RU2191675C1

RU2191675C1 - Device for microfeeding of blanks at grinding

Info

Publication number: RU2191675C1
Application number: RU2001117245A
Authority: RU
Inventors: Л.В. Худобин; Ю.В. Псигин; А.И. Армер
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 2001-06-19
Filing date: 2001-06-19
Publication date: 2002-10-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering and instrumentation engineering. SUBSTANCE: invention relates to metal cutting tools and it can be used at finishing blanks by grinding. Proposed device for microfeeding of blanks has base and heat element being device housing rigidly secured on base. Blank fastener and displacement pickup are mounted on heat element which is heated and cooled by flows of liquid. EFFECT: improved quality and increased capacity at grinding owing to smooth displacement of blank caused by thermal deformation of device housing. 2 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 764960, В 24 В 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 the concave surface has a greater coefficient of linear expansion than on the convex one (see ed. St. USSR 764960, V 24 In 47/20, 1980).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного механизма, относится то, что в известном механизме приходится перемещать инерционные, обладающие большой массой узлы шлифовального станка (например, шлифовальную бабку), на что расходуется большое количество энергии, а движение имеет скачкообразный характер. 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 the inertial, mass-bearing components of the grinding machine (for example, the grinding head), which consumes a large amount of energy, and the movement is spasmodic .

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, размер (диаметр) которых монотонно изменяется в диапазоне, соответствующем глубине врезания шлифовального круга, причем шарик наименьшего диаметра расположен оппозитно шарику наибольшего диаметра (авт. св. СССР 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, the size (diameter) of which monotonously varies in the range corresponding to the depth of cut of the grinding wheel, the ball of the smallest diameter being opposite the ball of the largest diameter (ed. St. USSR 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, подвижную верхнюю плиту, несущую приспособление для закрепления заготовки, тепловой элемент, соединенный с системой нагрева и охлаждения и установленный с возможностью взаимодействия с узлом перемещения верхней плиты, выполненным в виде закрепленных соответственно на основании и верхней плите двух пар оппозитно расположенных клиньев и размещенных между клиньями каждой пары шариков, через планки контактирующих с противоположными концами теплового элемента, кожух для ограждения устройства (патент РФ 2092296, В 24 47/20, 1992), выбранное за прототип. The closest in technical essence to the claimed invention is a device for microfeed workpieces during grinding, containing a base, a movable top plate, a supporting device for securing the workpiece, a thermal element connected to a heating and cooling system and installed with the possibility of interaction with the moving unit of the top plate made in the form of two pairs of opposed wedges fixed respectively on the base and upper plate and placed between the wedges of each pair of balls, through the strips in contact with the opposite ends of the thermal element, the casing for the enclosure of the device (RF patent 2092296, 24 24/20, 1992), selected for the prototype.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что известное устройство не обеспечивает в ряде случаев требуемую точность микроподачи заготовки из-за недостаточно высокой жесткости устройства и наличия цилиндрических направляющих, выполненных с зазором. В дополнение к этому, клинья из-за трения, возникающего при контакте с шариками, во-первых, изнашиваются, а во-вторых, вносят дополнительную погрешность, ухудшающую качество обработки. For reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device adopted as a prototype, the known device does not in some cases provide the required accuracy of the microfeed of the workpiece due to the insufficiently high rigidity of the device and the presence of cylindrical guides made with a gap. In addition to this, wedges, due to friction arising upon contact with the balls, firstly wear out, and secondly, they introduce an additional error that worsens the quality of 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 nodes 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 неравномерного высокоточного перемещения заготовки тепловым элементом на заключительных этапах цикла шлифования или на всех этапах цикла операции окончательного шлифования. The technical result is an increase in the quality of the machined surfaces of the workpieces by ensuring uneven high-precision movement of the workpiece by the heat element at the final stages of the grinding cycle or at all stages of the cycle of the final grinding operation.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что, как и в известном устройстве для микроподачи заготовки, заявляемое устройство содержит основание, тепловой элемент, приспособление для закрепления заготовки, систему нагрева и охлаждения теплового элемента. Особенность конструкции заключается в том, что устройство для микроподачи заготовок снабжено индукционным датчиком для контроля величины перемещения заготовки, установленным на тепловом элементе, выполненном в виде жестко закрепленного на основании и несущего приспособление для закрепления заготовки корпуса, нагреваемого и охлаждаемого потоками жидкости, подаваемой упомянутой системой. The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that, as in the known device for microfeed workpiece, the inventive device contains a base, a thermal element, a device for securing the workpiece, a heating and cooling system for a thermal element. The design feature is that the device for microfeed workpieces is equipped with an induction sensor for monitoring the amount of movement of the workpiece mounted on a thermal element made in the form of a rigidly fixed on the base and carrying a device for fixing the workpiece body, heated and cooled by the fluid flows supplied by the said system.

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 заявляемого 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 позволил 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 made it possible 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". Для проверки соответствия заявляемого изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявляемого устройства. Результаты поиска показали, что заявляемое изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявляемого изобретения преобразований на достижение результата. Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty." 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 follow 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 result is not revealed from the prior art determined by the applicant.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака (признаков), представлении таких признаков во взаимосвязи либо изменении их вида. The described invention is not based on a change in the quantitative characteristic (s), the presentation of such signs in relationship or a change in their type.

