POLSKARZECZPOSPOLITA

LUDOWA

URZĄDPATENTOWY

PRL

OPIS PATENTOWY 142 132

Patent dodatkowydo patentu nr —

Zgłoszono: 82 0706 (P. 237347)

Pierwszeństwo

Zgłoszenie ogłoszono: 85 09 24

Opis patentowy opublikowano: 88 02 29

Int. Cl.4 B24B 7/22

CZYTfcLNIA

Twórcywynalazku: Wojciech Kacalak, Janusz Konfisz, Stanisław Ziółkowski,Andrzej Derkacz, Witold Śmiałek, Ryszard Ściegienka,Kazimierz Lipski, Augustyn Lange, Andrzej Zagańczyk

Uprawniony z patentu: Wyższa Szkoła Inżynierska, Koszalin (Polska)

Sposób szlifowania płaskiego,zwłaszcza drobnych przedmiotów ceramicznych

oraz urządzenie do szlifowania płaskiego,zwłaszcza drobnych przedmiotów ceramicznych

Przedmiotem wynalazku jest sposób szlifowania płaskiego, zwłaszcza drobnych przedmiotów ceramicz¬nych oraz urządzenie do szlifowania płaskiego, zwłaszcza drobnych przedmiotów ceramicznych. Wynalazekprzewidziany jest do stosowania przecie wszystkim w przemyśle materiałów elektronicznych, szczególnie przywielkoseryjnej lub masowej produkcji elementów ceramiki radiowej. Znany jest sposób szlifowania płaskiegodokonywanego czołem ściernicy zamocowanej na wrzecionie o osi usytuowanej prostopadle do obrabianej płasz¬czyzny. Przedmioty obrabiane ustala się na powierzchni stołu i nadaje się im posuw w płaszczyźnie prostopadłejdo osi wrzeciona, a następnie przemieszcza się je pod czołem wirującej ściernicy ustalonej na żądanej wysokości.W sposobie tym, kształtujące obrabianą powierzchnię czoło ściernicy jest płaskie.

W celu poprawienia warunków wejścia narzędzia w materiał obrabiany, na obwodzie czoła ściernicy doko¬nuje się odpowiedniego nakroju, najczęściej, w postaci fazy lub zukosowania zewnętrznej krawędzi, wykonanejw zależności od rodzaju narzędzia pod kątem od 3 do 60° w stosunku do płaskiej powierzchni czoła. Ze względuna wydajność obróbki pożądanym jest, aby szerokość nakroju była możliwie największa, zaś kąt nachylenianakroju do płaskiego czoła jak najmniejszy. Geometria taka powoduje wydłużenie strefy intensywnego usuwanianaddatku, zmniejszenie chwilowych prędkości usuwania naddatku, przy równoczesnym zwiększeniu równomier¬ności obróbki i zwiększeniu wydajności szlifowania.

Możliwość zwiększenia szerokości nakroju jest jednak ograniczona wymiarami ściernicy, koniecznościązachowania płaskiego czoła o szerokości odpowiedniej do szerokości obrabianej płaszczyzny, a także zmiennoś¬cią prędkości skrawania w zależności od odległości strefy szlifowania od osi obrotu ściernicy. Ograniczenia tepowodują, że szerokość nakroju może być zazwyczaj niewielka, zaś kąt nachylenia nakroju stosunkowo duży.Wadą znanego sposobu jest też niekorzystny rozkład sił działających na przedmiot podczas szlifowania. W po¬czątkowej fazie szlifowania, kiedy ściernica wchodzi nakrojem w naddatek materiału, występują dość duże siłynormalne, dociskające przedmiot obrabiany do powierzchni stołu. Sytuacja taka jest korzystna z punktu widzeniawarunków ustalenia przedmiotów do obróbki. W dalszym jednak etapie szlifowania i na znacznie dłuższymodcinku pracy ściernicy płaską powierzchnią czoła, siły normalne gwałtownie maleją, natomiast dominującymi

2 142 132

stają się siły styczne, dążące do zepchnięcia przedmiotu ze stołu, względnie do obrócenia przedmiotu w kierun¬ku działania sił stycznych. Dla jednoznacznego ustalenia przedmiotu do obróbki, koniecznym staje się wywarciedodatkowej siły, dociskającej przedmiot obrabiany do stołu, albo zastosowanie innych sposobów mocowania.Podczas obróbki drobnych przedmiotów wykonanych z materiałów niemagnetycznych, np. ceramicznych, obra¬bianych na całej powierzchni czoła, mających mało regularne powierzchnie boczne i/albo bazowe, jednoznaczneustalenie jest bardzo trudne. Powoduje to konieczność stosowania skomplikowanych, specjalnych uchwytówobróbkowych i konieczność ręcznego ustalenia przedmiotów do szlifowania, co w rezultacie podraża koszty,zmniejsza wydajność, a często też uniemożliwia automatyzację procesów obróbki. Dla utrzymania odpowiedniejgeometrii kształtu oraz własności skrawnych ściernicy koniecznym jest okresowe obciąganie zarówno płaskiegoczoła jak i nakroju. Dla ściernicy z określoną geometrią nakroju wymagane jest prowadzenie obciągacza po torzekrzywoliniowym albo łamanym, bądź też równocześnie, albo kolejne stosowanie dwu lub więcej obciągaczyprowadzonych po różnych i niezależnych torach. Stanowi to dodatkową niedogodność znanego sposobu.

Znany jest także sposób szlifowania płaskiego dokonywanego czołem wirującej płaskiej ściernicy beznakroju, zamocowanej na wrzecionie o osi nieznacznie odchylonej od prostopadłej do powierzchni ruchomegostołu. Przedmioty obrabiane ustala się na powierzchni stołu i nadaje im się posuw w kierunku pochylenia osiwrzeciona. Sposób ten jest niedokładny, zarówno w zakresie osiąganej płaskości, jak i wymiarów — powstajebowiem wtedy wklęsłość na szlifowanej powierzchni. Znane urządzenia do szlifowania płaskiego czołem ścierni¬cy wyposażone są w jedno lub kilka równoległych wrzecion oraz zawierają ruchomy stół. Na wrzecionachosadzone są ściernice z płaskim czołem oraz nakrojem w postaci wąskiej fazy lub zukosowania zewnętrznejkrawędzi, wykonanej pod kątem 3 do 60° w stosunku do powierzchni czoła. Wrzeciona ułożyskowane sąobrotowo, zawieszone przesuwnie w kierunku osiowym oraz ustalane do pracy w stałym położeniu. W znanychurządzeniach stół wykonuje ruch posuwowy w płaszczyźnie prostopadłej do osi wrzecion - prostoliniowy, alboobrotowy wokół osi równoległej do osi wrzecion. Na powierzchni stołu, wzdłuż toru ruchu usytuowane sągniazda albo uchwyty do ustalania przedmiotów obrabianych.

