УПРУГОЕ ЗАЖИМНОЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЕ (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ АБРАЗИВНОЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ДОВОДКИ ПЛАСТИНЧАТОГО СЕГМЕНТА ДУГООБРАЗНОЙ ПОЛОСЫ
RESILIENT CLAMPING DEVICE (VERSIONS) AND METHOD OF ARC STRIP PLATE SEGMENT ABRASIVE ELECTROCHEMICAL FINISHING

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Данное изобретение относится в целом к электрохимической доводке. Более конкретно, данное изобретение относится к приспособлениям, устройствам и способам для абразивной электрохимической доводки пластинчатых сегментов дугообразной полосы в упругом уплотнении.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002] Как правило, упругое уплотнение выполнено из пластинчатых сегментов дугообразной полосы, которые установлены вокруг ротора паровой турбины турбоустановки. Пластинчатые сегменты установлены таким образом, что между концами их пластин и ротором паровой турбины может поддерживаться малый зазор для минимальной утечки пара. Пластинчатые сегменты дугообразной полосы не соприкасаются с ротором паровой турбины и обеспечивают надежное уплотнение. До установки вокруг ротора паровой турбины пластинчатые сегменты подвергают механической обработке, т.е. доводят, для приведения в соответствие с малым зазором.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] В первом аспекте изобретения предложено упругое зажимное приспособление, содержащее вогнутый опорный блок, имеющий отверстия для размещения крепежных элементов, съемные первый и второй концевые блоки, выполненные с возможностью установки на противоположных концах вогнутого опорного блока, съемные первую и вторую лицевые плиты, прикрепленные к противоположным сторонам вогнутого опорного блока при помощи указанных крепежных элементов, и область пространства между съемными первой и второй лицевыми плитами, съемными первым и вторым концевыми блоками и вогнутым опорным блоком.
[0004] Во втором аспекте изобретения предложено упругое зажимное приспособление, содержащее выпуклый опорный блок, имеющий отверстия для размещения крепежных элементов, съемные первый и второй концевые блоки, выполненные с возможностью установки на противоположных концах выпуклого опорного блока, съемные первую и вторую покрывающие плиты, выполненные с возможностью установки соответственно на съемных первом и втором концевых блоках, съемные первую и вторую лицевые плиты, прикрепленные к противоположным сторонам выпуклого опорного блока при помощи указанных крепежных элементов, и область пространства между съемными первой и второй лицевыми плитами, съемными первым и вторым концевыми блоками и выпуклым опорным блоком.
[0005] В третьем аспекте изобретения предложен способ абразивной электрохимической доводки пластинчатого сегмента дугообразной полосы, включающий зажатие пластинчатого сегмента дугообразной полосы в первом упругом зажимном приспособлении, доводку концов пластин пластинчатого сегмента дугообразной полосы с помощью электрохимической шлифовальной установки, удаление пластинчатого сегмента дугообразной полосы из первого упругого зажимного приспособления и зажатие пластинчатого сегмента дугообразной полосы во втором упругом зажимном приспособлении, и доводку пластин пластинчатого сегмента дугообразной полосы с помощью указанной электрохимической шлифовальной установки.
[0006] В четвертом аспекте изобретения предложено устройство для абразивной электрохимической доводки пластинчатого сегмента дугообразной полосы, содержащее упругое зажимное приспособление, которое содержит вогнутый опорный блок, имеющий отверстия для размещения крепежных элементов, съемные первый и второй концевые блоки, выполненные с возможностью установки на противоположных концах вогнутого опорного блока, съемные первую и вторую лицевые плиты, прикрепленные к противоположным сторонам вогнутого опорного блока при помощи указанных крепежных элементов, и область пространства между съемными первой и второй лицевыми плитами, съемными первым и вторым концевыми блоками и вогнутым опорным блоком, электрохимическую шлифовальную установку для доводки пластинчатого сегмента дугообразной полосы, и систему управления, присоединенную к электрохимической шлифовальной установке и выполненную с возможностью управления шлифовальной установкой во время доводки пластинчатого сегмента дугообразной полосы.
[0007] В пятом аспекте изобретения предложено устройство для абразивной электрохимической доводки пластинчатого сегмента дугообразной полосы, содержащее упругое зажимное приспособление, которое содержит выпуклый опорный блок, имеющий отверстия для размещения крепежных элементов, съемные первый и второй концевые блоки, выполненные с возможностью установки на противоположных концах выпуклого опорного блока, съемные первую и вторую покрывающие плиты, выполненные с возможностью установки соответственно на съемных первом и втором концевых блоках, съемные первую и вторую лицевые плиты, прикрепленные к противоположным сторонам выпуклого опорного блока при помощи указанных крепежных элементов, и область пространства между съемными первой и второй лицевыми плитами, съемными первым и вторым концевыми блоками и выпуклым опорным блоком, электрохимическую шлифовальную установку для доводки пластинчатого сегмента дугообразной полосы и систему управления, присоединенную к электрохимической шлифовальной установке и выполненную с возможностью управления шлифовальной установкой во время доводки пластинчатого сегмента дугообразной полосы.
[0008] В шестом аспекте изобретения предложено устройство для абразивной электрохимической доводки пластинчатого сегмента дугообразной полосы, содержащее упругое зажимное приспособление, которое содержит выпуклый опорный блок, имеющий отверстия для размещения крепежных элементов, съемные первый и второй концевые блоки, выполненные с возможностью установки на противоположных концах выпуклого опорного блока, съемные первую и вторую покрывающие плиты, выполненные с возможностью установки соответственно на съемных первом и втором концевых блоках, съемные первую и вторую лицевые плиты, прикрепленные к противоположным сторонам выпуклого опорного блока при помощи указанных крепежных элементов, и область пространства между съемными первой и второй лицевыми плитами, съемными первым и вторым концевыми блоками и выпуклым опорным блоком, электрохимический шлифовальный стол, содержащий по меньшей мере одну проводящую шлифовальную консоль для доводки пластинчатого сегмента дугообразной полосы, и систему управления, присоединенную к указанному приспособлению и электрохимическому шлифовальному столу и выполненную с возможностью управления перемещением поворотного стола приспособления и проводящей шлифовальной консоли электрохимического шлифовального стола во время доводки пластинчатого сегмента дугообразной полосы.
