Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ЦЕНТРИРОВАНИЯ УГЛОВОГО ШАБЛОНА, ЦЕНТРИРОВАННЫЙ УГЛОВОЙ ШАБЛОН (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ЕГО НАСТРОЙКИ (ВАРИАНТЫ)

Предлагаемые изобретения относятся к угловым шаблонам для установки заднего угла заточки сверл в заточных устройствах, применяемых в машиностроении и в других отраслях хозяйственной деятельности - со сверлильными операциями.

При наладке заднего угла заточки сверла в заточном устройстве применяют особый угловой шаблон, на одной стороне угла которого (назовем ее «образующей») сделан вырез, выступами которого шаблон должен касаться шлифовального круга. Затем, устанавливают «базовую поверхность устройства» (на которую укладывают затачиваемое сверло) по второй стороне угла шаблона (ее назовем «направляющей»), добиваясь параллельности, но так, чтобы ось сверла (при заточке) была на уровне виртуального «центра образующей», т.е. ее середины, между выступами выреза. Иначе полученный задний угол, при заточке сверла, не будет равен шаблонному, а это повлечет снижение стойкости сверла и другие отрицательные последствия.

Пояснение. Задний угол α - угол между осью сверла и касательной к шлиф. кругу в точке касания. За эту точку можно принять центр (середину) образующей, который расположен вблизи точки касания, т.к. при радиусе круга 80 мм и длины образующей в вырезе 20 мм, между ними около 0,6 мм и, почти, на одном уровне.

Известен угловой шаблон с вырезами, применяемый для установки заднего угла при заточке сверл в устройстве по патенту RU №2459693. Там (см. фиг. 9) этот шаблон выполнен в виде шестигранной пластины, 2 кромки которой - «образующие» стороны углов, а 4 - «направляющие» стороны углов. В этом шаблоне есть отверстие, которым он, при наладке устройства, насаживается на специальный стержень (продольный суппорт), для установки расстояния того от поверхности шлифовального камня, что позволяет настраивать базовую поверхность по углам самого шаблона.

В описании этого аналога сказано: «С помощью показанного шаблона можно получить задние углы 7°, 9°, 11° и 14°. Четыре боковые кромки шаблона 45 имеют эти углы относительно центральной оси шаблона». И что назвали «осью»?

Как таким шаблоном настраивать задние углы в других заточных устройствах, где нет этого «продольного суппорта» с регулируемым расстоянием до шлиф. круга? Если высота центра образующей в шаблоне, относительно направляющей, не известна, а диапазон радиусов затачиваемых сверл большой, то возможно отклонение заднего угла на несколько градусов, в зависимости от диаметров затачиваемых сверл и шлифовального круга, что не допустимо для сверл. Отсутствие указателя на центр образующей и его высоты, т.е. ориентира оси затачиваемого сверла, - это главный его недостаток. Другой недостаток аналога - малое число (4) фиксированных углов.

Цель изобретений: увеличение количества фиксируемых углов, но, главное - повышение точности установки в приспособлениях заднего угла заточки сверл, с помощью шаблонов, для обеспечения равенства углов, полученных на сверле, шаблонным. Для этого предложен способ центрирования углового шаблона, на основе введения понятия - «центровка» и важного параметра углового шаблона (необходимого для точной наладки) - «уровень центровки». На основе этого способа предложены различные варианты центрированных угловых шаблонов.

А целью изобретений способов применения центрированных угловых шаблонов является введение новых, отличительных, приемов применения предлагаемых шаблонов, основанных на использовании нового параметра - уровня центровки.

Итак, предложен способ центрирования углового шаблона, содержащего угол с направляющей и образующей, т.е. обозначение на его поверхности центровки - указателя на центр (середину) образующей в вырезе, в виде: линии (риски) параллельной направляющей, проведенной на уровне центра образующей; или маркировки ее уровня - расстояния от центровки до направляющей; или этой линии с маркировкой уровня. Здесь и далее новые понятия даны без кавычек.

1-й вариант центрированного углового шаблона предложен в виде пластины с направляющей и образующей, в котором на пластине обозначена центровка и маркировка величины каждого угла образующей с направляющей.

