this case, the rolling bodies of the bearings are made in the form of balls monotonically varying in size corresponding to the depth of the spindle, and the ball of the smallest diameter is opposite the ball of the largest diameter (see AS USSR N 1184651, 24 V 47/20, 1985).

Недостатком описанного аналога является то, что точность микроподачи находится в прямой зависимости от точности изготовления и подбора шариков, диапазон размеров которых весьма широк. The disadvantage of the described analogue is that the accuracy of the micro feed is directly dependent on the accuracy of the manufacture and selection of balls, the size range of which is very wide.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является 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), выбранное в качестве прототипа. Closest to the technical nature of the claimed invention is a device for microfeed workpieces during grinding, containing a base made in the form of pivotally connected movable plate and lower fixed plate, forming an angle between themselves, the upper plate with a device for securing the workpieces mounted on it, pivotally connected to movable in the angular direction of the base plate, two power elements in the form of hollow sleeves with a heating spiral inside mounted on the bottom stationary and on hney movable plates at opposite ends of the device to be in contact with the movable base plate (see. AS USSR N 1604582, B 24 B 47/20, 1990), chosen as the prototype.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что известное устройство обладает недостаточной в ряде случаев точностью микроподачи заготовки из-за недостаточно высокой жесткости устройства и наличия рычажно-шарнирных соединений. Кроме того, указанный недостаток обусловлен тем, что прототип имеет два независимых тепловых элемента, которые, в силу присущих каждому из них индивидуальных особенностей, не в состоянии обеспечить высокоточное плоскопараллельное перемещение заготовки в процессе обработки. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device adopted as a prototype include the fact that the known device has insufficient accuracy in some cases of micro-feeding the workpiece due to insufficient rigidity of the device and the presence of lever-articulated joints. In addition, this drawback is due to the fact that the prototype has two independent thermal elements, which, due to their individual characteristics, are not able to provide high-precision plane-parallel movement of the workpiece during processing.

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 components of the machine are stationary, and the workpiece is fed only by means of a microfeed device.

Технический результат - повышение качества обработанных поверхностей заготовок за счет обеспечения равномерного высокоточного перемещения заготовки единственным тепловым элементом, который жестко связан с верхней плитой и основанием устройства, на заключительных этапах цикла окончательного шлифования или на всех этапах цикла операций окончательного тонкого шлифования. The technical result is an increase in the quality of the machined surfaces of the workpieces by ensuring uniform high-precision movement of the workpiece with a single thermal element that is rigidly connected to the top plate and the base of the device, at the final stages of the final grinding cycle or at all stages of the final fine grinding operation cycle.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для микроподачи заготовки, содержащем основание, установленную параллельно ему верхнюю плиту, несущую приспособление для закрепления заготовки, тепловой элемент, имеющий корпус и расположенный между основанием и верхней плитой, кожух для ограждения устройства, систему нагрева и охлаждения, корпус теплового элемента жестко связан с основанием и верхней плитой. The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known device for microfeed workpiece containing a base mounted parallel to it, the upper plate, the supporting device for securing the workpiece, a thermal element having a housing located between the base and the upper plate, a casing for enclosing the device, heating and cooling system, the case of the thermal element is rigidly connected to the base and the top plate.

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. 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.

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. 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;
- creating a tool consisting of known parts, the choice of which and the connection 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 connections 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, 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 obtained based on known dependencies, patterns.

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

На чертеже представлен разрез устройства. The drawing shows a section of the device.

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 тепловой элемент, представляющий собой корпус 4 с установленным внутри теплоэлектронагревателем 5 и теплоизоляционной прокладкой 6; два провода 7 для подвода напряжения к устройству и два изоляционных колпачка 8; кожух 9 с уплотнительными прокладками 10 и 11, патрубком 12 для подвода и отверстием для вывода охлаждающей жидкости. The device comprises a base 1 and an upper plate 2 with a device 3 mounted thereon for securing the workpiece; fixed on the basis of the thermal element, which is a housing 4 with installed inside the heat electric heater 5 and the insulating gasket 6; two wires 7 for supplying voltage to the device and two insulating caps 8; a casing 9 with gaskets 10 and 11, a nozzle 12 for supply and an opening for the outlet of the coolant.

Работа устройства заключается в следующем. Заготовку 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 теплоэлектронагреватель 5 теплового элемента подается напряжение. Нагреваясь, корпус 4 теплового элемента удлиняется и перемещает верхнюю плиту 2. The operation of the device is as follows. The workpiece is installed and fixed in the fixture 3 mounted on the upper plate 2. 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 heat electric heater 5 of the thermal element. When heated, the housing 4 of the thermal element extends and moves the upper plate 2.

Таким образом реализуется микроподача заготовки. Жестко закрепленный между основанием 1 и верхней плитой 2 корпус теплового элемента обеспечивает более точное перемещение верхней плиты 2 вместе с заготовкой. По достижении заданного размера заготовки напряжение с теплоэлектронагревателя 5 снимается и на корпус 4 теплового элемента через патрубок 12 подается поток охлаждающей жидкости, которая выходит через отверстие 13. Корпус теплового элемента при этом укорачивается, возвращая верхнюю плиту 2 в исходное положение. In this way, micro-feeding of the workpiece is realized. Rigidly fixed between the base 1 and the upper plate 2, the housing of the thermal element provides a more accurate movement of the upper plate 2 together with the workpiece. Upon reaching the specified size of the workpiece, the voltage from the heater 5 is removed and the flow of coolant through the nozzle 12 is supplied to the housing 4 of the thermal element, which exits through the hole 13. The housing of the thermal element is shortened, returning the top plate 2 to its original position.

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:
- the 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, comprising a base, a top plate installed parallel to it, a supporting device for securing the workpiece, a thermal element having a housing located between the base and the top plate, a casing for enclosing the device, a heating and cooling system, characterized in that the casing The thermal element is rigidly connected to the base and top plate.