Wadą znanego urządzenia jest trudność pełnej automatyzacji w przypadku drobnych przedmiotów z ma¬teriałów niemagnetycznych, oraz konieczność stosowania skomplikowanych uchwytów obsługiwanych ręcznie.Dodatkową wadą jest konieczność stosowania skomplikowanych układów obciągaczy. Znane są też urządzeniado szlifowania płaskiego mające ruchomy stół oraz wyposażone w ściernicę z płaskim czołem bez nakrojuosadzoną na wrzecionie nieznacznie pochylonym w kierunku posuwu stołu. Pochylenie wrzecion znanych urzą¬dzeń jest stałe albo regulowane. Stół wykonuje ruch prostolinowy albo obrotowy, wokół osi usytuowanejwichrowato w stosunku do osi wrzeciona. Wadą urządzenia jest mała dokładność szlifowania.

W sposobie według wynalazku oś wrzeciona nieznacznie nachyla się w płaszczyźnie prostopadłej do kie¬runku ruchu stołu pod kątem tt, nieco mniejszym od 90°, najkorzystniej zawartym w granicach od 8/ do 89°58'dopłaszczyzny ruchu stołu, zaś czołu ściernicy nadaje się kształt powierzchni stożkowej, wyznaczonej przezrozwarte pod dwukrotnie większym kątem 2a i symetryczne do osi wrzeciona prostoliniowe tworzące, po czymreguluje się posuw wgłębny szlifowania przez osiowe przemieszczanie wrzeciona. Przewidziane do obróbki przed¬mioty ustala się następnie na powierzchni stołu i przemieszcza ruchem płaskim, stycznie do najbardziej zbliżonejdo stołu powierzchni czoła wirującej ściernicy, najkorzystniej przez obrót stołu wokół osi obrotu usytuowanejdo osi wrzeciona pod kątem 90° +a. Zastosowanie w sposobie według wynaiaazku kształtu czoła narzędzia przyokreślonym usytuowaniu osi wrzeciona oraz kierunku posuwu powoduje, że szlifowaną płaszczyznę przedmiotukształtuje się czołem ściernicy o prostoliniowych tworzących. Wgłębianie się narzędzia w naddatek materiałuprzedmiotu następuje łagodnie, równomiernie i na całej długości kontaktu ściernic z przedmiotem obrabianym,bez konieczności wykonywania nakroju. Tor wgłębienia ma kształt spłaszczonej hiperboli i pod względemkorzystnych skutków można w przybliżeniu przyjąć, że stanowi on odpowiednik działania obwodu ściernicyo bardzo dużej ściernicy. Uzyskuje się przez to wydłużenie strefy szlifowania, możliwość zwiększenia ilościprzedmiotów drobnych w strefie szlifowania, a w rezulatacie zmniejszenie szybkości usuwania naddatku, zmniej¬szenie przeciążenia szlifowanej powierzchni i zwiększenie wydajności obróbki. Rozkład sił skrawania jest ko¬rzystny. W całej strefie szlifowania występuje składowa normalna dociskająca przedmiot obrabiany do stołu.

Zastosowanie ściernicy bez nakroju o prostoliniowych tworzących czoła oraz usytuowanie wrzeciona stwa¬rza dogodne warunki obciągania. Obciągacz prowadzi się po torze prostoliniowym, korzystnie równoległym dopowierzchni stołu. Upraszcza to kontrukcję urządzenia do obciągania oraz zwiększa dokładność obciągania.

Na uzyskanie korzystnych skutków według wynalazku ma wpływ, jeżeli szlifowanie powierzchni przed¬miotów przeprowadza się w co najmniej dwóch następujących po sobie etapach. Przedmioty ustalone na rucho¬mym stole przemieszcza się ruchem ciągłym i jednostajnym pod czołami kolejnych, wirujących ściernic, ustawio¬nych w kolejno, zgodnie z kierunkiem ruchu, zmniejszających się odległościach od powierzchni bazowej stołu,przy czym w każdym z tych etapów zbiera się coraz cieńsze warstwy materiału. Cały cykl obróbki, składającysię z dwóch lub więcej etapów przeprowadza się w zakresie jednego przejścia albo jednego obrotu stołu, korzyst¬nie w zakresie kąta obrotu mniejszego niż 300°. Korzystnym jest też, jeżeli obrabiane przedmioty ustala się przezswobodne ułożenie na dnie, otwartych gniazd ruchomego stołu, w których głębokość jest mniejsza od wysokości

142 132 3

przedmiotów, zaś kształt gniazd odpowiedni jest do kształtu przedmiotów. Siłę docisku niezbędną do unieru¬chomienia przedmiotów w czasie obróbki stanowi składowa normalna siły skrawania. Przed przemieszczeniemprzedmiotów pod wpływem działania sił stycznych zabezpieczają boczne powierzchnie gniazd. Zaletą takiegoustalania przedmiotów jest brak potrzeby wywierania dodatkowych stł mocujących, stosowania skomplikowa¬nych uchwytów obróbkowych, a także możliwość automatycznego podawania przedmiotów do obróbki orazmożliwość automatycznego odbierania przedmiotów po obróbce. Właściwości te mają szczególne znaczenie przymasowej albo wielkoseryjnej obróbce drobnych przedmiotów, wykonanych z materiałów niemagnetycznych,zwłaszcza drobnych elementów ceramicznych.