На его основе даны еще 3 модификации, когда в пластине выполнено:

1) 2 угла, где 1 направляющая, 2 образующие и 1 центровка;

2) 4 угла, где 4 направляющие, 2 образующие и 4 центровки;

3) 4 угла, где 2 направляющие, 4 образующие и 4 центровки.

Примечание. В вариантах 1.1 и 1.2 возможно большее число центровок.

2-й вариант центрированного углового шаблона - в виде пластины, с направляющими и образующими, выполненной в виде N-угольника, часть сторон которого являются образующими, а направляющими углов служат смежные стороны образующих и их последующие стороны, с нанесением центровок и маркировок - основных и слагаемых углов.

3-й вариант центрированного углового шаблона - в виде пластины, с направляющими и образующими, по модификациям 1-3, дополненной одним или двумя клиновыми движками, насаженными на направляющие, с возможностью перестановки и упругой фиксации, с добавлением центровок по ним.

4-й вариант центрированного углового шаблона, с направляющей и образующей, выполнен в виде державки с одной или двумя неподвижными направляющими и центровкой, с размещенным на державке, с возможностью перестановки и фиксации, диском - с многопозиционными образующими и маркировкой углов, с совпадением их центровок с общей на державке - при перестановках образующих диска.

В каждой образующей диска выполнены фиксирующие пазы, на равном расстоянии от центра и симметрично линии центровки, а на державке - фиксирующий язычок так, что при перестановках диска их центровки совпадают с общей - на державке, а расположены углы (образующие) на диске - с чередованием направляющих. Диск может быть сменным или их установлено на державке два - на ее концах.

5-й вариант центрированного углового шаблона, с направляющей и образующей, выполнен в виде державки с неподвижной направляющей и с центровкой, с размещенной на ней, с возможностью поворота и фиксации пластины, одна кромка которой выполнена в виде дуги сектора с угловой шкалой, а противоположная, от центра поворота, - в виде образующей с вырезом, с сохранением общей центровки на державке, при поворотах. При этом сохранение центра образующей на линии центровки, при повороте сектора, обеспечивает упоры для сектора на державке, при касании их дугой сектора, с фиксацией винтом, через дугообразный паз.

6-й вариант центрированного углового шаблона, с направляющей и образующей, выполнен с подвижным уровнем центровки - в виде комбинации плоского основания, с подвижным параллелограммом, путем шарнирного соединения его сторон (планок), с фиксацией, в котором: образующая с вырезом выполнена подвижной - на боковой планке; направляющей служит кромка нижней части основания; верхняя планка соединена с образующей, вблизи ее центра; на основании нанесены шкалы углов и уровней центровок, с указателем угла - на 2-й боковой планке и указателем уровня центровок - на верхней планке, в виде продольного среза, с уклоном, полученным из расчета величины угла, положения шкалы и расстояний от центра образующей до шарниров боковой планки с образующей. А показания по шкале уровней определяются точками пересечения указателя уровня с вертикальной чертой на шкале.

7-й вариант центрированного углового шаблона, с направляющей и образующей, выполнен в виде двух планок со срезанными под острым углом концами (с одной стороны), прижатых упругими хомутиками (или державкой с полками), в виде образующей с вырезом, угол которой меняют по величине, путем плавного взаимного перемещения планок, с фиксацией, с обозначением центровки и угловой шкалы, преобразованной в нелинейную - вдоль прилегания планок, с градуировкой по формуле: l=h×tg α, где l - расстояние от начала шкалы до соответствующего штриха, h - суммарная ширина планок, а α - величина обозначаемого угла шаблона.

8-й вариант центрированного углового шаблона, с направляющей и образующей, выполнен совмещением пластины, по варианту 1.3, с ползуном, нижняя кромка которого является направляющей, выполненного с возможностью перемещения вдоль упоров на пластине, с фиксацией, и смены направляющих, при перевороте ползуна вдоль и/или поперек оси перемещения, с добавлением шкалы центровок.

9-й вариант центрированного углового шаблона, с направляющей и образующей, выполнен совмещением державки с диском, по варианту 4, с подвижной направляющей, в виде кромок ползуна, который выполнен аналогично варианту 8.

10-й вариант центрированного углового шаблона, с направляющей и образующей, выполнен совмещением державки с сектором, по варианту 5, с подвижной направляющей, в виде нижней кромки ползуна, который выполнен аналогично варианту 8.