[0009] В седьмом аспекте изобретения предложен способ абразивной электрохимической доводки пластинчатого сегмента дугообразной полосы, включающий зажатие пластинчатого сегмента дугообразной полосы в первом упругом зажимном приспособлении, доводку концов пластинчатого сегмента дугообразной полосы с помощью электрохимической шлифовальной установки, удаление пластинчатого сегмента дугообразной полосы из первого упругого зажимного приспособления и зажатие пластинчатого сегмента дугообразной полосы во втором упругом зажимном приспособлении, зажатие пластинчатого сегмента дугообразной полосы во втором упругом зажимном приспособлении на электрохимическом шлифовальном столе и доводку пластин пластинчатого сегмента дугообразной полосы с помощью электрохимического шлифовального стола.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0010] Эти и другие особенности данного изобретения станут более понятны из нижеследующего подробного описания различных аспектов изобретения при его рассмотрении совместно с прилагаемыми чертежами, которые изображают различные варианты выполнения изобретения и на которых:
[0011] фиг.1 изображает схематический вид пластинчатого набора дугообразной полосы по одному варианту выполнения данного изобретения,
[0012] фиг.2 изображает частичный разрез пластины пластинчатого сегмента дугообразной полосы по одному варианту выполнения данного изобретения,
[0013] фиг.3 изображает частичный схематический разрез устройства для абразивной электрохимической доводки пластинчатого сегмента дугообразной полосы по одному варианту выполнения данного изобретения,
[0014] фиг.4 изображает схематический вид сбоку показанного на фиг.3 устройства для абразивной электрохимической доводки пластинчатого сегмента дугообразной полосы по одному варианту выполнения данного изобретения,
[0015] фиг.5 изображает другой схематический вид пластинчатого набора дугообразной полосы по одному варианту выполнения данного изобретения,
[0016] фиг.6 изображает еще один схематический вид пластинчатого набора дугообразной полосы по одному варианту выполнения данного изобретения,
[0017] фиг.7 изображает частичный схематический разрез другого приспособления для упругого зажатия пластинчатого сегмента дугообразной полосы по одному варианту выполнения данного изобретения,
[0018] фиг.8 изображает схематический вид сбоку показанного на фиг.7 приспособления для упругого зажатия пластинчатого сегмента дугообразной полосы по одному варианту выполнения данного изобретения,
[0019] фиг.9 изображает частичный схематический разрез другого устройства для абразивной электрохимической доводки пластинчатого сегмента дугообразной полосы по одному варианту выполнения данного изобретения,
[0020] фиг.10 изображает вид сверху показанного на фиг.9 устройства для абразивной электрохимической доводки пластинчатого сегмента дугообразной полосы по одному варианту выполнения данного изобретения,
[0021] фиг.11 изображает увеличенный вид сбоку, иллюстрирующий абразивную электрохимическую доводку пластинчатого сегмента дугообразной полосы по одному варианту выполнения данного изобретения,
[0022] фиг.12 изображает частичный схематический разрез, иллюстрирующий абразивную электрохимическую доводку пластинчатого сегмента дугообразной полосы по одному варианту выполнения данного изобретения,
[0023] фиг.13 изображает другой увеличенный частичный схематический разрез, иллюстрирующий абразивную электрохимическую доводку пластинчатого сегмента дугообразной полосы по одному варианту выполнения данного изобретения, и
[0024] фиг.14 изображает другой частичный вид сбоку, иллюстрирующий абразивную электрохимическую доводку пластинчатого сегмента дугообразной полосы по одному варианту выполнения данного изобретения,
[0025] Следует отметить, что чертежи могут быть выполнены не в масштабе. Данные чертежи предназначены для отображения только типичных аспектов изобретения и, следовательно, не должны рассматриваться как ограничивающие объем изобретения. На чертежах одинаковые номера позиций обозначают одинаковые элементы.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0026] Пластинчатый сегмент дугообразной полосы может быть создан путем плотного укладывания пластинчатых сегментов и их приваривания к дугообразной полосе. После укладывания и приваривания пластинчатых сегментов с образованием сегмента дугообразной полосы концы пластин и внутренняя часть пластинчатого сегмента подвергаются механической обработке/доводке с заранее установленным допуском. Для доводки концов пластин и внутренней части применяются электроискровая обработка (ЭИО), ЭИО электродом-проволокой и электрохимическое шлифование (ЭХШ). Однако ЭИО, как правило, может приводить к застреванию обрезков между пластинами набора и имеет низкую скорость резания пластин, а ЭХШ может приводить к разрушению пластин. Вследствие гибкого характера пластинчатых сегментов доводка пластинчатых сегментов дугообразной полосы вызывает ряд затруднений.
[0027] На фиг.1 изображен схематический вид пластинчатого сегмента дугообразной полосы по одному варианту выполнения данного изобретения. Пластинчатый набор 10 дугообразной полосы может содержать пару дугообразных полос 15, удерживающих пластинчатый сегмент 20. Пластинчатый сегмент 20 может также содержать пластины 25 и проходящий через них паз 30. Пластины 25 могут быть уложены одна поверх другой и приварены к дугообразным полосам 15 таким образом, что паз 30 пластин совмещен с пазом 35 дугообразной полосы, который проходит между полосами 15 по всей их длине. Дугообразные полосы 15 могут иметь верхнюю поверхность 16 и нижнюю поверхность 17. Пластинчатый сегмент 20 может содержать от приблизительно 1000 пластин до приблизительно 3000 пластин 25. В одном варианте выполнения сегмент 20 может содержать приблизительно 2000 пластин 25.
[0028] Длина пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы может определяться дугой А, которая может являться частью длины окружности 40, образованной при сборке пластинчатых сегментов 10 вокруг ротора паровой турбины (не показан). Например, дуга А может иметь длину в диапазоне от приблизительно 20 см до приблизительно 50 см. В одном варианте выполнения длина дуги А может составлять 35,5 см. Ширина W пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы может лежать в диапазоне от приблизительно 3,8 см до приблизительно 15 см. В одном варианте выполнения ширина W может составлять приблизительно 8 см.
[0029] На фиг.2 изображен разрез одной пластины 25 в соответствии с один вариантом выполнения данного изобретения. Пластина 25 может иметь верхнюю часть 50, стороны 55 паза, дно 60 паза и конец 65. Пластина 25 может также иметь верхнюю секцию 51, которая может присутствовать до выполнения доводки пластинчатого сегмента 10. Пластина 25 может иметь длину LL, измеряемую от верхней части 50 до конца 65 пластины. Значение LL может лежать в диапазоне от приблизительно 4 см до приблизительно 8 см. В одном варианте выполнения LL может составлять 5 см. Пластина 25 может иметь ширину LW. Значение LW может лежать в диапазоне от приблизительно 1,8 см до приблизительно 5 см. В одном варианте выполнения LW может составлять приблизительно 2,5 см. Паз 30 может иметь ширину LSW в диапазоне от приблизительно 0,4 см до приблизительно 0,8 см. В одном варианте выполнения LSW может составлять приблизительно 0,64 см.
[0030] На фиг.3-6 изображены частичный разрез и вид сбоку устройства 100 для абразивной электрохимической доводки пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы и схематический вид сбоку пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы по одному варианту выполнения данного изобретения. Устройство 100 может содержать упругое зажимное приспособление 130. Также показан пластинчатый сегмент 10, зажатый в упругом зажимном приспособлении 130. Различные варианты выполнения пластинчатого сегмента 10 описаны выше.
[0031] Как показано на фиг.3 и 4, упругое зажимное приспособление 130 может содержать вогнутый опорный блок 135, съемную первую лицевую плиту 140 и съемную вторую лицевую плиту 145. Вогнутый опорный блок 135 может содержать верхнюю часть 150, которая может иметь вогнутую форму для поддержания пластинчатого сегмента 10 и, в частности, дугообразных полос 15 (см. фиг.1). Вогнутый опорный блок 135 может также иметь отверстия (не видны, поскольку в них вставлены вышеуказанные крепежные элементы), предназначенные для размещения крепежных элементов. Крепежные элементы могут содержать зажимные винты 160, ступенчатые винты 165 и установочный штифт 170. Зажимные винты 160 и ступенчатые винты 165 могут использоваться для прижатия первой и второй лицевых плит 140 и 145 к вогнутому опорному блоку 135 с закрепленным в нем сегментом 10. Установочный штифт 170 может использоваться для установки и ориентации первой и второй лицевых плит 140 и 145 и вогнутого опорного блока 135, т.е. для задания положения точки или отверстия в опорном блоке 135 и выравнивания/точного позиционирования блока 135 по отношению к первой и второй лицевым плитам 140 и 145.
[0032] Упругое зажимное приспособление 130 может также содержать концевые блоки 175 и 180. Концевые блоки 175 и 180 могут быть съемными и могут быть выполнены с возможностью установки на противоположных концах опорного блока 135. С помощью ступенчатых винтов 165 концевые блоки 175 и 180 могут содействовать зажатию пластинчатого сегмента 10 путем закрепления соответственно первой пластины и последней пластины (не показаны) сегмента 10.
[0033] Как показано на фиг.4, упругое зажимное приспособление 130 может дополнительно содержать область пространства 185, предназначенную для размещения в ней мягких материалов. К мягким материалам могут относиться резина, полимер, пена или их комбинации. Область пространства 185 может быть ограничена и расположена между первой и второй лицевыми плитами 140 и 145, первым и вторым концевыми блоками 175 и 180 и вогнутым опорным блоком 135. На чертеже части концевого блока 180 удалены, чтобы показать область пространства 185.
[0034] Как показано на фиг.5, упругое зажимное приспособление 130 может дополнительно содержать скобу 131. Скоба 131 может использоваться для закрепления в ней пластинчатого сегмента 20. Скоба 131 может быть отформована вокруг пластин 25 с использованием полимерного материала. Полимерный материал может содержать конструкционные пластмассы, композитные стекловолокна и полимерные ленты. Вышеуказанные материалы известны в данной области техники. Скоба 131 с закрепленными в ней пластинами 25 пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы может быть установлена в область пространства 185 (см. также фиг.4). Может быть исключено непосредственное зажатие пластинчатого сегмента 10 и, в частности, пластин 25, и, таким образом, деформация пластин 25 вследствие жесткого зажатия сведена к минимуму.