Przewidziane do szlifowania przedmioty ładuje się nasypowo do zasobnika znanego urządzenia wibracyjne¬go i przez poddanie ich licznym drganiom dokonuje się ich chwytania oraz ustawiania według cech charakterys¬tycznych. Następnie, przy pomocy oddzielnie napędzanego przenośnika rynnowego przenosi się przedmioty tużnad powierzchnię ruchomego stołu, stycznie do toru ruchu gniazd i grawitacyjnie wprowadza do gniazd. Często¬tliwość grawitacyjnego opadania przedmiotów do gniazd synchronizuje się ruchem stołu. Po zakończeniu cykluobróbki przedmioty poddaje się działaniu dwóch krzyżujących się strumieni płynu, korzystnie powietrzawypływających z nieruchomych dysz. Jednym z tych strumieni, skierowanym pionowo, od dołu, do kanałówprzechodzących na wskroś przez płytę albo pierścień stołu do gniazd, podnosi się przedmioty z gniazd ponadpowierzchnię stołu. Drugim strumieniem, skierowanym poziomo nad powierzchnię stołu przenosi się przedmio¬ty w otwór wlotowy chwytaka.

Istota urządzenia według wynalazku polega na tym, że czoło ściernicy ma kształt powierzchni stożkowejo dużym kącie rozwarcia tworzących, zaś wrzeciono na którym osadzona jest ściernica nieznacznie nachylone jestdo płaszczyzny ruchu stołu i w kierunku prostopadłym do kierunku ruchu stołu, pod kątem dwukrotnie mniej¬szym od kąta rozwarcia tworzących. Korzystnym jest, jeżeli kąt rozwarcia tworzących czoła ściernicy zawiera sięod 174° do 176°56'. Na uzyskanie korzystnych skutków według wynalazku ma wpływ, jeżeli wrzeciona prze¬mieszczane są osiowo przy pomocy znanych mechanizmów precyzyjnych regulacji oraz ustalane do pracy w sta¬łym położeniu.

Szczególnie korzystnym jest, jeżeli urządzenie wyposażone jest w stół obrotowy o pionowej osi obrotu,która przecina się osią geometryczną wrzecion pod kątem stanowiącym sumę kąta prostego i połowy kątarozwarcia tworzących ściernicy, zaś na górnej powierzchni stołu usytuowane są otwarte gniazda. Gniazda roz¬mieszczone są w jednakowych odległościach od osi obrotu stołu i rozstawione równomiernie na obwodzie. Dnagniazd, stanowiące powierzchnię bazową, usytuowane są na jednakowym poziomie. Głębokość gniazd jest mniej¬sza od wysokości szlifowanych przedmiotów, zaś kształt gniazd jest odpowiedni do kształtu przedmiotów.Konstrukcję obrotowego stołu urządzenia według wynalazku rozwiązano w ten sposób, że stół, na którymusytuowane są gniazda, ma kształt płaskiego pierścienia i osadzony jest współosiowo za pośrednictwem wsporni¬ków na okrągłej płycie nośnej, przy czym stół połączony jest sztywno z płytą nośną.

Urządzenie według wynalazku ma co najmniej jedną ściernicę o kształcie stożka ściętego, którego wzajem¬ny stosunek wymiarów oraz jego położenie do szerokości szlifowanej powierzchni i toru ruchu obrabianychprzedmiotów ma wpływ na uzyskanie korzystnych skutków. Szerokość czynna czoła wirującej ściernicy wyzna¬czona przez prostoliniową tworzącą jest co najmniej dwukrotnie większa od szerokości obrabianej powierzchniprzedmiotów. Ściernica usytuowana jest nad torem ruchu gniazd tak, że w obszarze najniższego położenia czołanad powierzchnią czoła wewnętrzna krawędź czoła oddalona jest od osi toru gniazd o odległość równą albonieco większą od połowy szerokości obrabianej powierzchni przedmiotów.

Korzystna postać konstrukcyjna urządzenia według wynalazku w osi obrotu stołu posiada nieruchomąkolumnę zakończoną głowicą, najkorzystniej o kształcie graniastosłupa. Na części obwodu głowicy, korzystniew zakresie nie przekraczającym 300°, zawieszone są wrzecienniki usytuowane w jednakowych odległościach odosi obrotu stołu i rozmieszczone są w różnych odstępach nad stołem. Wrzecienniki zawieszone są korzystniezawiasowo z blokadą położenia wrzeciona do osi obrotu stołu pod kątem stanowiącym sumę kąta prostegoi połowy kąta rozwarcia tworzących czoła ściernicy. Zawiasowe zawieszenie wrzecienników umożliwia łatwydostęp do ściernic, oraz wrzecion, szczególnie zaś ułatwia wymianę ściernic.

Korzystnym jest jeżeli konstrukcję nośną obrotowego stołu wraz z połączoną z nim płytą nośną stanowinieruchoma, centralna kolumna, zakończona z jednej strony głowicą i wsparta na podłożu za pośrednictwempodstawy i wibroizolatorów, natomiast zewnętrzna obudowa, na której zawieszony jest zespół napędowy stołuzwiązana jest z kolumną i ze stołem podatnie. Nieruchoma, centralna kolumna zakończona głowicą, na którejzawieszone są wrzecienniki i spełniający równocześnie funkcję konstrukcji nośnej obrotowego stołu istotniewpływa na osiągnięcie zwartej i sztywnej konstrukcji urządzenia. Wsparcie kolumny na podłożu za pośrednic¬twem wibroizolatorów dobrze tłumi drgania, umożliwia dobre i dogodne wypoziomowanie urządzenia, eliminujepotrzebę fundamentowania urządzenia, a także stwarza możliwość łatwego przemieszczania i instalowania urzą¬dzenia w pomieszczeniach produkcyjnych. Podatne związanie zewnętrznej obudowy, na której zawieszony jestzespół napędowy z kolumną oraz stołem, chroni przed przenoszeniem drgań z zespołu napędowego na elementywykonawcze urządzenia i zwiększa dokładność obróbki. Następne korzystne skutki według wynalazku uzyskuje

4 142 132

się, jeśli zespół napędowy zawiera silnik elektryczny zasilany przez znany układ tyrystorowy. W urządzeniuwedług wynalazku układ tyrystorowy umieszczony jest w szafie sterującej. Układ wyposażony jest w potencjo¬metr do ręcznej, bezstopniowej regulacji prędkości ruchu stołu. Potencjometr usytuowany jest na pulpicie szafysterującej.