11-й вариант центрированного углового шаблона, с направляющей и образующей, выполненный совмещением шаблона с двумя планками, по варианту 7, с подвижной направляющей, в виде нижней кромки ползуна, аналогично варианту 8.

12-й вариант центрированного углового шаблона, с направляющей и образующей, выполнен в виде державки с диском, по варианту 4, и подвижных направляющих, в виде кромок рамки, выполненной в форме параллелограмма переменной высоты, две стороны которого - параллельные планки, с шарнирным соединением сторон, при этом державка шарнирно соединена с серединами боковых сторон так, что, при изменении высоты параллелограмма, с фиксацией, центровка державки остается параллельной кромкам рамки и на равном расстоянии от них. Причем шаблон может содержать сменный диск или державку с двумя дисками - на ее концах.

13-й вариант центрированного углового шаблона, с направляющей и образующей, выполнен в виде державки с центровкой и, с размещенными на ней сектором, по варианту 5, и подвижной направляющей, в виде нижней кромки рамки, по варианту 12.

14-й вариант центрированного углового шаблона, с направляющей и образующей, выполнен совмещением шаблона, по варианту 7, с подвижной направляющей, в виде нижней кромки рамки, по варианту 12.

Всего предложено 23 варианта шаблонов, в т.ч. 14 основных. Модификаций могло быть больше, но они не даны, из-за низких потребительских свойств, напр., совмещением сменных пластин по варианту 1.1 с рамкой по варианту 12 и т.п.

А еще предложено 3 способа применения этих шаблонов, которые нужны для настройки устройств для заточки сверл под нужный задний угол сверла. Вначале фиксируют нужный угол (образующую) на шаблоне и положение центровки. Затем, по шаблону, устанавливают базовую поверхность станка (или приспособления для заточки сверл), т.е. поверхность, на которую кладут затачиваемое сверло или накладной блок с ним - для совпадения положения оси сверла, во время заточки, по высоте - с центровкой шаблона. Но, иногда, нужно: или под направляющую шаблона класть подкладку - при наладке, или под сверло - при заточке, что зависит от варианта и размера шаблона. А уровень центровки определяют и устанавливают по шкале или путем измерения расстояния от направляющей до ее центровки (штангенциркулем).

Примечание. После описанных ниже действий каждого способа по настройке заднего угла в устройстве для заточки сверл его фиксируют, а затем продолжают уже общеизвестную наладку устройства и заточку сверл, напр., установку угла в плане и т.д.

1. Способ применения центрированного углового шаблона, выполненного по вариантам 1-7: 1) устанавливают нужный угол; 2) вычисляют разность δ между уровнем центровки и радиусом затачиваемого сверла (или половиной толщины зажимного блока со сверлом); 3) при этом, если разность δ отрицательная, то, при настройке базовой поверхности по этому шаблону, нужно подкладывать под шаблон прокладку толщиной δ; 4) если разность δ положительная, то, после настройки базовой поверхности устройства по этому шаблону и фиксации ее, нужно, при заточке сверла, подкладывать под него (или под зажимной блок) прокладку толщиной δ.

Упрощается (без вычислений) применение углового шаблона, если у него есть возможность регулировать уровень центровки, как это в вариантах 8-11.

2. Способ применения центрированного углового шаблона, выполненного по вариантам 8-11: 1) устанавливают нужный угол; 2) положение ползуна устанавливают и фиксируют так, чтобы уровень центровки был равен радиусу сверла (или половине толщины блока, с зажатым сверлом); 3) далее фиксируют и продолжают общеизвестную наладку заточного устройства (при необходимости используя подкладку под сверло).

И значительно проще применение последних вариантов углового шаблона.

3. Способ применения центрированного углового шаблона, выполненного по вариантам 12-14: 1) устанавливают в шаблоне нужный угол; 2) положение центровки устанавливают и фиксируют так, чтобы высота рамки была равна диаметру сверла или толщине блока, с зажатым сверлом (выравнивают по блоку), и продолжают общеизвестную наладку заточного устройства (при необходимости используя подкладку под сверло).