[0035] Как показано на фиг.6, упругое зажимное приспособление 130 может дополнительно содержать стабилизирующие плиты. Стабилизирующие плиты 132 могут использоваться для закрепления в них пластинчатого сегмента 20. Стабилизирующие плиты 132 могут быть установлены вручную или автоматически на каждой из противоположных сторон пластинчатого сегмента 20. Стабилизирующие плиты 132 могут содержать адгезив на основе полимера (не показан), расположенный на внутренней стороне каждой плиты 132 для обеспечения их прилипания к пластинчатому сегменту 20. Адгезивы на основе полимера известны в данной области техники, однако неограничивающим примером может служить гель RP Gel, производимый компанией Adhesive Systems, Inc. Стабилизирующие плиты 132, в которых закреплены пластины 25 сегмента 10, могут быть установлены в область пространства 185 (см. также фиг.4). Может быть исключено непосредственное зажатие пластинчатого сегмента 10 и, в частности, пластин 25, и, таким образом, деформация пластин 25 вследствие жесткого зажатия сведена к минимуму.
[0036] В другом варианте выполнения на пластины 25 может быть нанесена клейкая лента (не показана), которая скрепляет их без оказания сильного давления на пластины 25. К примерам клейкой ленты могут относиться полимерные ленты, ленты из композитного стекловолокна и ленты из жесткой бумаги с клейкой подложкой. Вышеуказанные ленты известны в данной области техники. Клейкая лента может быть нанесена путем оборачивания ее вокруг пластин 25 вручную или с использованием для этого автоматических установок. В одном варианте выполнения для скрепления пластин 25 может использоваться клейкая лента, имеющая длину от приблизительно 50 см до приблизительно 500 см. В другом варианте выполнения для скрепления пластин 25 может использоваться отрезок длиной приблизительно 150 см. В одном варианте выполнения для скрепления пластин 25 может использоваться несколько слоев клейкой ленты. Использование клейкой ленты может также предотвращать разбалтывание пластин 25, т.е. изменение их ориентации при контакте проводящего шлифовального колеса 205 (см. фиг.3) с пластинами 25 и, в частности, с концами 65 пластин. После выполнения доводки клейкая лента может быть удалена без приложения нагрузки к пластинам 25.
[0037] Как показано на фиг.4, устройство 100 может также содержать электрохимическую шлифовальную установку 200 для доводки пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы. Электрохимическая шлифовальная установка 200 может содержать проводящее шлифовальное колесо 205, основание (не показано), служащее опорой для стола 210, инструментальную консоль 215, подсоединенную к серводвигателю 220 и проводящему шлифовальному колесу 205, и сопло 222 для направления раствора 225 электролита в рабочее пространство рядом с проводящим шлифовальным колесом 205 и концами 65 пластин. Раствор 225 электролита может также направляться к проводящему шлифовальному колесу 205 с возможностью подачи раствора 225 между колесом 205 и концами 65 пластин. Вышеуказанные элементы являются лишь некоторыми из элементов, которые образуют электрохимическую шлифовальную установку 200. Электрохимические шлифовальные установки, используемые для электрохимической обработки/доводки, известны в данной области техники, и специалисты без проведения каких-либо лишних опытных работ распознают любые не названные здесь дополнительные элементы, которые могут использоваться для абразивного электрохимического шлифования пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы.
[0038] Как показано на фиг.4, устройство 100 может дополнительно содержать систему 300 управления, которая функционально подсоединена к электрохимической шлифовальной установке 200 для управления доводкой пластинчатого сегмента 10. Система 300 управления может быть механически или электрически подсоединена к установке 200 таким образом, что система 300 может приводить в действие указанную установку 200. Система 300 управления может приводить шлифовальную установку 200 в действие, например, под действием количества материала, удаленного с концов 65 пластин сегмента 10. Система 300 управления может быть компьютеризирована при помощи электромеханических устройств, которые могут приводить в действие электрохимическую шлифовальную установку 200 и, в частности, проводящее шлифовальное колесо 205 и/или стол 210 с заданием двухмерной круговой траектории.
[0039] В одном варианте выполнения система 300 управления может представлять собой компьютерное устройство, которое может передавать рабочие команды к установке 200. Например, система 300 может отслеживать глубину резания концов 65 пластин и передавать к установке 200 рабочие команды, касающиеся дополнительной доводки концов 65 пластин.
[0040] В одном варианте выполнения кнопка или ключ системы 300 управления может быть механически связана с электрохимической шлифовальной установкой 200 так, что при нажатии кнопки или повороте ключа установка 200 полностью приводится в действие (например, путем перемещения проводящего шлифовального колеса 205 по дуговой траектории и/или верх и вниз по оси Z). В другом варианте выполнения система 300 управления может представлять собой электромеханическое устройство, которое может электрически отслеживать (например, при помощи датчиков) параметры, указывающие на длину концов 65 пластин, и механически приводить в действие установку 200. Помимо описанных здесь вариантов выполнения, система 300 управления может приводить электрохимическую шлифовальную установку 200 в действие при помощи любых других обычных средств.
[0041] Устройство 1 может дополнительно содержать второе упругое зажимное приспособление для пластинчатого сегмента дугообразной полосы. На фиг.7 и 8 изображены частичный разрез и вид сбоку второго упругого зажимного приспособления 550 для закрепления пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы по одному варианту выполнения данного изобретения. Второе упругое зажимное приспособление 550 показано с зажатым в нем пластинчатым сегментом 10 дугообразной полосы. Различные варианты выполнения пластинчатого сегмента 10 и электрохимической шлифовальной установки 200 описаны выше.
[0042] Как показано на фиг.7 и 8, второе упругое зажимное приспособление 550 может содержать выпуклый опорный блок 555, съемную первую лицевую плиту 560 и съемную вторую лицевую плиту 565 (см., в частности, фиг.8). Выпуклый опорный блок 555 содержит верхнюю часть 570, которая может иметь выпуклую форму для поддержания пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы и, в частности, концов 65 пластин. Выпуклый опорный блок 555 также имеет отверстия (не видны, поскольку в них вставлены крепежные элементы), предназначенные для размещения крепежных элементов. Крепежные элементы могут содержать зажимные винты 575, ступенчатые винты 580 и установочные штифты 585. Зажимные винты 575 могут использоваться для прижатия съемных первой и второй лицевых плит 560 и 565 к выпуклому опорному блоку 555 с закрепленным в нем пластинчатым набором 10. Установочные штифты 585 могут использоваться для установки и ориентации съемных первой и второй лицевых плит 560 и 565 и выпуклого опорного блока 555, т.е. для задания положения точки или отверстия в выпуклом опорном блоке 555 и выравнивания/точного позиционирования выпуклого опорного блока 555 по отношению к съемным первой и второй лицевым плитам 560 и 565.
[0043] Второе упругое зажимное приспособление 550 может также содержать концевые блоки 590 и 595. Концевые блоки 590 и 595 могут быть съемными и могут быть выполнены с возможностью установки на противоположных концах опорного блока 555. С помощью ступенчатых винтов 580 концевые блоки 590 и 595 могут содействовать зажатию пластинчатого сегмента 10 путем закрепления соответственно первой пластины и последней пластины (не показаны) сегмента 10. Концевые блоки 590 и 595 могут дополнительно содействовать зажатию пластинчатого сегмента 10, поскольку внутренняя поверхность 17 дугообразных полос 15 (см. также фиг.1) опирается на концевые блоки 590 и 595.
[0044] Второе упругое зажимное приспособление 550 может дополнительно содержать покрывающие плиты 600 и 605. Покрывающие плиты 600 и 605 могут также содействовать зажатию пластинчатого набора 10 дугообразной полосы путем использования зажимных винтов 575, которые вкручиваются через покрывающие плиты 600 и дугообразные полосы 15 в концевые блоки 590 и 595. Для зажимных винтов 575 используются резьбы (не показаны), выполненные в дугообразных полосах 15 (см. также фиг.1).
[0045] Как показано на фиг.8, второе упругое зажимное приспособление 550 может дополнительно содержать область пространства 610, предназначенную для размещения в ней мягких материалов. К мягким материалам могут относиться резина, полимер, пена или их комбинации. Область пространства 610 может быть ограничена и расположена между первой и второй лицевыми плитами 560 и 565, первым и вторым концевыми блоками 590 и 595 и выпуклым опорным блоком 555. На чертеже части концевого блока 590 удалены, чтобы показать область пространства 610.
