способ абразивной обработки

Формула изобретения

Способ абразивной обработки, включающий введение в контакт с обрабатываемой поверхностью детали инструмента с полостью, в которую помещен упругий агент в виде жидкости, отличающийся тем, что инструменту сообщают вращательное движение относительно своей оси, а детали - маятниковые колебания в плоскости сечения инструмента.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, в частности к абразивной обработке поверхностей деталей машин.

Известен способ шлифования поверхностей деталей инструментом, выполненным в виде баллона из эластичного материала, заполненного жидкостью или газом, рабочая поверхность которого покрыта абразивом, осуществляемым в условиях постоянного прижима инструмента к детали (см. авт. свид. СССР N 244146, кл. B 24 D 17/00, 1967 г.).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе реализуется необходимость точного изменения давления в соответствии с изменением скорости вращения или прижима инструмента, что является трудной инженерной задачей при неизменности расположения режущих кромок относительно обрабатываемой поверхности.

Известен также способ шлифования поверхностей деталей инструментом, выполненным в виде баллона из эластичного материала, заполненного жидкостью или газом, рабочая поверхность которого покрыта абразивом, осуществляемый в условиях постоянного прижима инструмента к детали, где в баллон вводят ферромагнитные частицы, а прижим инструмента осуществляют путем воздействия на них внешнего магнитного поля (см. авт. свид. СССР N 534351, кл. B 24 D 13/00, B 24 B 31/10, 1976 г.).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что реализация процесса резания осуществляется с наложением магнитного поля и необходимостью его управления в ходе обработки. При этом расположение режущих элементов и их закрепление относительно обрабатываемой поверхности в ходе обработки не изменяется.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ абразивной обработки, в котором детали сообщают вращение и вводят в контакт с поверхностью инструмента (см. авт. свид. СССР N 650797, кл. B 24 D 13/00, 1979 г.), принятый за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе управление формированием качества поверхности детали осуществляется лишь варьированием давления упругого агента. При этом расположение режущих элементов, их закрепление и условия контакта с обрабатываемой поверхностью не подвергаются целенаправленным изменениям. Таким образом, в процессе резания участвует ограниченное количество рабочих кромок зерен инструмента, износ которых приводит к прекращению съема материала.

Кроме того, интенсивность процесса резания при вращении детали относительно своей оси в зонах контакта, близких к оси вращения, отлична от зон, удаленных от оси в силу различной скорости относительно перемещения взаимодействующих поверхностей. В результате затрудняется достижение однородности качества в различных точках поверхности детали.

Сущность изобретения заключается в следующем. Решается задача выравнивания условий контакта участков поверхностей инструмента и детали в ходе обработки и активизации использования режущих возможностей абразивных зерен инструмента изменением их размещения относительно детали.

Технический результат - улучшение качества обрабатываемой поверхности детали.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в полость инструмента под давлением помещают упругий агент, в качестве упругого агента берут жидкость, и инструмент вводят в контакт с обрабатываемой поверхностью.

Особенность заключается в том, что инструменту сообщают вращательное движение относительно своей оси, а детали - маятниковые колебания в плоскости сечения инструмента.

В результате сообщаемых перемещений абразивные зерна инструмента контактируют с различными участками поверхности детали, где в работе участвует значительно большее количество режущих кромок абразивных зерен, интенсивность износа которых выравнивается, а удельный износ уменьшается. Участки поверхности детали подвергаются равному воздействию процесса резания в связи с изменением относительного положения этих участков в ходе обработки относительно движущихся режущих кромок абразива. При этом в равной мере варьируется изменение относительной скорости перемещения контактирующих поверхностей и соответственно интенсивности съема материала. В результате повышается однородность качественных характеристик этих участков и в целом улучшается качество поверхности.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. В частности, заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования:

дополнение известного средства какой-либо известной частью (частями), присоединяемой (присоединяемыми) к нему по известным правилам для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такого дополнения;

замена какой-либо части (частей) известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;

исключение какой-либо части (элемента, действия) средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата (упрощение, уменьшение массы, габаритов, материалоемкости, повышение надежности, сокращение продолжительности процесса и пр.);

увеличение количества однотипных элементов, действий для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов, действий;

выполнение известного средства или его части (частей) из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами этого материала;

создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил, рекомендаций, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связей между ними.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака (признаков), представлении таких признаков во взаимосвязи либо изменении ее вида. Имеется в виду случай, когда известен факт влияния каждого из указанных признаков на технический результат, и новые значения этих признаков или их взаимосвязь могли быть получены исходя из известных зависимостей, закономерностей.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

На чертеже изображена принципиальная схема реализации способа абразивной обработки.

В полость инструмента 1 под давлением помещают упругий агент (жидкость) 2 и инструмент вводят в контакт с обрабатываемой поверхностью детали 3, осуществляя обработку абразивом на гибкой основе 4.

Инструменту сообщают вращательное движение относительно своей оси, а детали - маятниковые колебания в плоскости сечения инструмента.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата.

В корпус инструмента подавали под давлением техническое масло и инструмент вводили в контакт с обрабатываемой поверхностью детали из сплава ОТЧ-1. Обработку осуществляли шкуркой шлифовальной 14А25П СФЖА (ГОСТ 13344-79). Инструменту сообщали вращательное движение относительно своей оси со скоростью 30 м/с, а детали - маятниковые колебания в плоскости сечения инструмента с частотой 0,5 1/С. В результате обеспечивалось качество поверхности образцов с R_a = 0,30-0,35 мкм, что в 1,5-1,8 раза лучше, чем при использовании способа-прототипа.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения (способа) следующей совокупности условий:

средство, воплощающее заявленный способ при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в машиностроении при чистовой абразивной обработке деталей машин;

для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".