Устройство центрированных угловых шаблонов изображено на чертежах:

- на фиг. 1 - схема обозначения центровки на шаблоне;

- на фиг. 2-4 - модификации шаблонов по вариантам 1.2, 1.3 и варианту 2;

- на фиг. 5-6 - шаблон по варианту 3 с сечением по А-А;

- на фиг. 7-9 - диск и шаблон по варианту 4, с сечением по Б-Б;

- на фиг. 10-11 - шаблон по варианту 5, с сечением по В-В;

- на фиг. 12 - шаблон по варианту 6;

- на фиг. 13-14 - шаблон по варианту 7, с сечением по Г-Г;

- на фиг. 15-16 - шаблон по варианту 8 и изображение ползуна;

- на фиг. 17-18 - шаблоны по вариантам 9 и 10;

- на фиг. 19-20 - шаблоны по вариантам 11 и 14.

Схема центрирования и примеры выполнения предлагаемых шаблонов.

Три модификации первого варианта изображены на фиг. 1-3. Причем на фиг. 1 показана половина шаблона модификации 1.1, со схемой центрирования. На всех фигурах (с 1 по 20) одинаковые номера позиций соответствуют однотипным деталям.

Везде подразумевается: пластина 1, с маркировкой величины угла шаблона 2 (напр. 9°), с образующей 3 (АВ) и направляющей 4 (ВС); в образующей выполнен вырез 5 с двумя выступами, а в ее середине (между выступами А и В) схематично точкой указан виртуальный центр 6 (О) образующей. Также на всех шаблонах (на пластинах или державках) нанесена центровка 7, т.е. выделена часть виртуальной линии (OD), проходящей через центр 6 образующей 3 параллельно направляющей 4 (ВС), и есть маркировка уровня 8 центровки (10 мм). Это задний угол заточки сверла α (т.е. угол между перпендикуляром к оси сверла и касательной к поверхности точильного круга в точке касания). Он равен углу между центровкой и перпендикуляром (ОЕ) к образующей, в ее центре. Но, фактически, в пластине шаблона выполнен не маркированный, а «общий» угол по формуле: φ(ABC)=90°+α.

2-й вариант (фиг. 4) отличается от 1.3 (фиг. 3) тем, что, кроме попарно общих направляющих 4, дополнительно содержит смежные направляющие 9 с уклоном 2°.

При их использовании 2° плюсуются к основным. Это вдвое увеличило число углов: 4°, 6°, 8°, 10°, 12°, 14°, 16°, 18° - с центровками и маркировкой их уровней на пластине.

3-й вариант углового шаблона получен установкой на плоский шаблон, напр. 1.2 или 1.3, клинового движка 10 (фиг. 5 и 6), разного исполнения. Здесь содержит клин 11, с уклоном 2° (с маркировкой), с упругими щечками 12 с заклепками 13. Его перестановки втрое увеличивают число углов: 4°, 6°, 8°, 10°, 12°, 14°, 16°, 18°, 20°, 22°, 24° и 26°. Уровень 10 мм - у центровок без движка, а с ним - до его направляющей.

4-й вариант углового шаблона (фиг. 7-9) получен размещением на средней линии плоской державки 14 (с параллельными направляющими 4) диска 15, с многопозиционными образующими с вырезами (здесь их 6, а на фиг. 17-8). Для ориентации в каждой образующей выполнены фиксирующие пазы 16, на равном расстоянии от центра и симметрично линии центровки, а на державке - фиксирующий язычок 17 на линии центровки 7. Фиксированные углы (образующие) расположены на дисках парами - «спина к спине», чередуя обе направляющие (переворачивая шаблон). При перестановках диска их центровки совпадают с общей на державке. А крепить диск на державке лучше с возможностью упругого отклонения и смещения вдоль оси крепления (при поворотах диска), например, с помощью винта 18 с гайкой (с контргайкой) и резиновой шайбы 19 (фиг. 9). Диск может быть сменным, а если их установить на державке два - на ее концах, то число фиксируемых углов удвоится.