[0046] Второе упругое зажимное приспособление 550 может дополнительно содержать скобу 131. Как показано на фиг.5, скоба 131 может использоваться для закрепления в ней пластинчатого сегмента 20. Второе упругое зажимное приспособление 550 может дополнительно содержать стабилизирующие плиты 132. Как показано на фиг.6, стабилизирующие плиты 132 могут использоваться для закрепления в них пластинчатого сегмента 20. Второе упругое зажимное приспособление 550 может дополнительно содержать клейкую ленту (не показана), которая может быть нанесена на пластины 25 с обеспечением их скрепления без жесткого прижатия к пластинам 25. Пластинчатый сегмент 10, содержащий либо скобу 131, либо стабилизирующие плиты 132, либо клейкую ленту, может быть установлен в область пространства 610 (см. фиг.8). Различные варианты выполнения скобы 131, стабилизирующих плит 132 и клейкой ленты описаны выше.
[0047] В другом варианте выполнения устройства 100 для абразивной электрохимической доводки пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы указанное устройство 100 может содержать второе упругое зажимное приспособление 550 (см. фиг.7 и 8) вместо упругого зажимного приспособления 130 (см. фиг.3 и 4). Таким образом, устройство 100 может содержать второе упругое зажимное приспособление 550, электрохимическую шлифовальную установку 200 для доводки пластинчатого сегмента 10 и систему 300 управления, подсоединенную к установке 200 и выполненную с возможностью управления установкой 200 во время доводки сегмента 10. В случае, когда устройство 100 содержит второе упругое зажимное приспособление 550 вместо упругого зажимного приспособления 130, приспособление 130 может рассматриваться в качестве дополнительного компонента.
[0048] На фиг.9 и 10 изображены частичный разрез и вид сверху устройства 700 для абразивной электрохимической доводки пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы по одному варианту выполнения данного изобретения. Устройство 700 может содержать электрохимический шлифовальный стол 705, по меньшей мере одно второе упругое зажимное приспособление 550 и систему 300 управления. Также показан пластинчатый сегмент 10 дугообразной полосы, зажатый во втором упругом зажимном приспособлении 550. Различные варианты выполнения пластинчатого сегмента 10, второго упругого зажимного приспособления 550 и системы 300 управления описаны выше.
[0049] Как показано на фиг.9 и 10, электрохимический шлифовальный стол 705 может содержать основание 710, опорную раму 715, круговые направляющие 720, поворотный стол 725, зажимы 730 и инструментальные стойки 735. Поворотный стол 725 установлен на круговых направляющих 720 с поддержанием обода указанного стола 725. Поворотный стол 725 может вращаться, например, против часовой стрелки и содержит зажимы 730, которые прикрепляют второе упругое зажимное приспособление 550 к поворотному столу 725. Стол 725 может приводиться во вращение шпинделем 740, который содержит шпиндельный двигатель 745 для подведения мощности, шпиндельный подшипник 755 для обеспечения вращательной опоры и упорный подшипник 760 для поддержания вращения шпинделя 740 и обеспечения опоры для стола 725.
[0050] Инструментальные стойки 735 могут содержать серводвигатель 770, инструментальную консоль 775, проводящую шлифовальную консоль 780, винтовую передачу 750 и сопло 785. Серводвигатель 770 может приводить в действие инструментальную консоль 775, на которой установлена проводящая шлифовальная консоль 780, с обеспечением ее перемещения в направлении Z и/или X. Проводящая шлифовальная консоль 780 может содержать шлифовальный наконечник 781, шлифовальную верхнюю часть 782 и шлифовальную нижнюю часть 783, причем на всех указанных элементах имеются абразивные зерна. Сопло 785 может направлять раствор электролита в рабочее пространство рядом с проводящей шлифовальной консолью 780 и концами 65 пластин. Винтовая передача 750 может перемещать инструментальную консоль 775 в направлении Z при вращении серводвигателя 770.
[0051] В одном варианте выполнения электрохимический шлифовальный стол 705 может содержать от приблизительно 1 до приблизительно 8 инструментальных стоек 735. Инструментальные стойки 735 могут быть расположены проксимально друг к другу под углом приблизительно 45°, под углом приблизительно 90° и/или под углом приблизительно 180°. Например, если шлифовальный стол 705 содержит две стойки 735, то они могут быть расположены проксимально друг к другу под углом приблизительно 180°. В другом примере, как показано на фиг.9, если шлифовальный стол 705 содержит четыре стойки, то две пары инструментальных стоек 735 могут быть расположены проксимально друг к другу под углом приблизительно 180°, и все четыре стойки могут быть расположены проксимально одна к другой под углом приблизительно 90°. В одном варианте выполнения поворотный стол 725 может быть выполнен с возможностью установки на нем двух вторых упругих приспособлений 550, в которых расположен пластинчатый сегмент 10. В другом варианте выполнения поворотный стол 725 может быть выполнен с возможностью установки на нем четырех вторых упругих приспособлений 550, в которых расположен пластинчатый сегмент 10. Как правило, вторые упругие зажимные приспособления 550 могут быть расположены проксимально друг к другу под углом приблизительно 180°.
[0052] В соответствии с одним вариантом выполнения данного изобретения предложен способ абразивной электрохимической доводки пластинчатого сегмента дугообразной полосы. Способ может включать использование устройства 100 для доводки пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы путем абразивной электрохимической доводки. Различные варианты выполнения пластинчатого сегмента 10 и устройства 100 описаны выше.
[0053] Как показано на фиг.3 и 4, пластинчатый сегмент 10 дугообразной полосы (см. фиг.1) может быть зажат в первом упругом зажимном приспособлении 130. Дугообразные полосы 15 могут быть установлены на верхней части 150 вогнутого опорного блока 135 таким образом, что пластины 25 и, в частности, концы 65 пластин обращены в направлении от указанного блока 135. Затем на первой пластине и последней пластине пластинчатого сегмента 20 могут быть установлены соответственно съемные пары концевых блоков 175 и 180, так что пары концевых блоков 175 и 180 могут опираться на нижнюю поверхность 17 полос 15, соприкасаться со сторонами первой пластины и последней пластины сегмента 20, а также соприкасаться с концами 65 пластин. Для закрепления каждой пары концевых блоков 175 и 180 могут использоваться ступенчатые винты 165.
[0054] На каждой стороне вогнутого опорного блока 135 могут быть установлены съемные первая и вторая лицевые плиты 140 и 145, при этом все вышеуказанные элементы могут быть сориентированы относительно друг друга и пластинчатого сегмента 10 при помощи установочного штифта 170. Затем могут быть применены зажимные винты 160 для прижатия первой и второй лицевых плит 140 и 145 к вогнутому опорному блоку 135 с закрепленным в нем пластинчатым сегментом 10. Как показано на фиг.4, за исключением пластинчатого сегмента 10, собранная конструкция может быть симметричной и может также иметь область пространства 185, расположенную между первой и второй лицевыми плитами 140 и 145 и вогнутым опорным блоком 135. Пластинчатый сегмент 10 может быть закреплен в указанной области пространства 185, но может не занимать ее полностью.
[0055] Было установлено, что преимущество, которое может быть достигнуто при практической реализации некоторых вариантов выполнения описанного способа абразивной электрохимической доводки пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы, заключается в том, что изменение формы пластинчатого сегмента 20 и, в частности, формы пластин 25, а также ориентации пластин 25 при использовании упругого зажима для зажатия пластинчатого сегмента 10 может быть предотвращено путем использования мягких материалов для закрепления пластин 25.
[0056] Таким образом, область пространства 185 может быть заполнена мягкими материалами, такими как резина, полимер и/или пена, для закрепления пластинчатого набора 20. Указанные мягкие материалы могут заполнять область пространства 185 вокруг пластинчатого сегмента 20 для его закрепления и ограничения величины боковых сил, действующих на сегмент 20. Мягкие материалы могут также предотвращать разбалтывание пластин 25, т.е. изменение их ориентации при контакте проводящего шлифовального колеса 205 с пластинами 25 и, в частности, с концами 65 пластин. После выполнения доводки мягкие материалы могут быть удалены без приложения нагрузки к пластинам 25.
[0057] Было установлено, что другое преимущество, которое может быть достигнуто при практической реализации некоторых вариантов выполнения описанного способа абразивной электрохимической доводки пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы, заключается в том, что изменение формы пластинчатого сегмента 20 и, в частности, формы пластин 25, а также ориентации пластин 25 при использовании упругого зажима для зажатия пластинчатого сегмента 10 может быть предотвращено путем использования скобы 131 для закрепления пластин 25.