Dalsze korzyści według wynalazku uzyskuje się, jeżeli urządzenie wyposażone jest w zespół podawaniaprzedmiotów. Zespół zawiera znane urządzenie wibracyjne z zasobnikiem oraz prowadnicami do chwytaniai ustawiania przedmiotów oraz oddzielnie napędzany przenośnik rynnowy z końcówką podającą. Końcówkapodająca usytuowana jest tuż nad powierzchnią stołu, stycznie do toru ruchu gniazd. Układ napędowy prze¬nośnika rynnowego zasilany jest przez znany układ synchronizujący, korzystnie umieszczony w szafie sterująceji wyposażony w potencjometr do ręcznego dostrajania częstotliwości podawania przedmiotów do gniazd stołu.Potencjometr dostrajający usytuowany jest na pulpicie szafy sterującej.

Korzystnym jest, jeżeli w dnach gniazd stołu wykonane są przelotowe kanały i urządzenie wyposażone jestw zespół odbioru przedmiotów, zawierający nieruchomy chwytak oraz dwie nieruchome dysze o krzyżującychsię osiach wylotów. Kanały usytuowane są centralnie w osi gniazda i przechodzą pionowo na wskroś przez płytęalbo pierścień stołu, łącząc dolną ciągłą powierzchnię z dnami gniazd. Nieruchomy chwytak usytuowany jest nabocznej osłonie stołu i posiada otwór wlotowy skierowany w stronę stołu, wychodzący ponad górną jego po¬wierzchnię. Jedna z dysz usytuowana jest pod płytą albo pierścieniem stołu i skierowana jest wylotem w górę,wzdłuż toru osi kanałów. Druga dysza usytuowana jest poziomo nad górną powierzchnię stołu i skierowana jestw stronę otworu chwytaka.

Według odmiany wynalazku dysze połączone są przewodami ze źródłem płynu poprzez znane urządzeniaograniczające przepływ, korzystnie przez dławiki. Alternatywnym rozwiązaniem według następniej odmianywynalazku jest urządzenie, w którym dysze połączone są ze źródłem płynu poprzez znane urządzenia ogranicza¬jące ciśnienie, korzystnie przez zawory redukcyjne. Korzystnym jest też, jeżeli urządzenia ograniczające przepływalbo ciśnienie i/lub przewody zawieszone są na wsporniku przytwierdzonym do bocznej powierzchni głowicy.

Urządzenie według wynalazku posiada zwartą kontrukeję i jest łatwe do wykonania. Umożliwia ono doko¬nywanie wieloetapowego szlifowania przedmiotów, zwłaszcza drobnych przedmiotów, z dużą wydajnościąi w całkowicie zautomatyzowanym cyklu. Bieżąca obsługa urządzenia w czasie pracy jest prosta i sprowadza siędo okresowego swobodnego nasypywania półfabrykatów do zasobnika urządzenia wibracyjnego oraz do odbiera¬nia obrobionych przedmiotów z pojemnika przy chwytaku. Obsługa taka może być wykonywana przez pracow¬nika o niskich kwalifikacjach, który może obsługiwać równocześnie kilka urządzeń. Konstrukcja urządzenia niewymaga fundamentowania.

Wynalazek zostanie bliżej objaśniony na podstawie przykładów wykonania przedstawionych na rysunku,na którym fig. 1 przedstawia schematycznie urządzenie w przekroju podłużnym, fig. 2 przedstawia fragmentstołu w przekroju osiowym, fig. 3 przedstawia wielowrzecionową, automatyczną szlifiarkę w widoku z boku,a fig. 4 — wielowrzecionową, automatyczną szlifiarkę w widoku z góry. Urządzenie przedstawione na fig. 1 wypo¬sażone jest w okrągły ruchomy stół 1 o pionowej osi obrotu 2, nad którym usytuowana jest pracująca czołem 3ściernica 4. Czoło 3 ściernicy 4 ma kształt stożka ściętego o dużym kącie rozwarcia tworzących 6. Kąt rozwarcia2a tworzących 6 wynosi 177*. Wrzeciono 7, na którym osadzona jest ściernica 4 nachylone jest do płaszczyznyruchu stołu 1 w płaszczyźnie prostopadłej do stycznej kołowego kierunku ruchu stołu 1 pod kątem a = 88°30'.Wrzeciono 7 przemieszczane jest osiowo przy pomocy znanego mechanizmu precyzyjnej regulacji oraz ustalanejest do pracy w stałym położeniu osiowym. Oś obrotu 2 stołu 1 przecina się z osią wrzeciona 7 pod kątem90° +a= 178°30\

Na górnej powierzchni stołu 1 usytuowane są otwarte gniazda 8 rozmieszczone w jednakowych odległoś¬ciach od osi obrotu 2 i rozstawione równomiernie na obwodzie. Dna gniazd 8 stanowią powierzchnię bazową doobróbki i usytuowane są na jednakowym poziomie. Głębokość gniazd 8 jest mniejsza od wysokości szlifowanychprzedmiotów 5. Kształt gniazd 8 jest odpowiedni do kszatłtu przedmiotów 5. Szerokość czynna b czoła 3 ścier¬nicy 4 wyznaczona przez prostoliniową tworzącą 6 jest dwukrotnie większa od szerokości c obrabianej powierz¬chni przedmiotów 5. Ściernica 4 usytuowana jest nad torem ruchu gniazd 8 tak, że w obszarze najniższego poło¬żenia czoła 3 nad powierzchnią stołu 1 wewnętrzna krawędź czoła 3 oddalona jest od osi toru ruchu gniazd 8o odległość a, nieco większą od połowy szerokości c obrabianej powierzchni przedmiotów 5. W dnach gniazd 8stołu 1 wykonane są centralne, przelotowe kanały 10 przechodzące pionowo na wskroś przez płytę stołu 1.Urządzenie wyposażone jest w zespół odbioru przedmiotów 5 zawierający nieruchomy chwytak 13 oraz dwienieruchome dysze 15 i 16 o krzyżujących się osiach wylotów. Chwytak 13 usytuowany jest na bocznej osło¬nie 14 stołu 1 i ma otwór wlotowy skierowany w stronę stołu 1, wychodzący ponad górną jego powierzchnię.Dysza 15 usytuowana pod płytą stołu 1 skierowana jest w górę, wzdłuż kanałów 10. Dysza 16 usytuowanapoziomo nad górną powierzchnię stołu 1 skierowana jest w stronę otworu chwytaka 13. Dysze 15 i 16 połączo¬ne są przewodami 17 i 18 ze źródłem sprężonego powietrza poprzez dławiki 19 i 20.