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

На чертежах представлено:
на фиг.1 изображен разрез устройства;
на фиг.2 - разрез А-А по фиг.1.The drawings show:
figure 1 shows a section of the device;
figure 2 is a section aa in figure 1.

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 тепловой элемент 2 с установленным на нем индукционным датчиком 3 и приспособлением 4 для закрепления заготовки. В основании 1, на котором крепится сливная емкость 5, выполнены радиальные отверстия "С" и "В", сообщающиеся с осевыми отверстиями. Кожух 6 с теплоизоляционной прокладкой 7, закрепленный на кольце 8, и резиновое кольцо 9 предохраняют тепловой элемент от попадания СОЖ. The device comprises a base 1 and a thermal element 2 with an induction sensor 3 mounted on it and a device 4 for securing the workpiece. In the base 1, on which the drain tank 5 is attached, radial holes "C" and "B" are made, communicating with the axial holes. The casing 6 with a heat-insulating gasket 7, mounted on the ring 8, and a rubber ring 9 protect the thermal element from getting coolant.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Заготовку закрепляют в приспособлении 4, установленном на тепловом элементе 2. Включают станок и производят предварительное плоское шлифование заготовки. При этом работает механизм врезной подачи станка. На этом этапе цикла шлифования снимается основная часть припуска. По окончании первого этапа цикла шлифования механизм врезной подачи станка отключается и через отверстие "С" подается нагретая до определенной температуры жидкость (например, вода, содержащая ингибиторы коррозии), которая заполняет пространство между тепловым элементом 2 и сливной емкостью 5; при этом тепловой элемент 2, нагреваясь, удлиняется, перемещая приспособление 4 с заготовкой в направлении подачи. Таким образом обеспечивается плавное, без каких-либо скачков перемещение (врезная подача шлифуемой заготовки), величина которого контролируется датчиком 3. В заданный момент времени (определяется величиной снятого припуска) с датчика 3 подается команда на уменьшение расхода нагревающей жидкости. The operation of the device is as follows. The workpiece is fixed in the fixture 4 mounted on the thermal element 2. Turn on the machine and make preliminary flat grinding of the workpiece. In this case, the mortise feed mechanism of the machine works. At this stage of the grinding cycle, the main part of the stock is removed. At the end of the first stage of the grinding cycle, the mortise feed mechanism of the machine is turned off and a liquid heated to a certain temperature (for example, water containing corrosion inhibitors) is supplied through hole "C", which fills the space between the thermal element 2 and the drain tank 5; while the thermal element 2, being heated, lengthens, moving the tool 4 with the workpiece in the feed direction. This ensures a smooth, without any jumps movement (mortise feed of the grinded workpiece), the value of which is controlled by the sensor 3. At a given point in time (determined by the size of the removed allowance), a command is sent from the sensor 3 to reduce the flow rate of the heating fluid.

По достижении определенного размера (на основании сигнала с датчика 3) в пространство между сливной емкостью 6 и внутренней поверхностью теплового элемента 2 через отверстие "С" подается нужный для реализации ускоренного выхаживания поток (с определенным расходом) охлаждающей жидкости, которая выходит из сливной емкости 5 через отверстие "В". Тепловой элемент при этом охлаждается и, укорачиваясь, постепенно снижает натяг в технологической системе, обеспечивая при этом ускоренно заданное качество обработанной поверхности заготовки. По достижению заданного (чертежного) размера шлифование прекращают, расход жидкости, подаваемой в устройство через отверстие "С", резко увеличивают, тепловой элемент быстро охлаждается и возвращается в исходное состояние. После этого подачу СОЖ через отверстие "С" прекращают, жидкость, оставшаяся между сливной емкостью и внутренней поверхностью теплового элемента, вытекает через это отверстие и устройство готово к обработке следующей заготовки. Upon reaching a certain size (based on the signal from the sensor 3), the flow (with a certain flow rate) of coolant, which comes out of the drain tank 5, is supplied to the space between the drain tank 6 and the inner surface of the thermal element 2 through the hole "C" through hole "B". At the same time, the thermal element is cooled and, shortening, gradually reduces the interference in the technological system, while ensuring an accelerated set quality of the processed surface of the workpiece. Upon reaching a predetermined (drawing) size, grinding is stopped, the flow rate of liquid supplied to the device through the hole "C" is increased sharply, the thermal element is rapidly cooled and returned to its original state. After that, the supply of coolant through the hole "C" is stopped, the liquid remaining between the drain tank and the inner surface of the thermal element flows through this hole and the device is ready to process the next workpiece.

На втором и последующих этапах цикла шлифования обеспечивается плавное, без каких-либо скачков перемещение заготовки вследствие тепловых деформаций корпуса устройства (его растяжения (удлинения) или сжатия). Тем самым создаются условия для бездефектного шлифования с ускоренным выхаживанием, т.е. с повышенной производительностью. At the second and subsequent stages of the grinding cycle, the workpiece moves smoothly, without any jumps, due to thermal deformations of the device body (its tension (elongation) or compression). This creates the conditions for defect-free grinding with accelerated nursing, i.e. with increased productivity.

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 the fulfillment when using the inventive device of 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, a thermal element, a device for securing the workpiece and a heating and cooling system for the thermal element, characterized in that it is equipped with an induction sensor for monitoring the amount of movement of the workpiece mounted on a thermal element made in the form of a rigidly mounted the base and the supporting device for fixing the billet of the housing, heated and cooled by the fluid flows supplied by the said system.