RU2146590C1 - Polishing method - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: method is intended for finishing working of machine parts. A part is fed longitudinally. Working is performed by discs of sandpaper impregnated with phenol-formaldehyde lacquer to enhance rigidity. Discs are positioned on mandrel at an angle to axis of rotation. Use is made of sandpaper of different abrasive granularity, and discs are arranged on mandrel in order of abrasive granularity decreasing. Operating surface of discs is coated with lubricating medium containing vacant abrasive with characteristic corresponding to that of disc abrasive. EFFECT: improved quality of worked surfaces. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к чистовой абразивной обработке деталей машин. The invention relates to the field of engineering, in particular to abrasive finishing of machine parts.

Известен способ полирования, при котором детали сообщают продольную подачу, а обработку ведут дисками, которые устанавливают на оправке под углом к оси вращения (см. авт. свид. СССР N 689823, кл. B 24 D 5/00, 1977). There is a known method of polishing, in which the details report a longitudinal feed, and the processing is carried out by disks that are mounted on the mandrel at an angle to the axis of rotation (see ed. Certificate of the USSR N 689823, class B 24 D 5/00, 1977).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе ограничены возможности достижения требуемого качества при обработке труднообрабатываемых материалов, что требует введения дополнительных операций и инструментов в технологический процесс. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method include the fact that in the known method the possibilities of achieving the required quality when processing difficult materials are limited, which requires the introduction of additional operations and tools in the process.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ полирования, в котором детали сообщают продольную подачу, а обработку ведут дисками, которые устанавливают на оправке под углом к оси вращения (см. авт.свид. СССР N 1215954, кл. B 24 B 29/00 // B 24 D 13/02), принятый за прототип. The closest method of the same purpose to the claimed invention in terms of features is a polishing method in which the parts report a longitudinal feed, and the processing is carried out by disks that are mounted on the mandrel at an angle to the axis of rotation (see ed. Certificate of the USSR N 1215954, cl. B 24 B 29/00 // B 24 D 13/02), adopted as a prototype.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе ограничены возможности достижения требуемого качества при обработке труднообрабатываемых материалов в связи с режущим воздействием на поверхность детали лишь субмикровыступов свободного абразива определенной зернистости и высокой интенсивностью физико-химических реакций в зоне контакта. Интенсивность удаления ликвидов и снижения микронеровностей определяется геометрией режущих зерен и глубиной их внедрения в материал. Воздействие сизаля и хлопчатобумажной ткани на труднообрабатываемые материалы лишь частично осуществляет доводочную функцию. Засаливание субмикрорельефа абразивных зерен при их нежестком закреплении приводит к низкой эффективности процесса полирования. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method adopted for the prototype include the fact that the known method has limited possibilities for achieving the required quality when processing difficult materials due to the cutting effect on the part surface of only submicroprotrusions of free abrasive of a certain grain size and high the intensity of physical and chemical reactions in the contact zone. The intensity of liquid removal and reduction of microroughness is determined by the geometry of the cutting grains and the depth of their introduction into the material. The impact of sisal and cotton on hard-to-handle materials only partially carries out a finishing function. Filling the submicrorelief of abrasive grains during their non-rigid fixing leads to a low efficiency of the polishing process.

Сущность изобретения заключается в следующем. При полировании поверхности деталей из труднообрабатываемых материалов интенсивность резания обеспечивается за счет воздействия абразива, закрепленного с повышенной жесткостью, свободный абразив выполняет доводочную функцию, где контакт рабочих кромок инструмента с материалом осуществляется в среде смазочно-охлаждающей технологической среды (СОТС). Для повышения эффективности процесса зернистость абразива последовательно снижается. The invention consists in the following. When polishing the surface of parts from difficult-to-process materials, the cutting intensity is ensured by the action of an abrasive fixed with increased rigidity, a free abrasive performs a finishing function, where the contact of the working edges of the tool with the material is carried out in a lubricating-cooling technological medium (COTS). To increase the efficiency of the process, the granularity of the abrasive is consistently reduced.

Технический результат заключается в повышении качества полирования. The technical result consists in improving the quality of polishing.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе детали сообщают продольную подачу, а обработку ведут дисками, которые устанавливают на оправке под углом к оси вращения. The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method, the parts report a longitudinal feed, and the processing is carried out by disks that are mounted on the mandrel at an angle to the axis of rotation.

Особенность заключается в том, что диски выполняют из шлифовальной шкурки, импрегнированной бакелитовым лаком для повышения жесткости. На поверхность дисков наносят СОТС, где размещают свободный абразив. Диски устанавливают таким образом, что зернистость свободного абразива и абразива дисков последовательно снижается. Характеристика свободного абразива соответствует абразиву диска. The peculiarity lies in the fact that the disks are made of a sandpaper impregnated with bakelite varnish to increase rigidity. COTS is applied to the surface of the disks, where a free abrasive is placed. The disks are set in such a way that the graininess of the free abrasive and the abrasive of the discs is successively reduced. The characteristic of free abrasive corresponds to disc abrasive.