Urządzenie, którego istotny fragment przedstawiono na fig. 2 wyposażone jest w obrotowy stół 1 mającykształt płaskiego pierścienia. Stół 1 osadzony jest współosiowo i sztywno za pośrednictwem wsporników 12 na

142 132 5

okrągłej płycie nośnej 11. Na górnej powierzchni stołu 1 usytuowane są otwarte gniazda 8 rozmieszczone w jed¬nakowych odstępach wzdłuż toru ruchu. W gniazdach 8 umieszczone są szlifowane przedmioty 5. Dna gniazd 8stanowią powierzchnię bazową do obróbki i usytuowane są na jednakowym poziomie. Głębokość gniazd 8 jestmniejsza od wysokości szlifowanych przedmiotów 5, Kształt gniazd 8 jest odpwoiedni do kształtu przedmio¬tów 5. W dnach gniazd 8 wykonane są centralne, przelotowe kanały 10 przechodzące pionowo na wskroś przezpierścień stołu 1.

Pod pierścieniem stołu 1 usytuowana jest nieruchoma dysza 15 stanowiąca zakończenie przewodu 17.Dysza 15 skierowana jest wylotem w górę, wzdłuż kanałów 10. Nad powierzchnię stołu 1 usytuowana jestpoziomo nieruchoma dysza 16 stanowiąca zakończenie przewodu 18. Dysza 16 skierowana jest wylotem odśrod¬kowo tak, że jej oś wylotu krzyżuje się z osią wylotu dyszy 15.

Urządzenie przedstawione na fig. 3 i fig. 4, w osi obrotu stołu 1, mającego konstrukcję przedstawioną nafig. 2, wyposażone jest w nieruchomą kolumnę zakończoną głowicą 9. Głowica 9 ma kształt graniastosłupao podstawie ośmiokąta foremnego. Na części obwodu głowicy 9, na kolejnych ściankach bocznych zawieszonychjest pięć wrzecienników 35, usytuowanych w jednakowych odległościach od osi głowicy 9 i rozmieszczonychw równych odstępach co 45° nad stołem 1. Dla ułatwienia dostępu do ściernic 4 wrzecienniki 35 zawieszone sązawiasowo z blokadą prostopadłego położenia wrzeciona 7 do powierzchni stołu 1. Konstrukcję nośną obroto¬wego stołu 1 wraz z połączoną z nim płytą nośną 11 stanowi nieruchoma kolumna zakończona głowicą 9.Kolumna zakończona głowicą 9 wsparta jest na podłożu 28 za pośrednictwem podstawy i wibroizolatorów 22.Zewnętrzna obudowa 23, na której zawieszony jest zespół napędowy 24 stołu 1 związana jest podatnie z kolum¬ną zakończoną głowicą 9 i ze stołem 1. Zespół napędowy 24 zawiera silnik elektryczny zasilany przez układtyrystorowy umieszczony w szafie sterującej 25.

Urządzenie wyposażone jest też w zespół podawania przedmiotów 5, zawierający znane urządzenie wibra¬cyjne 29 z zasobnikiem 30 oraz prowadnicami 31 do chwytania i ustawiania przedmiotów 5. Z urządzeniem wi¬bracyjnym 29 współpracuje odzielnie napędzany przenośnik rynnowy 32 z końcówką podającą usytuowaną tużnad powierzchnią stołu 1, stycznie do toru ruchu gniazd 8. Układ napędowy 33 przenośnika rynnowego 32zasilany jest przez znany układ synchronizujący umieszczony w szafie sterującej 25 i wyposażony w potencjo¬metr 34 do ręcznego dostrajania częstotliwości podawania przedmiotów 5 do gniazd 8. Potencjometr 34 usytu¬owany jest na pulpicie 27 szafy sterującej 25.

Urządzenie wyposażone jest ponadto w zespół odbioru przedmiotów 5 zawierający nieruchomychwytak 13, oraz dwie nieruchome dysze 15 i 16 o krzyżujących się osiach wylotów, stanowiące zakończenieprzewodów 17 i 18. Chwytak 13 usytuowany jest na bocznej osłonie 14 stołu 1 i ma otwór wlotowy skierowanydośrodkowo w stronę stołu 1, wychodzący ponad górną jego powierzchnię. Dysza 15, stanowiąca zakończenieprzewodu 17, usytuowana jest pod pierścieniem ruchomego stołu 1 i jej wylot skierowany jest pionowo w górę,wzdłuż osi kanałów 10. Dysza 16, stanowiąca zakończenie przewodu 18, usytuowana jest poziomo nad górnąpowierzchnią stołu 1, i jej wylot skierowany jest w stronę otworu chwytaka 13. Przewody 17 i 18 połączone sąze źródłem sprężonego powietrza przez dławiki 19 i 20. Dławiki 19 i 20 zawieszone są na wsporniku 21 przy¬twierdzonym do bocznej powierzchni głowicy 9.

Przedstawione na fig. 1, 2, 3, i 4 przykłady wykonania nie wyczerpują wszytskich możliwości rozwiązańwedług wynalazku. Przewiduje się możliwość różnego zestawienia poszczególnych istotnych cech albo możli¬wość pominięcia niektórych cech, bądź też innego rozwiązania szczegółów konstrukcyjnych, bez wykraczaniapoza istotę wynalazku.

Urządzenia przedstawione na fig. 3 i fig. 4 może mieć stół 1 o konstrukcji przedstawionej na fig. 1. Gniaz¬da 8 mogą być wykonane bezpośrednio w płycie albo pierścieniu stołu 1, albo też w specjalnych czy wymien¬nych nakładkach zamocowanych na płaskiej powierzchni stołu 1. Ruchomy stół 1 może wykonywać ruchposuwisty obrotowy albo też postępowy, wzdłuż linii prostej i wtedy wrzecienniki 35 usytuowane będą równieżw linii prostej.