[0058] В одном варианте выполнения, как показано на фиг.5, для закрепления пластинчатого сегмента 20 может использоваться скоба 131. Различные варианты выполнения скобы 131 описаны выше. Скоба 131 может быть отформована вокруг пластин 25 путем изготовления литейной формы, установки пластинчатого сегмента 10 в указанную литейную форму, заполнения литейной формы предварительно выбранной смолой или композитным материалом и вулканизации указанной предварительно выбранной смолы или композитного материала с образованием скобы 131 вокруг пластин сегмента 10. Другие способы могут включать быстрое моделирование, при котором выполняют лазерное сканирование для вулканизации предварительно выбранной смолы или композитного материала с получением трехмерной скобы 131. Скоба 131, в которой закреплен пластинчатый сегмент 10, может быть установлена в область пространства 185. Непосредственное зажатие пластин 25 может быть исключено и, таким образом, деформация пластин 25 вследствие жесткого зажатия может быть сведена к минимуму. После доводки пластинчатого сегмента 10 скоба 131 может быть удалена, например, резанием и последующим раскрытием после выполнения электрохимической доводки пластин 25. Скоба 131 также может быть удалена путем ее стягивания с пластинчатого сегмента 10.
[0059] Было установлено, что еще одно преимущество, которое может быть достигнуто при практической реализации некоторых вариантов выполнения описанного способа абразивной электрохимической доводки пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы, заключается в том, что изменение формы пластинчатого сегмента 20 и, в частности, формы пластин 25, а также ориентации пластин 25 при использовании упругого зажима для зажатия пластинчатого сегмента 10 может быть предотвращено путем использования стабилизирующих плит 132 для закрепления пластин 25.
[0060] В одном варианте выполнения, как показано на фиг.6, для закрепления пластинчатого сегмента 20 могут использоваться стабилизирующие плиты 132. Различные варианты выполнения стабилизирующих плит 132 описаны выше. Стабилизирующие плиты 132 могут быть установлены вручную или автоматически на противоположных сторонах пластин 25. Стабилизирующие плиты 132 могут содержать адгезив на основе полимера (не показан), расположенный на внутренней стороне каждой стабилизирующей плиты 132 для обеспечения их прилипания к пластинчатому сегменту 20. Адгезивы на основе полимера известны в данной области техники, однако неограничивающим примером может служить гель RP Gel, производимый компанией Adhesive Systems, Inc. Стабилизирующие плиты 132, в которых закреплены пластины 25 сегмента 10, могут быть установлены в область пространства 185 (см. также фиг.4). Может быть исключено непосредственное зажатие пластин 25, и, таким образом, деформация пластин 25 вследствие жесткого зажатия может быть сведена к минимуму. После доводки пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы стабилизирующие плиты 132 могут быть удалены, например, путем растворения адгезива на основе полимера и последующего отделения плит 132 от пластин 25. Стабилизирующие плиты 132 могут также быть удалены путем их стягивания с пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы.
[0061] Было установлено, что еще одно преимущество, которое может быть достигнуто при практической реализации некоторых вариантов выполнения описанного способа абразивной электрохимической доводки пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы, заключается в том, что изменение формы пластинчатого сегмента 20 и, в частности, формы пластин 25, а также ориентации пластин 25 при использовании упругого зажима для зажатия пластинчатого сегмента 10 может быть предотвращено путем использования клейкой ленты для закрепления пластин 25.
[0062] В одном варианте выполнения на пластины 25 может быть нанесена клейкая лента, которая скрепляет их без оказания сильного давления на пластины 25. Различные варианты выполнения клейкой ленты описаны выше. Клейкая лента может быть нанесена путем оборачивания ее вокруг пластин 25 вручную или с использованием для этого автоматических устройств. В одном варианте выполнения для скрепления пластин 25 может использоваться клейкая лента, имеющая длину от приблизительно 50 см до приблизительно 500 см. В другом варианте выполнения для скрепления пластин 25 может использоваться отрезок длиной приблизительно 150 см. В одном варианте выполнения для скрепления пластин 25 может использоваться несколько слоев клейкой ленты. Использование клейкой ленты может также предотвращать разбалтывание пластин 25, т.е. изменение их ориентации при контакте проводящего шлифовального колеса 205 с пластинами 25 и, в частности, с концами 65 пластин. После выполнения доводки клейкая лента может быть удалена без приложения нагрузки к пластинам 25.
[0063] Как показано на фиг.7 и 8, после зажатия пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы в первом упругом зажимном приспособлении 130 указанный сегмент 10 может быть подвергнут доводке с использованием шлифовального стола 200. Первое упругое зажимное приспособление 130 с расположенным в нем пластинчатым сегментом 10 может быть закреплено на столе 210.
[0064] На фиг.11 изображен увеличенный вид сбоку, иллюстрирующий абразивную электрохимическую доводку набора 10 пластин дугообразной полосы по одному варианту выполнения данного изобретения. Как показано на фиг.11, сопло 222 может впрыскивать раствор 225 электролита в рабочее пространство между абразивными зернами 195 и концами 65 пластин в направлении вращения проводящего шлифовального колеса 205. В одном варианте выполнения шлифовальное колесо 205 может иметь отрицательный заряд вследствие соединения с катодом (не показан), а пластинчатый сегмент 20 может иметь положительный заряд вследствие соединения с анодом (не показан). Кроме того, колесо 205 может вращаться, например, по часовой стрелке со скоростью от приблизительно 200 оборотов в минуту (об/мин) до 8000 об/мин с обеспечением введения достаточного количества раствора 225 электролита в рабочее пространство 190 и толкания пластин 25 вниз при их взаимодействии с абразивными зернами 195. Кроме того, шлифовальное колесо 205 может перемещаться в направлении Z относительно поверхности пластинчатого сегмента 20 при помощи инструментальной консоли 215 (см. фиг.3 и 4).
[0065] Как показано на фиг.3 и 11, проводящее шлифовальное колесо 205 может перемещаться в направлении X с обеспечением доводки концов 65 пластин. Перемещение в направлении X может также вызывать толкание пластин 25 вниз для предотвращения их вытягивания вверх в направлении Z и последующего защемления колеса 205. Шлифовальный стол 210 может перемещать упругое зажимное приспособление 130 с закрепленным в нем пластинчатым сегментом 10 в направлении X. Как правило, перемещение происходит справа налево для предотвращения вытягивания пластин 25 вверх и защемления проводящего шлифовального колеса 205. Это также предотвращается поворотом колеса 205 по часовой стрелке. Раствор 225 электролита может содержать солевой раствор нитрата натрия и/или хлорида натрия.
[0066] Механизм электролитического растворения известен в данной области техники. Как показано на фиг.11, без следования какой-либо конкретной теории, электролитическое растворение, происходящее вследствие контакта раствора 225 электролита с концами 65 пластин, может являться основным механизмом удаления материала с концов 65 пластин. Контакт абразивных зерен 195 с концами 65 пластин также может обеспечивать физическое срезание минимального количества металла с концов 65 пластин и может считаться дополнительным механизмом доводки концов 65 пластин. Электролитическое растворение может обеспечивать удаление большего количества металла с вершин концов 65 пластин, чем с нижних вершин концов 65 пластин, с обеспечением уплощения поверхностей концов 65 и образованием оксида на поверхности концов 65. Контакт абразивных зерен 195 с концами 65 пластин, на поверхности которых имеется оксид, может обеспечивать удаление поверхностного оксида, что создает возможность дальнейшего вытравливания вновь открытых концов 65 раствором 225. Взаимодействие между абразивными зернами 195 и пластинами 25 может быть достаточно малым для удаления поверхностного оксида без приложения значительного механического усилия к концам 65 пластин, вызывающего повреждение концов 65 или их деформацию. Деформация концов 65 пластин под давлением проводящего шлифовального колеса 205 может быть минимизирована для получения высокой точности доводки. Поверхностный оксид может быть отфильтрован после направления раствора 225 обратно в бак с электролитом (не показан).
