Устройство для обработки кабошонов

Полезная модель относится к механической обработке кристаллов, а именно к устройствам и приспособлениям для обработки кабошонов из драгоценных и поделочных камней.
Известно устройство для осуществления «СПОСОБА ФОРМООБРАЗОВАНИЯ КАБОШОНОВ СО СЛОЖНОПРОФИЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ ИЗ ПОЛУДРАГОЦЕННЫХ КАМНЕЙ» (Патент РФ №2705828, опубл. 12.11.2019), позволяющее проводить обработку камня торцевой поверхностью вращающегося абразивного круга с возможностью возвратно-поступательного движения в плоскости, перпендикулярной оси державки с камнем, управления амплитудой этого движения с помощью средства, включающего качающийся рычаг с прямолинейной базовой поверхностью и возможностью установки заготовки с заданной величиной смещения центра тяжести ее базового сечения в указанной плоскости. Это устройство является громоздким, при работе с ним требуются трудоемкие настроечные работы, копиры и кулачки.
Известно «УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ КАБОШОНОВ ИЗ ПОЛУДРАГОЦЕННЫХ КАМНЕЙ» (патент РФ №2189896, опубл. 27.09.2002), позволяющее проводить обработку камня абразивным кругом, периферия которого имеет профиль вершины кабошона. Устройство содержит платформу с установленной на ней державкой с камнем, связанной с копиром. Копир служит для сообщения державке сложного движения на определенном участке траектории. Устройство достаточно конструктивно сложное и не позволяет настройками, кроме замены абразивного круга, изменять профиль вершины кабошона.
Известно также «УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ КАМНЯ ШЛИФОВАЛЬНЫМ КРУГОМ» (патент РФ №2056264, опубл. 20.03.1996) Устройство содержит шлифовальный круг, держатель, установленный на стойке с возможностью качания относительно нее и выполненный в виде кулисы и штанги, шарнирно соединенных между собой. В держателе расположена оправка для крепления камня с возможностью качания в направлении, перпендикулярном направлению качания держателя. Шарнир, соединяющий кулису и штангу держателя, позволяет производить регулирование радиусов обработки камня независимо друг от друга. Головка камнедержателя выполнена П-образной формы. Устройство достаточно конструктивно сложное, при работе с устройством необходимо вручную проводить качание кулисы и камнедержателя по углам до 180°, что неудобно. К недостаткам устройства можно отнести также невозможность обработки камня полусферической формы из за ограниченного угла качания камнедержателя.
Наиболее близким аналогом предлагаемого устройства, выбранным в качестве прототипа, является устройство для обработки кабошонов, представленное патентом Франции №2464132, МПК B28D 7/04, опубл. 06.11.82, содержащее шлифовальный круг, державку, способную принимать заготовку, средство для вращения державки, средство ручного поворота державки вокруг оси, перпендикулярной ее собственной и ее регулировки относительно шлифовального круга. Тонкий шлифовальный круг может перемещаться одновременно нескольких направлениях. Устройство позволяет получать сферические, полусферические, овальные формы камня способом резки заготовки передним краем тонкого шлифовального круга.
Недостатком данного устройства является то, что обработка малыми радиусами и твердых материалов передним краем тонкого шлифовального круга, одновременно перемещаемым в нескольких направлениях относительно камня, затруднительна ввиду его ограниченной жесткости. Качество обработанной поверхности не высоко, устройство не обеспечивает достаточно высокую точность обработки из-за большого количества подстроек и не позволяет производить полировку.
В основу предлагаемой полезной модели положена задача обработки кабошона из материалов любой твердости, повышение точности обработки и улучшение качества обработанной поверхности.
Поставленная задача решается при реализации предлагаемого устройства за счет достижения технического результата, заключающегося в оптимизации конструкции, сокращении количества настроек и, соответственно, минимизации суммарной их погрешности.
Данный технический результат достигается тем, что устройство для обработки кабошонов, содержащее шлифовальный круг, державку, предназначенную для крепления обрабатываемого камня, средство для приведения державки во вращение, средство ручного поворота державки вокруг оси, перпендикулярной ее собственной, и регулировки ее положения относительно шлифовального круга, включающее съемный кулачок для получения кабошонов различных профилей, новым является то, что шлифовальный круг установлен горизонтально, державка закреплена в помещенный на подшипниках шпиндель внутри корпуса. Корпус расположен на рукоятке, являющейся средством ручного поворота державки вокруг оси, перпендикулярной ее собственной. Рукоятка соединена на подшипниках с горизонтально ориентированным валом, скрепленным с обоймой обеспечивающего возможность поворота рукоятки вокруг оси вертикально ориентированного неподвижного стержня цилиндрического шарнирного соединения. Регулировка положения державки относительно шлифовального круга, определяющего радиус кривизны кабошона отдаленностью точки пересечения этих взаимно перпендикулярных осей от точки касания обрабатываемого камня со шлифовальным кругом, реализована винтовой передачей с функцией перемещения державки вдоль ее оси и состоящей из вмонтированного в рукоятку винта и втулки-гайки, закрепленной в корпусе, а также возможностью перемещения обоймы шарнирного соединения по его стержню вмонтированной в верхнюю часть обоймы гайкой другой винтовой передачи, винт которой опирается на вершину стержня, при этом съемный кулачок, надеваемый на вал и закрепляемый на рукоятке находится в постоянном контакте с опорой, располагаемой под обоймой шарнирного соединения на его стержне.