W urządzeniu przedstawionym na fig. 1 przewidziane do szlifowania przedmioty 5 ustala się w otwartychgniazdach 8 obrotowego stołu 1 przez swobodne ułożenie ręczne albo mechaniczne. Powierzchnię przedmio¬tów 5 ustalanych w gniazdach 8 stołu 1 szlifuje się czołem 3 wirującej ściernicy 4, mającym kształt stożkaściętego o dużym kącie rozwarcia tworzących 6, Kąt rozwarcia 2 tworzących 6 wynosi 177°. Ściernicę 4 osadzasię na wrzecionie 7 nachylonym do płaszczyzny ruchu stołu 1, w płaszczyźnie prostopadłej do stycznej kołowe¬go kierunku ruchu stołu 1 pod kątem a = 88°30' i poprzez wrzeciono 7 nadaje się jej ruch wirowy wokół osiwrzeciona 7. Przedmiotem 5 ustalonym w gniazdach 8 nadaje się posuw przez obrót stołu 1 wokół pionowej osiobrotu 2 przecinającej się z osią wrzeciona 7 pod kątem 90° +a= 178°30'. Wysokość obrobionych przedmio¬tów 5, a pośrednio również grubość usuwanej w pojedynczym cyklu warstwy naddatku materiału, reguluje sięprzez osiowe przemieszczanie wrzeciona 7 przy pomocy znanych mechanizmów precyzyjnej regulacji, a następnieosiowe położenie wrzeciona 7 ustala się do obróbki przez zacisk jego oprawy. Jako powierzchnię bazową doobróbki przyjmuje się powierzchnię den gniazd 8 stołu 1. Po dokonaniu szlifowania, przedmioty 5 ustalonew gniazdach 8 przenosi się przez dalszy obrót stołu 1 w strefę zespołu odbioru przedmiotów, gdzie poddaje się

142132

je działaniu dwóch krzyżujących się strumieni powietrza, wypływających w sposób ciągły z dwóch nierucho¬mych dysz 15 i 16, stanowiących zakończenie przewodów 17 i 18.W momencie pokrycia się osi kanału 10 z osiąwylotu dyszy 15, wypływającym z tej dyszy strumieniem powietrza unosi się przedmiot 5 z gniazda 8 ponadgórną powierzchnię ruchomego stołu 1. Następnie, drugim strumieniem powietrza, wypływającym z dyszy 16przenosi się przedmiot 5 ponad górną powierzchnią stołu 1 w otwór wlotowy nieruchomego chwytaka 13, skądkieruje się go do odpowiedniego pojemnika na przedmioty obrobione. Dławiki 19 i 20 regulują bezstopniowonatężenie strumieni powietrza wypływających z dysz 15 i 16, w zależności od ciężaru, wielkości i kształtu przed¬miotów 5.

W urządzeniu przedstawionym na fig. 3 i fig. 4, wyposażonym w stół 1 przedstawiony na fig. 2, szlifowaniepłaskiej powierzchni przedmiotów 5 przeprowadza się w pięciu następujących po sobie etapach przy pomocypięciu kolejnych wirujących ściernic 4. Szlifowania dokonuje się czołami 3 ściernic 4, mającymi kształt stożkaściętego o dużym kącie rozwarcia 2a= 177° tworzących 6. Stosuje się ściernice 4 o jednakowych wymiaracha różniące się od siebie ziarnistością zależnie od etapu szlifowania. Do szlifowania ceramiki radiowej ściernicamidiamentowymi stosuje się przykładowo następujące wielkości ziarn diamentowych: I etap — 160/125, II etap —160/125, III etap - 100/80, IV etap - 100/80, V etap - 40/28. Ściernice 4 osadza się na wrzecionach wrzecien-ników 20 zawieszonych nad stołem 1 na głowicy 9. Usytuowanie poszczególnych wrzecion 7 wrzecienników 35w stosunku do płaszczyzny ruchu stołu 1 stosuje się takie samo jak we wcześniej omówionym przykładzieprzedstawionym na fig. 1, z tym, że pięć ściernic 4 rozmieszcza się nad powierzchnią stołu 1 co 45°, w kolej¬ności zmniejszającej się wielkości ziarn zgodnie z kierunkiem ruchu stołu 1.

Wymiar szlifowania przedmiotów 5 reguluje się analogicznie jak we wcześniej omówionym przykładzieprzedstawionym na fig. 1, z tym jednak, że przy szlifowaniu pięcioetapowym ostateczny wymiar uzyskuje sięprzez szlifowanie ostatnią ściernicą, odliczoną w kolejności zgodnej z kierunkiem ruchu stołu 1. Przewidziany dozeszlifowania naddatek materiału przedmiotów 5 dzieli się nierównomiernie na poszczególne etapy szlifowania,tak aby w każdym z kolejnych etapów zbierać odpowiednio coraz cieńsze warstwy materiału. Przy szlifowaniuceramiki radiowej ściernicami diamentowymi stosuje się przykładowo następujący podział procentowy całkowi¬tego naddatku na poszczególne etapy szlifowania: I etap - 30 % II etap — 30%, III etap — 20%, IV etap - 15%,V etap - 5%.

Szlifowanie płaskie według wynalazku, przy pomocy urządzenia przedstawionego na fig. 3 i fig. 4 wykonu¬je się następująco: Przewidziane do szlifowania przedmioty 5 ładuje się nasypowo do zasobnika 30 urządzeniawibracyjnego 29. Położenie przedmiotów 5 w zasobniku 30 jest dowolne i nieuporządkowane. Przedmioty 5poddaje się licznym drganiom i przy pomocy prowadnic 31 dokonuje się ich chwytania oraz selekcyjnego usta¬wienia według cech charakterystycznych. Następnie przy pomocy oddzielnie napędzanego przenośnika rynnowe¬go 32 przedmioty 5 przenosi się tuż nad powierzchnię ruchomego stołu 1 i umieszcza się je grawitacyjniew otwartych gniazdach 8.

W trakcie podawania przedmiotów 5 do gniazd 8 stołowi 1 nadaje się jednostajny ruch obrotowy. Jegoprędkość ustala się w zależności od przyjętych parametrów technologicznych szlifowania i z uwzględnieniemwydolności zespołu podawania przedmiotów 5. Częstotliwość grawitacyjnego opadania przedmiotów 5 dogniazd 8 synchronizuje się ruchem stołu 1 przez ręczne dostrojenie przy pomocy potencjometru 34, Ruchemobrotowym stołu 1 wymusza się posuw przedmiotów 5 ustalonych w otwartych gniazdach 8 pod czołami 3kolejnych wirujących ściernic 4. W każdym z kolejnych etapów szlifuje się kolejnymi ściernicami 4 płaszczyznęprzedmiotów 5 nadając im coraz mniejszą wysokość. Ostateczną, docelową wysokość przedmiotów 5 i ostateczneukształtowanie płaszczyzny uzyskuje się w piątym etapie szlifowania. Wszystkie etapy szlifowania przedmio¬tów 5 realizuje się w zakresie nieco większym niż 1/2 obrotu stołu 1.