[0067] Находясь под низким давлением, созданным абразивными зернами 195 и раствором 225 электролита, соседние пластины 25 могут содействовать предотвращению раскачивания концов 65 пластин взад и вперед при электролитическом растворении. Однако если поверхность пластинчатого сегмента 20, т.е. концы 65 пластин являются волнистыми и/или неровными, то острия концов 65 могут иметь тенденцию к небольшой деформации и прогибу вниз при низком давлении, а после прохождения проводящего шлифовального колеса 205 могут упруго выгибаться обратно вверх. Таким образом, доводка пластинчатого сегмента 20 может быть выполнена многократными проходами проводящего шлифовального колеса 205. Например, может быть выполнен первый проход 1 в направлении Z для удаления части концов 65 пластин. Затем также может быть выполнен второй проход 2, при этом колесо 205 может применяться для компенсации упругой отдачи пластин 25 после прохождения колеса 205, снимающего очередной слой материала с неровных концов 65 пластин. И, наконец, может быть выполнен третий проход 3 для уплощения поверхности пластинчатого сегмента 20, т.е. выравнивания всех концов 65 пластин 25. В одном варианте выполнения данного изобретения абразивной электрохимической доводкой может называться комбинация двух механизмов: электролитического растворения и физического шлифования концов 65 пластин.
[0068] Как показано на фиг.4, к электрохимической шлифовальной установке 200 может быть подсоединена система 300 управления для управления шлифовальной установкой 200 и, в частности, проводящим шлифовальным колесом 205 и столом 210. Система 300 управления может выполнять программу, которая задает скорость вращения и направление перемещения колеса 205, перемещения стола 210, количество раствора 225 электролита, впрыскиваемого соплом 222, и любые другие параметры, которые обычно используются для выполнения абразивной электрохимической доводки пластинчатого сегмента 20 (см. фиг.1). Кроме того, система 300 управления может генерировать и выполнять команды для задания траектории шлифовального колеса 205 в соответствии с количеством материала, которое необходимо удалить с концов 65 пластин (см. фиг.3). Например, траектория может представлять собой частичное круговое перемещение проводящего шлифовального колеса 205. В другом примере колесо 205 может вращаться быстрее или медленнее при определенных рабочих условиях.
[0069] Как показано на фиг.11, при абразивной электрохимической доводке с концов 65 пластин за один проход может быть удалено заранее заданное количество материала с достижением глубины резания. Глубина резания может быть определена по формуле: глубина резания = окончательное положение абразивных шлифовальных зерен 195 + величина дополнительного удаления путем электролитического растворения. В одном варианте выполнения за один проход колеса 205 с концов 65 может быть удалено от приблизительно 0,01 мм до приблизительно 0,65 мм. Общее количество материала, которое может быть удалено с концов 65 пластин, может определяться пользователем и может быть пропорционально количеству проходов, выполненных проводящим шлифовальным колесом 205 для достижения заданного размера.
[0070] Было установлено, что преимущество, которое может быть достигнуто при практической реализации некоторых вариантов выполнения описанного способа абразивной электрохимической доводки, заключается в том, что при совместном использовании электролитического растворения и физического шлифования концов пластин пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы количество материала на конце 65 пластин, которое может быть удалено с соответствующих пластин, может лежать в пределах задаваемого пользователем, узкого и повторяемого диапазона или допуска.
[0071] После выполнения доводки пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы и, в частности, концов 65 пластин сегмент 10 может быть удален из первого упругого зажимного приспособления 130 и закреплен во втором упругом зажимном приспособлении 550.
[0072] Как показано на фиг.7 и 8, съемные пары концевых блоков 590 и 595 могут быть затем установлены на противоположных концах выпуклого опорного блока 555. Затем пластинчатый сегмент 10 может быть установлен в съемных концевых блоках 590 и 595 таким образом, что первая пластина и последняя пластина пластинчатого сегмента 20 зажаты соответственно в съемных концевых блоках 590 и 595, а пластины 25 и, в частности, концы 65 пластин обращены к верхней части 570 блока 555 и соприкасаются с ней. Усилие контакта между концами 65 пластин и верхней частью 570 может быть достаточно малым для содействия в ограничении перемещения концов 65 пластин во время абразивной электрохимической доводки.
[0073] Затем в концевые блоки 590 и 595 при помощи зажимных винтов 575 могут быть вкручены соответственно покрывающие плиты 600 и 605, обеспечивающие закрепление блоков 590 и 595 на дугообразных пластинах 15. Первая и вторая лицевые плиты 560 и 565 могут быть расположены на каждой стороне выпуклого опорного блока 555, при этом все вышеуказанные элементы могут быть сориентированы относительно друг друга при помощи установочных штифтов 585. Затем зажимные винты 575 могут быть применены для прижатия съемных первой и второй лицевых плит 560 и 565 к выпуклому опорному блоку 555 с образованием области пространства 610. Пластинчатый сегмент 10 может быть закреплен в указанной области пространства 610, но может не занимать ее полностью.
[0074] Как показано на фиг.8, область пространства 610 затем может быть заполнена мягкими материалами, такими как резина, полимер и/или пена, но без ограничения этим. Указанные мягкие материалы могут заполнять область пространства 610 вокруг пластинчатого сегмента 20 для его закрепления и ограничения величины боковых сил, действующих на сегмент 20. Мягкие материалы могут также предотвращать разбалтывание пластин 25, т.е. изменение их ориентации при контакте проводящего шлифовального колеса 205 с пластинами 25 и, в частности, с концами 65 пластин.
[0075] Как показано на фиг.5, в другом варианте выполнения для закрепления пластинчатого сегмента 20 может использоваться скоба 131. В другом варианте выполнения, как показано на фиг.6, для закрепления пластинчатого сегмента 20 могут использоваться стабилизирующие плиты 132. В еще одном варианте выполнения на пластины 25 может быть нанесена клейкая лента (не показана), которая скрепляет их без оказания сильного давления на пластины 25. Различные варианты выполнения скобы 131, стабилизирующих плит 132 и клейкой ленты, а также способы применения описаны выше.
[0076] Как показано на фиг.7 и 8, после зажатия пластинчатого сегмента 10 во втором упругом зажимном приспособлении 550 указанный сегмент 10 может быть подвергнут доводке с использованием шлифовального стола 200. Второе упругое зажимное приспособление 550 с расположенным в нем пластинчатым сегментом 10 дугообразной полосы может быть закреплено на столе 210.
[0077] На фиг.12 изображен другой увеличенный схематический разрез, иллюстрирующий абразивную электрохимическую доводку пластинчатого набора 10 дугообразной полосы по одному варианту выполнения данного изобретения. Сопло 222 может впрыскивать раствор 225 электролита в рабочее пространство 190 между абразивным зернами 195 и секцией 51 верхней части 50 пластины 25 в направлении вращения проводящего шлифовального колеса 205. Различные варианты выполнения проводящего шлифовального колеса 205 и раствора 225 электролита описаны выше. Колесо 205 может вращаться по часовой стрелке, вводя достаточное количество раствора 225 электролита в рабочее пространство 190 и перемещаясь в направлении Z с обеспечением прорезания секции 51 верхней части 50 над пазом пластины ЗСГ. Стол 210 (см. фиг.7 и 8) также может перемещать второе упругое зажимное приспособление 550 с закрепленным в нем пластинчатым сегментом 10 в направлении X. Как правило, перемещение происходит слева направо.
[0078] Механизм электролитического растворения известен в данной области техники. Без следования какой-либо конкретной теории, электролитическое растворение, происходящее вследствие контакта раствора 225 электролита со сторонами 55 паза пластины и дном 60 паза пластины, может являться основным механизмом доводки паза 30 пластины. Контакт абразивных зерен 195 с секцией 51 верхней части 50 может обеспечивать физическое шлифование и прорезание указанной секции 51. Основной механизм прохождения через секцию 51 верхней части 50 может относиться к электрохимической доводке.
[0079] Как показано на фиг.12, стороны 55 паза и его дно 60 могут быть подвергнуты доводке путем удаления с них минимального количества металла. Электролитическое растворение может обеспечить удаление металла со сторон 55 и дна 60 паза и привести к образованию поверхностного оксида. Контакт абразивных зерен 195 с поверхностным оксидом сторон 55 и дна 60 паза может обеспечить удаление поверхностного оксида, что создает возможность дальнейшего вытравливания вновь открытых сторон 55 и дна 60 раствором 225 электролита. Взаимодействие между абразивными зернами 195 и сторонами 55 и дном 60 паза пластины может быть достаточно малым для удаления поверхностного оксида без приложения значительного механического усилия к сторонам 55 и дну 60 паза, вызывающего их повреждение или деформацию концов 65 пластин. Деформация пластин 25 под давлением проводящего шлифовального колеса 205 может быть минимизирована для получения высокой точности доводки. Поверхностный оксид может быть отфильтрован после направления раствора 225 обратно в бак с электролитом (не показан).