5-й вариант шаблона (фиг. 10, 11) выполнен размещением на державке 14, с возможностью поворота и фиксации пластины 1, одна кромка которой выполнена в виде дуги сектора 20 с угловой шкалой 21, а противоположная от центра поворота - в виде образующей с вырезом, с сохранением, при поворотах, общей центровки 7 и направляющей 4 на державке 14. Удержание центра образующей на линии центровки, при повороте сектора, обеспечивают упоры 22 для сектора на державке (при касании их дугой сектора 20), с фиксацией гайкой с винтом 18, через дугообразный паз 23.

6-й вариант шаблона (фиг. 12) выполнен как комбинации плоского основания 24 с подвижным параллелограммом, путем шарнирного соединения его сторон (планок), с фиксатором 18, в котором: образующая с вырезом выполнена подвижной на боковой планке 25; направляющей 4 служит кромка нижней части основания; верхняя планка 26 соединена с образующей (вблизи ее центра); на основании нанесены шкалы углов 27 и уровней центровок 28, с указателем угла 29 - на 2-й боковой планке и указателем уровня центровок 30 - на верхней планке, в виде продольного среза, с уклоном, полученным исходя из величины угла, положения шкалы и расстояний от центра образующей до шарниров боковой планки с образующей.

А показания по шкале уровней определяются точками пересечения указателя уровня 30 с вертикальной чертой 31 на шкале 28.

Пояснение. В 5-м и 6-м вариантах углы меняются плавно, с помощью подвижной образующей. При этом в 5-м варианте центр образующей неподвижен - с центровкой на одном уровне, а в 6-м, по мере увеличения угла, он опускается по дуге, связанной с нижним шарниром боковой планки (с образующей). Т.е. уровень центровки подвижный. Поэтому здесь уровни обозначены в виде шкалы с горизонтальными штрихами (рисками), а указатель уровня, соответствующий конкретному углу образующей, выполнен «ползущим» по наклонному срезу.

7-й вариант шаблона (фиг. 13, 14) состоит из двух планок (верхней 32 и нижней 33, объединенных упругими хомутиками 34) со срезанным под острым углом одним концом - в виде образующей с вырезом. Угол меняют путем плавного перемещения верхней планки, с фиксацией силами трения упругих хомутиков. Направляющая 4 - внизу нижней планки, а над центровкой вырезан паз 35 для губки штангенциркуля, в низу еще два - для губок хомутиков 34, которыми и прижимаются планки друг к другу. На ней же нанесена угловая шкала 36 (с указателем на верхней планке), которая преобразована в линейную - вдоль прилегания планок, с градуировкой по формуле: l=h×tgα, где l - расстояние от начала шкалы до штриха, h - суммарная ширина планок, а α - величина обозначаемого угла шаблона.

8-й вариант шаблона (фиг. 15) выполнен совмещением пластины 1 с четырьмя образующими с вырезами, по варианту 1.3 (фиг. 3), с ползуном 37 (фиг. 16) с продольным пазом 38 и с 6-ю направляющими (3 нижние и 3 верхние кромки ползуна). Ползун выполнен с возможностью перемещения вдоль 6-и боковых упоров 22 на пластине 1 (аналогичным на фиг. 11), с фиксацией гайкой с винтом 18, и смены направляющих, при перевороте ползуна вдоль и/или поперек оси перемещения. Кроме обычных маркировок углов возле 4-х образующих и их центровок, в пластине 1 вырезаны 4 окна 39, а между ними штрихами проставлено еще по 5 центровок, с учетом наклона всех направляющих на кромках ползуна: 0°, 1°, 2°, 3° и 4°. Эти штрихи являются указателями 40 для шкал уровней центровок 41 в окнах 39.

На обеих сторонах ползуна 37 (фиг. 16), кроме маркировки углов наклона 6-и направляющих (0° - дважды), обозначены 4 шкалы уровней центровок 41. Например, в шаблоне на фиг. 15 для образующей в 15° (см. в правом нижнем окне) зафиксировано: а) по средней направляющей (штрих в 0°), т.е. при общем угле шаблона в 15°, уровень центровки равен 19,5 мм; б) по правой направляющей (штрих в 2°), т.е. при общем угле шаблона в 17°, уровень центровки равен 18 мм.

9-й вариант шаблона (фиг. 17) выполнен совмещением державки 14 с диском 15 (по варианту 4 - фиг. 8), с подвижными направляющими, в виде кромок ползуна, аналогично варианту 8 (фиг. 15). Но здесь ползун не переставляется и имеет только две направляющие 4 и две шкалы уровней центровок, а на державке - два окна 39 с указателями 40 уровней центровок. Диск имеет 8 маркированных углов - от 6° до 20°.