Сущность полезной модели поясняется фигурами.
На фиг. 1 изображен общий вид устройства,
на фиг. 2 вариант формы съемного кулачка;
на фиг. 3 и 4 изображены варианты положения державки с камнем относительно шлифовального круга.
Устройство для обработки кабошонов (фиг. 1) содержит установленный горизонтально шлифовальный круг 1, вращаемый в направлении 2, державку 3, предназначенную для крепления обрабатываемого камня 4. Державка 3 закреплена, например гайкой 5, в помещенный на подшипниках 6 шпиндель 7 внутри корпуса 8. Корпус 8 расположен на рукоятке 9, являющейся средством ручного поворота державки 3 по направлению 10 вокруг оси 11, перпендикулярной ее собственной оси 12. Рукоятка 9 соединена на подшипниках 13 с горизонтально ориентированным валом 14, скрепленным с обоймой 15 цилиндрического шарнирного соединения. Регулировка положения державки 3 относительно шлифовального круга 1, определяющего радиус R кривизны кабошона отдаленностью точки пересечения взаимно перпендикулярных осей 11 и 12 от точки касания обрабатываемого камня 4 со шлифовальным кругом 1, выполнена винтовой передачей с функцией перемещения державки 3 в направлении 16, состоящей из вмонтированного в рукоятку 9 винта 17 и втулки-гайки 18, закрепленной в корпусе 8, а также возможностью перемещения обоймы 15 шарнирного соединения в направлении 19 по его вертикально ориентированному неподвижному стержню 20, вмонтированной в верхнюю часть обоймы 15 гайкой 21 второй винтовой передачи, винт 22 которой опирается на вершину стержня 20. При этом съемный кулачок 23, надеваемый на вал 14 и закрепляемый, например, винтом 24 на рукоятке 9, находится в постоянном контакте с опорой 25, располагаемой под обоймой 15 шарнирного соединения на его стержне 20. Цилиндрическое шарнирное соединение обеспечивает также возможность поворота рукоятки 9 в направлении 26 вокруг оси стержня 20. Шпиндель 7 для обеспечения вращения в направлении 27 соединен гибким валом 28 с приводом 29, например электродвигателем. Втулка-гайка 18 снабжена шкалой 30 с ценой деления 1 мм, указатель 31 расположен на рукоятке 9. Совпадение оси 11 с плоскостью 32 крепления камня 4 к державке 3 соответствует нулевой отметке шкалы. Привод 33 винта 17 снабжен лимбом 34 с ценой деления 0,1 мм, указатель 35 размещен на рукоятке 9. Винты 36 и 37 являются стопорными установленных положений соответственно корпуса 8 и опоры 25. Гайка 38 является стопорной винтового соединения винта 22 и гайки 21.
Устройство работает следующим образом.
1
Державку 3 с закрепленным на ней камнем 4 вставляют до упора в шпиндель 7 и закрепляют гайкой 5. Необходимый радиус R кривизны поверхности кабошона, определяемый отдаленностью точки пересечения оси 12 державки 3 и перпендикулярной ей оси 11 до точки касания камня 4 со шлифовальным кругом 1, устанавливают путем перемещения державки 3 с камнем 4 в направлении 16 винтовой передачей, состоящей из вмонтированного в рукоятку 9 винта 17 и закрепленной в корпусе 8 втулки-гайки 18, а также перемещением обоймы 15 шарнирного соединения в направлении 19 относительно его неподвижного стержня 20 вмонтированной в верхнюю часть обоймы 15 гайкой 21, винт 22 которой опирается на вершину стержня 20. Для обработки кабошона в форме «полусфера» (фиг. 3) заданным размером радиуса R, вращая привод 33 винта 17, перемещают втулку-гайку 18, совмещая нулевую отметку нониуса 30 с указателем 31 так, чтобы плоскость 32 крепления камня с державкой совпала с осью 11. Далее устанавливают винтом 22 положение оси 11 над шлифовальным кругом равным заданному размеру R. Для обработки кабошона в форме «плоский» (фиг. 4) заданными радиусом R и высотой Н, вращая привод 33 винта 17 перемещают втулку-гайку 18 так, чтобы плоскость 32 крепления камня с державкой сместилась от оси 11 на размер Н, который равен разности заданных размеров R и Н, совмещая нужную отметку нониуса 30 с указателем 3, а винтом 22 положение оси 11 над шлифовальным кругом устанавливают на расстоянии R. Винтом 36 и гайкой 38 стопорят соответственно установленные положения корпуса 8 и винта 22. Обработку кабошона производят на вращающемся в направлении 2 шлифовальном круге 1 в постоянном контакте с вращающемся установленным на оправке 3 камнем 4 и медленном перемещении вручную рукоятки 9 вокруг оси 11 в пределах 90° в направлении 10 и в направлении 26 вокруг оси неподвижного стержня 20, используя всю рабочую поверхность шлифовального круга 1. Используя съемный кулачок 23, надеваемый на вал 14 и закрепляемый на рукоятке 9, возможна обработка кабошона с профилем поверхности, отличной от сферической. Изменение параметров кабошона R и Н возможно проводить оперативно во время работы.
Предлагаемое устройство позволяет производить обработку кабошона поэтапно со снятием для контроля, измерений и последующей установки державки с камнем без дополнительной регулировки. Предлагаемое устройство позволяет также выполнять полировку кабошонов заменой шлифовального круга на полировальный.