Po zakończeniu szlifowania i podczas dalszego ruchu stołu 1 przedmioty 5 ustalone w gniazdach 8 poddajesię działaniu dwóch krzyżujących się strumieni powietrza wypływających z nieruchomych dysz 15 i 16, stano¬wiących zakończenia przewodów 17 i 18. Jednym z tych strumieni, wypływającym z dyszy 15 i skierowanympionowo, wzdłuż osi kanałów 10, podnosi się przedmioty 5 z gniazd 8 ponad powierzhchnię ruchomego stołu 1.Drugim strumieniem, wypływającym z dyszy 16 i skierowanym poziomo nad powierzchnią stołu 1, przenosi sięprzedmioty 5 w otwór wlotowy nieruchomego chwytaka 13. Z chwytaka 13 przedmioty 5-opadają grawitacyjniedo dowolnego pojemnika.

Cały proces obróbki przedmiotów 5, począwszy od swobodnego nasypania do zasobnika 30 urządzeniawibracyjnego 29, aż do odbierania ich poprzez chwytak 13 przegieba w sposób ciągły i w cyklu automatycznym.

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób szlifowania płaskiego, zwłaszcza drobnych przedmiotów ceramicznych ustalonych w gniazdachna obrotowym stole, dokonywanego czołem wirującej, napędzanej elektrycznie ściernicy osadzonej na przemiesz¬czanym osiowo i ustalonym w żądanym położeniu wrzecionie, znamienny tym, że oś wrzeciona (7)

142 132 7

nieznacznie nachyla się w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku ruchu stołu (1) pod kątem (a) nieco mniej¬szym od 90°, najkorzystniej zawartym w granicach od 87° do 89°58', do płaszczyzny ruchu stołu (1), zaśczołu (3) ściernicy (4) nadaje się kształt powierzchni stożkowej wyznaczonej przez rozwarte pod kątem (2a)i symetryczne do osi wrzeciona (7) prostoliniowe tworzące (6), po czym reguluje się posuw wgłębny szlifowaniaprzez osiowe przemieszczanie wrzeciona (7), a następnie przedmioty (5) ustala się na powierzchni stołu (1)i przemieszcza ruchem płaskim, stycznie do najbardziej zbliżonej do stołu (1) powierzchni czoła (3) ścierni¬cy (4), najkorzystniej przez obrót stołu (1) wokół osi obrotu (2) usytuowanej do osi wrzeciona (7) pod kątem(90°+a).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny t y m, że szlifowanie powierzchni przedmiotów (5) przepro¬wadza się co najmniej w dwóch następujących po sobie etapach, w trakcie których przedmioty (5) ustalone naruchomym stole (1) przemieszcza się ruchem ciągłym i jednostajnym pod czołami (3) kolejnych, wirującychściernic (4), ustawionych kolejno, zgodnie z kierunkiem ruchu, w zmniejszających się odległościach do powierz¬chni bazowej stołu (1), przy czym w każdym z tych etapów zbiera się coraz cieńsze warstwy materiału, a całycykl obróbki przeprowadza się w zakresie jednego przejścia stołu (1), korzystnie w zakresie kąta obrotu mniejsze¬go niż 300°.

3L Sposób według zastrz. 2, znamienny t y m, że obrabiane przedmioty (5) ustala się przez swobodneułożenie na dnie otwartych gniazd (8) ruchomego stołu (1)/których głębokość jest mniejsza od wysokościprzedmiotów (5), zaś kształt gniazd (8) odpowiedni jest do kształtu przedmiotów (5).

4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym,że przewidziane do szlifowania przedmioty (5) ładujesię nasypowo do zasobnika (30) znanego urządzenia wibracyjnego (29) i przez poddanie ich licznym drganiomdokonuje się ich chwytania oraz ustawienia według cech charakterystycznych, a następnie przy pomocy oddziel¬nie napędzanego przenośnika rynnowego (32) przenosi się je tuż nad powierzchnią ruchomego stołu (1), styczniedo toru ruchu gniazd (8), przy czym częstotliwość grawitacyjnego opadania przedmiotów (5) do gniazd (8)synchronizuje się ruchem stołu (1).

5. Sposób według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że po zakończeniu cyklu obróbki, przedmio¬ty (5) poddaje się działaniu dwóch krzyżujących się strumieni płynu, korzystnie powietrza, wypływającychz nieruchomych dysz (15 i 16), przy czym, jednym z tych strumieni, skierowanym pionowo wzdłuż osi kana¬łów (10) podnosi się przedmioty (5) z gniazd (8) ponad powierzchnię ruchomego stołu (1), zaś drugim strumie¬niem, skierowanym poziomo nad powierzchnią stołu (1) przenosi się przedmioty (5) w otwór wlotowy chwyta¬ka (13).

6. Urządzenie do szlifowania płaskiego, zwłaszcza drobnych przedmiotów ceramicznych, wyposażonew jedno lub więcej wrzecion, napędzanych przy pomocy silników elektrycznych, na których osadzone są pracują¬ce stożkowym czołem ściernice oraz zawierające ruchomy stół, i korzystnie zespół do podawania przedmiotów,znamienne tym, że czoło (3) ściernicy (4) ma kształt powierzchni stożkowej o dużym kącie rozwar¬cia (2a) tworzących (6), korzystnie rozwartych pod kątem 174° do 179°56', zaś wrzeciono (7), na którymosadzona jest ściernica (4) nieznacznie nachylone jest do płaszyzny ruchu stołu (1) i w kierunku prostopadłymdo kierunku ruchu stołu (1) pod kątem (a), dwukrotnie mniejszym od kąta rozwarcia (2a) tworzących (6).