[0080] Доводка пластинчатого сегмента 20 может быть выполнена многократными проходами проводящего шлифовального колеса 205. Например, может быть выполнен первый проход 1 в направлении Z для удаления части материала с одной из сторон 55 паза. Затем также может быть выполнен второй проход 2, при этом колесо 205 может быть введено на большую глубину в сторону 55 паза в направлении Z и направлении X для обеспечения дополнительного удаления металла с одной из сторон 55. И наконец, может быть выполнен третий проход 3 для удаления последнего количества материала с одной из сторон 55. Вышеуказанные этапы могут использоваться для доводки другой стороны 55 паза пластины, а также его дна 60.
[0081] На фиг.13 изображен увеличенный схематический вид сбоку, иллюстрирующий абразивную электрохимическую доводку пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы по одному варианту выполнения данного изобретения. Как показано на фиг.13, часть проводящего шлифовального колеса 205 содержит заглубленную ступицу 206 и обод 207. Обод 207 может содержать внешний обод 208, который может быть расположен на внешней периферии колеса 205, и участок 209 на боковой стороне колеса 205. На каждом из указанных элементов могут иметься абразивные зерна 195. Также показана часть пластинчатого сегмента 20, содержащего пластину 25, одну из сторон 55 паза, дно 60 паза и конец 65 пластины, и часть верхней части 570 выпуклого опорного блока 555, служащего опорой для пластинчатого сегмента 20.
[0082] Ступица 206 может быть заглублена и лишена каких-либо абразивных зерен 195, так что абразивные зерна на ободе 207 могут иметь зазор с пазом 30 пластины при прохождении проводящего шлифовального колеса 205 вглубь паза пластины. В результате отсутствия абразивных зерен 195 ступица 206 может не иметь электропроводности, и, таким образом, ограниченная ступицей 206 зона может быть непригодной для электролитического растворения. С другой стороны, обод 207 может быть эффективен при прорезании сторон 55 паза с помощью электролитического растворения и незначительного неглубокого шлифования, т.е. с помощью абразивной электрохимической доводки. Подвергнутые доводке стороны 55 паза могут быть по существу параллельны друг другу. В другом варианте выполнения подвергнутые доводке стороны 55 паза могут быть по существу не параллельны друг другу, и указанный паз пластины может по существу иметь форму перевернутой трапеции. Электролитическая реакция между ободом 207 и сторонами 55 паза может быть усилена путем увеличения участка 209 обода.
[0083] Различные варианты выполнения системы 300 управления описаны выше. Кроме того, система управления 300 может генерировать и выполнять команды для задания траектории шлифовального колеса 205 в соответствии с количеством материала на верхней части 50, которое необходимо удалить при шлифовании с прохождением через секцию 51, и количеством металла, которое необходимо удалить со сторон 55 и дна 60 паза пластины. Например, траектория проводящего шлифовального колеса 205 может представлять собой частичное круговое перемещение.
[0084] Как дополнительно показано на фиг.13, при абразивной электрохимической доводке может быть удалено заранее заданное количество материала со сторон 55 и дна 60 паза пластины. В одном варианте выполнения за один проход проводящего шлифовального колеса 205 со сторон 55 паза может быть удалено от приблизительно 0,01 мм до приблизительно 0,1 мм, а с дна 60 паза может быть удалено от приблизительно 0,01 мм до приблизительно 0,8 мм.
[0085] Было установлено, что преимущество, которое может быть достигнуто при практической реализации некоторых вариантов выполнения описанного способа абразивной электрохимической доводки, заключается в том, что при совместном использовании электролитического растворения и неглубокого шлифования сторон 55 и дна 60 паза пластин пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы количество металла, которое может быть удалено из паза 30 пластины с его сторон 55 и дна 60, может лежать в пределах задаваемого пользователем узкого и повторяемого диапазона.
[0086] После выполнения доводки сторон 55 и дна 60 паза второе упругое зажимное приспособление 550 может быть удалено из электрохимической шлифовальной установки 200, после чего из указанного приспособления 550 может быть удален пластинчатый сегмент 10, при этом результатом является доводка сегмента 10 при помощи абразивной электрохимической доводки.
[0087] В соответствии с одним вариантом выполнения данного изобретения предложен другой способ абразивной электрохимической доводки пластинчатого сегмента дугообразной полосы. Способ может включать использование устройства 100 и устройства 700 для доводки пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы путем абразивной электрохимической доводки. Различные варианты выполнения устройства 100 и устройства 700 описаны выше. В одном варианте выполнения устройство 700 может содержать электрохимический шлифовальный стол 705, по меньшей мере одно второе упругое зажимное приспособление 550 и систему 300 управления. Различные варианты выполнения пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы, второго упругого зажимного приспособления 550 и системы 300 управления описаны выше.
[0088] Как показано на фиг.3 и 4, пластинчатый сегмент 10 (см. фиг.1) может быть зажат в первом упругом зажимном приспособлении 130 устройства 100, и концы 65 пластин указанного сегмента 10 могут быть подвергнуты доводке с помощью устройства 100. Различные варианты выполнения способа доводки концов 65 пластин с помощью устройства 100 описаны выше. После выполнения доводки концов 65 пластин сегмент 10 может быть удален из первого приспособления 130 и закреплен во втором упругом зажимном приспособлении 550 устройства 700. Различные варианты выполнения способа закрепления пластинчатого сегмента 10 во втором зажимном приспособлении 550 описаны выше.
[0089] Как показано на фиг.8 и 9, после этого пластинчатый сегмент 10 может быть зажат во втором зажимном приспособлении 550 и затем может быть подвергнут доводке с помощью электрохимического шлифовального стола 705 устройства 700. Второе упругое зажимное приспособление 550 с расположенным в нем пластинчатым сегментом 10 может быть затем закреплено на поворотном столе 725 электрохимического шлифовального стола 705 с помощью зажимов 730 поворотного стола. Как правило, на поворотном столе 725 может быть закреплено другое упругое зажимное приспособление 550 с установленным в нем другим пластинчатым сегментом 10 или без него, расположенное под углом 180° по отношению к первому приспособлению для обеспечения балансировки поворотного стола 725 при его вращении.
[0090] На фиг.14 изображен другой увеличенный схематический вид сбоку, иллюстрирующий абразивную электрохимическую доводку пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы по одному варианту выполнения данного изобретения. Как показано на фиг.14, сопло 785 может впрыскивать раствор электролита в рабочее пространство 190 между абразивным зернами 195 шлифовальной консоли 780 и секцией 51 верхней части 50 пластины 25 в направлении вращения поворотного стола 780. Поворотный стол 725 может вращаться, например, по часовой стрелке, вводя достаточное количество раствора 225 электролита в рабочее пространство 190 и перемещаясь в направлении X с обеспечением контакта со шлифовальным наконечником 781 и прорезания секции 51. Поворотный стол 725 также может перемещать упругое зажимное приспособление 550 с закрепленным в нем пластинчатым сегментом 10 в направлении Z для облегчения прорезания всей верхней части 50. В соответствии с перемещением поворотного стола 725 и независимо от него проводящая шлифовальная консоль 780 также может перемещаться в направлении X и Z вследствие перемещения инструментальной консоли 775 (см. также фиг.9 и 10).
[0091] Механизм электролитического растворения известен в данной области техники. Без следования какой-либо конкретной теории, электролитическое растворение, происходящее вследствие контакта раствора 225 электролита со сторонами 55 паза пластины и дном 60 паза пластин, может являться основным механизмом доводки паза 30 пластины. Контакт абразивных зерен 195 с секцией 51 может обеспечивать физическое шлифование и прорезание указанной секции 51 верхней части 50. Основной механизм прохождения через секцию 51 может относиться к электрохимической доводке.
[0092] Стороны 55 паза пластины и его дно 60 могут быть подвергнуты доводке путем удаления минимального количества металла с указанных элементов. Электролитическое растворение может обеспечить удаление металла со сторон 55 и дна 60 паза и привести к образованию поверхностного оксида. Контакт абразивных зерен 195 с поверхностным оксидом сторон 55 и дна 60 паза может обеспечить удаление поверхностного оксида, что создает возможность дальнейшего вытравливания вновь открытых сторон 55 и дна 60 раствором 225 электролита. Взаимодействие между абразивными зернами 195 и сторонами 55 и дном 60 паза пластины может быть достаточно малым для удаления поверхностного оксида без приложения значительного механического усилия к сторонам 55 и дну 60 паза, вызывающего их повреждение или деформацию концов 65 пластин. Деформация пластин 25 под давлением проводящего шлифовального колеса 205 может быть минимизирована для получения высокой точности доводки. Поверхностный оксид может быть отфильтрован после направления раствора 225 обратно в бак с электролитом (не показан).