10-й вариант шаблона (фиг. 18) выполнен совмещением державки 14 с сектором 20 (по варианту 5 фиг. 10) с подвижной направляющей 4, в виде нижней кромки ползуна 37, который выполнен аналогично варианту 9. Здесь на ползуне одна шкала уровней центровок 41, а на державке - одно окно 37 с одним указателем 40 уровней - самой центровкой. Т.е. в шаблоне плавное изменение угла и уровней центровки.

11-й вариант шаблона (фиг. 19) выполнен совмещением шаблона с двумя планками 32 и 33 (по варианту 7 фиг. 13) с подвижной направляющей 4, в виде нижней кромки ползуна 37, аналогично варианту 9. Но здесь, вместо хомутиков, используется державка с полками 42, в виде продольной пластины с полками на концах, выполненных так, чтобы между ними по длине укладывался ползун, а по ширине - обе планки, по вырезам в нижней. На нижней планке, кроме угловой шкалы, выполнено окно 39, верхний срез которого на уровне центровки и является указателем ее уровней по шкале, выполненной на ползуне. Для фиксации ползуна и планок используют винты 18 (с гайками и шайбами или пластинками 43).

Рассмотрение оставшихся вариантов продолжим с последнего 14-го варианта, как наиболее сложного из них и изображенного на чертеже (фиг. 20). Это комбинация шаблона по варианту 7 с подвижной направляющей 4, выполненной в виде нижней кромки рамки, являющейся параллелограммом с шарнирным соединением сторон. Вместо хомутиков используется державка с полками 42, в форме швеллера, между полками которого укладываются обе планки 33 и 34, с угловой шкалой на нижней и указателем на верхней.

Фиксируется державка с планками винтами 18 (с гайками и шайбами или пластинками 43) на середине боковых сторон параллелограмма так, чтобы центры винтов и нижняя кромка паза 35 (она же центровка) находились на средней линии параллелограмма. Чтобы при изменении высоты рамки, с фиксацией, центровка 40 шаблона оставалась параллельной кромкам рамки и на равном расстоянии от них.

12-й вариант шаблона (без чертежа) выполнен в виде шаблона с диском, по варианту 4, совмещенного с подвижными направляющими, в виде кромок рамки, по варианту 14. Он может содержать сменный диск или державку с двумя дисками на ее концах. Число фиксируемых углов зависит от размеров диска, а с двумя - удваивается.

13-й вариант шаблона (без чертежа) выполнен в виде державки с центровкой и с размещенным на ней сектором, по варианту 5, совмещенных с подвижной направляющей, в виде нижней кромки рамки, по варианту 14.

В этой части описания опущено применение центрированных угловых шаблонов, т.к. оно подробно (по 3-м группам) было изложено выше. Отметим эти группы.

Первая группа: 7 вариантов центрированных угловых шаблонов - с неподвижными направляющими. А в ней более десятка различных модификаций.

Вторая группа: 4 варианта центрированных угловых шаблонов с подвижными направляющими - в виде нижней кромки ползуна, с регулируемым уровнем центровки.

Третья группа: 3 варианта центрированных угловых шаблонов с подвижными направляющими, но в виде нижней кромки рамки, с регулируемой высотой всей рамки.

Выбор варианта шаблона к использованию определяется его ценой, количеством маркированных углов, точностью и удобством наладки с его помощью приспособления для заточки сверл. Так, для наладки заднего угла заточки сверла дешевле шаблон по варианту 2 (фиг. 4) - в нем 8 углов, а для наладки приспособлений без расчетов - использовать шаблон варианта 8 (фиг. 15), т.е., что у него 20 различных углов, от 5° до 25° - через один градус. Заметим - у аналога всего 4 угла.

Но, главное - их применение повышает качество фиксации этих углов, обеспечивая точность, т.е. равенство указанных (маркированных) в них углов и полученных при заточке, что повышает стойкость заточенных с их применением сверл и улучшает результаты сверлильных операций. При этом они не «привязаны» к конкретному станку.