7. Urządzenie według zastrz. 6, z n a m i e n n e tym, żerna wrzeciona (7) przemieszczane osiowo przypomocy znanych mechanizmów precyzyjnej regulacji oraz ustalane do pracy w stałym położeniu.

8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że wyposażone jest w stół (1) o pionowej osiobrotu (2), która przecina się z osią wrzecion (7) pod kątem (90° +a), zaś na górnej powierzchni stołu (1)usytuowane są otwarte gniazda (8) rozmieszczone w jednakowych odległościach od osi obrotu (2), rozstawionerównomiernie na obwodzie i których dna stanowiące powierzchnię bazową usytuowane są na jednakowym pozio¬mie, przy czym głębokość gniazd (8) jest mniejsza od wysokości szlifowanych przedmiotów (5), zaś kształtgniazd (8) jest odpowiedni do kształtu przedmiotów (5).

9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że stół (1), na którym usytuowane są gniazda (8),ma kształt płaskiego pierścienia i osadzony jest współosiowo za pośrednictwem wsporników (12), na okrągłejpłycie nośnej (11), przy czym stół (1) połączony jest sztywno z płytą nośną (11).

10. Urządzenie według zastrz. 8albo 9, znamienne t y m, że ma co najmniej jedną ściernicę (4) okształcie stożka ściętego, której szerokość czynna (b) czoła (3) wyznaczona przez prostoliniową tworzącą (6)jest co najmniej dwukrotnie większa od szerokości (c) obrabianej powierzchni przedmiotów (5), przy czymściernica (4) usytuowana jest nad torem ruchu gniazd (8) tak, że w obszarze najniższego położenia czoła (3) nadpowierzchnią stołu (1) wewnętrzna krawędź czoła (3) oddalona jest od osi toru ruchu gniazd (8) a odległość (a),równą albo nieco większą od połowy szerokości (c) o obrabianej powierzchni przedmiotów (5).

11. Urządzenie według zastrz. 8 albo 9, z n a m i e n n e t y m, że w osi obrotu (2) stołu (1) ma nieru¬chomą kolumnę zakończoną głowicą (9), korzystnie głowicą o kształcie graniastosłupa, na której, na częściobwodu, korzystnie w zakresie nie przekraczającym 300° zawieszone są wrzecienniki (35), usytuowane w jedna¬kowych odległościach od osi obrotu (2) stołu (1) i rozmieszczone w równych odstępach nad stołem (1), przyczym wrzeciennki zawieszone są korzystnie zawiasowo z blokadą położenia wrzeciona (7) do osi obrotu stołu (1)pod kątem (90° +a).

8 142132

12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że konstrukcję nośną obrotowego stołu (1)wraz z połączoną z nim płytą nośną (11) stanowi kolumna zakończona głowicą (9) i wsparta na podłożu (28),korzystnie za pośrednictwem podstawy i wibroizolatorów (22), natomiast zewnętrzna obudowa (23), na którejzawieszony jest zespół napędowy (24) stołu (1) związana jest z kolumną zakończoną głowicą (9) i ze stołem (1)podatnie.

13. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że zespół napędowy (24) zawiera silnik elek¬tryczny, zasilany poprzez znany układ tyrystorowy umieszczony w szafie sterującej (25), przy czym układtyrystorowy wyposażony jest w potencjometr (26) do ręcznej, bezstopniowej regulacji prędkości ruchu stołu (1),usytuowany na pulpicie (27) szafy sterującej (25).

14. Urządzenie według zastrz. 6 albo 7, albo 8, albo 9, albo 12, albo 13, z n a m i e n n e t y m, że mazespół podawania przedmiotów (5), zawierający znane urządzenie wibracyjne (29) z zasobnikiem (30) oraz pro¬wadnicami (31) do chwytania i ustawiania przedmiotów (5), oraz oddzielnie napędzany przenośnik rynnowy (32)z końcówką podającą, usytuowaną tuż nad powierzchnią stołu (1), stycznie do toru ruchu gniazd (8), przy czymukład napędowy (33) przenośnika rynnowego (32)) zasilany jest przez znany układ synchronizujący umieszczo¬ny w szafie sterującej (25) i wyposażony w potencjometr (34) do ręcznego dostrajania częstotliwości podawaniaprzedmiotów (5), usytuowany na pulpicie (27) szafy sterującej (25).

15. Urządzenie według zastrz. 6, albo 7, albo 8, albo 9, albo 12, albo 13, znamienne tym, żew dnach gniazd (8) wykonane są centralne, przelotowe kanały (10) przechodzące pionowo na wskroś przez płytęalbo pierścień stołu (1) oraz, że wyposażone jest w zespół odbioru przedmiotów (5), zawierający nieruchomychwytak (13) usytuowany na bocznej osłonie (14) stołu (1) i posiadający otwór wlotowy skierowany w stronęstołu (1), wychodzący ponad górną jego powierzchnię oraz w dwie nieruchome dysze (15 i 16) o krzyżującychsię osiach wylotów, przy czym dysza (15) usytuowana pod płytą, albo pierścieniem stołu (1) skierowana jestw górę wzdłuż kanałów (10), zaś dysza (16) usytuowana poziomo nad górną powierzchnią stołu (1) skierowanajest w stronę otworu chwytaka (13).

16. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że dysze (15 i 16) połączone są przewodami (17i 18) ze źródłem płynu poprzez znane urządzenia ograniczające przepływ, w postaci dławików (19 i 20), korzy¬stnie dławiki.

17. Urządzenie według zastrz. 15, z n a m i e n n e ty m, że dysze (15 i 16) połączone są przewoda¬mi (17 i 18) ze źródłem płynu poprzez znane urządzenia ograniczające ciśnienie w postaci dławików (19 i 20),korzystnie zawory redukcyjne.

18. Urządzenie według zastrz. 16, albo 17, znamienne tym, że urządzenia ograniczające przepływalbo ciśnienie, w postaci dławików (19 i 20) i/lub przewody (17 i 18) zawieszone są na wsporniku (21) przytwier¬dzonym do bocznej powierzchni głowicą (9).

142 132

Fig. 2 \jz \a\jL

142 132

7 \\ VV W ^AV //fr//\\ /A\ *//V *Rp

/* //\\ /M /}\\ JĄ\ y/\\ f /A*

Pracownia Poligraficzna UP PRL. Nakład 100 egzOna 130 zł