[0093] Как дополнительно показано на фиг.14, доводка пластинчатого сегмента 20 может быть выполнена многократными проходами поворотного стола 725 (см. фиг.9 и 10). Например, может быть выполнен первый проход 1 в направлении X и/или Z для удаления части материала с одной из сторон 55 паза. Затем также может быть выполнен второй проход 2, при этом поворотный стол 725 может быть продвинут на большую глубину по проводящей шлифовальной консоли 780 в направлении X и/или Z, так что обеспечивается дополнительное удаление металла с одной из сторон 55 паза. И наконец, может быть выполнен третий проход 3 для удаления последнего количества материала с одной из сторон 55. Вышеуказанные этапы могут использоваться для доводки другой стороны 55 паза пластины, а также его дна 60.
[0094] В одном варианте выполнения проводящая шлифовальная консоль 780 может перемещаться в направлении X и/или Z независимо от перемещения поворотного стола 725 с установленным на нем пластинчатым сегментом 10. Например, может быть выполнен первый проход 1 в направлении X и/или Z для удаления части материала с одной из сторон 55 паза путем перемещения шлифовальной консоли 780 при помощи инструментальной консоли 775 и серводвигателя 770 инструментальной стойки 735 (см. фиг.9 и 10 применительно к инструментальной консоли 775, серводвигателя 770 и инструментальной стойки 735). Затем также может быть выполнен второй проход 2, при этом шлифовальная консоль 780 может быть введена на большую глубину в сторону 55 паза в направлении X и/или Z для обеспечения дополнительного удаления металла с одной из сторон 55. И наконец, может быть выполнен третий проход 3 для удаления последнего количества материала с одной из сторон 55 паза. Вышеуказанные этапы могут использоваться для доводки другой стороны 55 паза пластины, а также его дна 60.
[0095] Как показано на фиг.9 и 14, проводящая шлифовальная консоль 780 может содержать шлифовальную верхнюю часть 782, шлифовальную нижнюю часть 783 и шлифовальный наконечник 781, причем все указанные элементы могут быть ровными, т.е. на них могу отсутствовать какие-либо выемки, при этом проводящая шлифовальная консоль 780 может иметь абразивные зерна 195 по всей ее поверхности или любой части поверхности, которая может соприкасаться с пластиной 25. Благодаря тому, что проводящая шлифовальная консоль 780 имеет ровные поверхности, вся консоль 780 может быть эффективна для выполнения доводки сторон 55 паза при помощи электролитического растворения и незначительного неглубокого шлифования, т.е. путем абразивной электрохимической доводки. Помимо этого другим следствием того, что консоль 780 имеет ровные поверхности, является то, что подвергнутые доводке стороны 55 паза могут быть по существу параллельны друг другу.
[0096] Варианты выполнения системы 300 управления описаны выше. В одном варианте выполнения система управления может сообщаться как с устройством 100, так и с устройством 700. Кроме того, система 300 управления может генерировать и выполнять команды для задания траектории поворотного стола 725 и/или проводящей шлифовальной консоли 780 в соответствии с количеством металла на верхней части 50, которое необходимо удалить шлифованием, и количеством металла, которое необходимо удалить со сторон 55 и дна 60 паза пластины. Например, траектория проводящего шлифовального колеса 205 может представлять собой частичное круговое перемещение. В другом примере колесный шпиндель 740 (см. фиг.8) может продвигаться быстрее или медленнее по круговой траектории.
[0097] Как дополнительно показано на фиг.14, при абразивной электрохимической доводке может быть удалено заранее заданное количество материала со сторон 55 и дна 60 паза пластины. В одном варианте выполнения за один проход проводящего шлифовального колеса 205 со сторон 55 паза может быть удалено от приблизительно 0,01 мм до приблизительно 0,1 мм, а с дна 60 паза может быть удалено от приблизительно 0,01 мм до приблизительно 0,8 мм.
[0098] Было установлено, что преимущество, которое может быть достигнуто при практической реализации некоторых вариантов выполнения описанного способа абразивной электрохимической доводки, заключается в том, что при совместном использовании электролитического растворения и неглубокого шлифования сторон 55 и дна 60 паза пластин пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы количество металла, которое может быть удалено из паза 35 пластины с его сторон 55 и дна 60, может лежать в пределах задаваемого пользователем узкого и повторяемого диапазона.
[0099] Было установлено, что еще одно преимущество, которое может быть достигнуто при практической реализации некоторых вариантов выполнения описанного способа абразивной электрохимической доводки, заключается в том, что при совместном использовании электролитического растворения и неглубокого шлифования сторон 55 и дна 60 паза пластин пластинчатого сегмента 10 дугообразной полосы возможна такая доводка сторон 55 паза, при которой они по существу параллельны друг другу.
[0100] В другом варианте выполнения возможна одновременная доводка нескольких пластинчатых сегментов 10 дугообразной полосы с помощью устройства 700 путем закрепления пар вторых упругих зажимных приспособлений 550 с установленными в них пластинчатыми сегментами 10. Указанные пары приспособлений 550 могут быть закреплены на поворотном столе 725 напротив друг друга под углом 180° для обеспечения балансировки поворотного стола 725 при вращении.
[0101] После выполнения доводки сторон 55 и дна 60 паза второе упругое зажимное приспособление 550 может быть удалено со шлифовального стола 705 устройства, после чего из указанного приспособления 550 могут быть удалены пластинчатые сегменты 10, при этом конечным результатом является доводка сегментов 10 путем абразивной электрохимической доводки.
[0102] Используемые в данном описании термины «первый», «второй» и т.п. не указывают на какой-либо порядок, количество или важность, а используются для отличия одного элемента от другого, а формы единственного числа в данном документе указывают не на ограничение количества, а на наличие по меньшей мере одного рассматриваемого элемента. Наречие «приблизительно», используемое в сочетании с численной величиной, является включающим по отношению к указанной величине и имеет значение, определяемое контекстом (например, учитывает степень погрешности измерения конкретной величины). Окончание множественного числа, взятое в скобки, используемое в данном документе, охватывает как единственное, так и множественное число определяемого элемента и, соответственно, обозначает не менее одного элемента (например, слово «металл(ы)» обозначает один или более металлов). Приведенные в данном документе диапазоны значений являются включающими и независимо комбинируемыми (например, определение диапазонов «вплоть до приблизительно 25 мм, или, более конкретно, от приблизительно 5 мм до приблизительно 20 мм», означает включение граничных точек и всех промежуточных значений диапазонов «от приблизительно 5 мм до приблизительно 25 мм» и т.д.).
[0103] Вышеприведенное описание различных аспектов изобретения представлено в целях иллюстрации и описания. Оно не должно считаться исчерпывающим или ограничивающим изобретение исключительно описанной формой. Очевидно, что возможно выполнение множества модификаций и изменений. Такие модификации и изменения, которые могут быть очевидны специалисту в данной области техники, находятся в рамках объема изобретения, определенного прилагаемой формулой изобретения.
ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ
1 Первый проход
2 Второй проход
3 Третий проход
10 Пластинчатый набор дугообразной полосы
15 Дугообразная полоса
16 Верхняя поверхность дугообразной полосы
17 Нижняя поверхность дугообразной полосы
20 Пластинчатый сегмент дугообразной полосы
25 Пластина
30 Паз пластины
35 Паз дугообразной полосы
40 Окружность
А Дуга
W Ширина
50 Верхняя часть пластины
51 Верхняя секция
55 Сторона паза пластины
60 Дно паза пластины
65 Конец пластины
LL Длина пластины
LW Ширина пластины
LSW Ширина паза пластины
100 Устройство
130 (Первое) упругое зажимное приспособление
131 Скоба
132 Стабилизирующие плиты
135 Вогнутый опорный блок
140 Съемная первая лицевая пластина
145 Съемная вторая лицевая пластина
150 Верхняя часть вогнутого опорного блока
160 Зажимной винт
165 Ступенчатый винт
170 Установочный штифт
175 Первый съемный концевой блок
180 Второй съемный концевой блок
185 Область пространства
190 Рабочее пространство
195 Абразивное зерно
200 Электрохимическая шлифовальная установка
205 Проводящее шлифовальное колесо
206 Заглубленная ступица
207 Обод
208 Внешний обод
209 Участок обода