Высокая жесткость закрепления абразива на дисках позволяет эффективно осуществлять резание труднообрабатываемых материалов. Свободный абразив выполняет доводочную функцию за счет высокой подвижности в зоне контакта, производя микро- и субмикрорезание. Высокоинтенсивное воздействие на микронеровности и удаление основного объема ликвидов осуществляется крупнозернистым абразивом, наиболее глубоко внедряющемуся в материал. С уменьшением зернистости процесс микрорезания переходит на микровыглаживание, смятие микронеровностей. Присутствие в зоне обработки СОТС препятствует налипанию материала на кромки абразивных зерен и способствует микрорезанию. При этом снижается интенсивность процессов трения и адгезии. В результате эффективно осуществляется процесс полирования и достигается требуемое повышение качества поверхности детали. С увеличением количества дисков и номенклатуры зернистости абразива технологические возможности операции полирования расширяются, что повышает степень улучшения параметров качества поверхности. The high rigidity of fixing the abrasive on the disks allows efficient cutting of hard-to-handle materials. The free abrasive performs a finishing function due to its high mobility in the contact zone, producing micro- and submicrocuts. High-intensity impact on microroughness and removal of the main volume of liquid is carried out by a coarse-grained abrasive, which is most deeply embedded in the material. With a decrease in graininess, the micro-cutting process switches to micro-smoothing, crushing of microroughnesses. The presence of COTS in the processing zone prevents the material from sticking to the edges of abrasive grains and promotes micro cutting. At the same time, the intensity of the processes of friction and adhesion decreases. As a result, the polishing process is effectively carried out and the required increase in the surface quality of the part is achieved. With the increase in the number of disks and the range of abrasive grit, the technological capabilities of the polishing operation expand, which increases the degree of improvement of surface quality parameters.

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. The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find a source characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype as the closest in the totality of the features of the analogue made it possible to establish a set of significant distinguishing features in relation to the technical result perceived by the applicant in the claimed method set forth in the claims.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна". Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

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.To verify the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed method from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art for the specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention is not revealed from the prior art determined by the applicant to achieve a technical result. In particular, the claimed invention does not provide for the following transformations:
supplementing a known product with any known part (s) attached to it according to known rules in order to achieve a technical result in respect of which the effect of such an addition is established;
the replacement of any part (s) of a known product with another known part to achieve a technical result in respect of which the effect of such a replacement is established;
the exclusion of any part (element, action) of the product with the simultaneous exclusion of the function due to its presence and the achievement of the usual result for such exclusion (simplification, reduction of mass, dimensions, material consumption, increased reliability, reduced process time, etc.);
an increase in the number of elements of the same type, actions, to enhance the technical result due to the presence in the tool of precisely such elements, actions;
the implementation of a known tool or part (s) of a known material to achieve a technical result due to the known properties of this material;
the creation of a tool consisting of known parts, the choice of which and the relationship between them are based on known rules, recommendations and the technical result achieved in this case is due only to the known properties of the parts of this tool and the relationships between them.

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. The described invention is not based on a change in a quantitative sign (s), the presentation of such signs in relationship or a change in its form. This refers to the case when the fact of the influence of each of these characteristics on the technical result is known and new values of these signs or their relationship could be obtained on the basis of known dependencies and patterns.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень". Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

На чертеже изображена принципиальная схема осуществления способа. The drawing shows a schematic diagram of the implementation of the method.

Детали 1 сообщают продольную подачу и осуществляют ее обработку дисками из шлифовальной шкурки, импрегнированной бакелитовым лаком, установленными на оправке под углом к оси вращения. Сначала полирование осуществляют дисками с крупнозернистым абразивом 2, покрытыми слоем СОТС, где размещен свободный крупнозернистый абразив 3. Затем в контакт с деталью вступают диски с мелкозернистым абразивом 4, покрытые слоем СОТС, где размещен свободный мелкозернистый абразив 5. Для расширения технологических возможностей операции полирования увеличивают число дисков и номенклатуру зернистости абразива. В результате достигается повышение качества поверхности деталей, в том числе и из труднообрабатываемых материалов. Details 1 report a longitudinal feed and process it with disks made of a sandpaper impregnated with bakelite varnish mounted on a mandrel at an angle to the axis of rotation. First, polishing is carried out by disks with coarse-grained abrasive 2, covered with a layer of COTS, where a free coarse-grained abrasive is placed 3. Then, disks with a fine-grained abrasive 4, coated with a layer of COTS, where a free-grained abrasive 5 is placed, come into contact with the part. number of discs and abrasive grit nomenclature. The result is an increase in the surface quality of parts, including those from difficult to process materials.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата. Information confirming the possibility of carrying out the invention with obtaining the above technical result.

Реализации способа возможна на станке 3 Д 710-В. Диски выполняют из шлифовальной шкурки по ГОСТ 13344-79 и импрегнируют бакелитовым лаком ЛБС-1 (ГОСТ 901-71). Диски покрывают слоем парафина по ГОСТ 23683-77, где размещают абразив с характеристикой, соответствующей абразиву диска. Для крупнозернистых дисков применяют шлифовальную шкурку 14А 40П СФЖА, для мелкозернистых - 14А 6П СФЖА. Диски устанавливают на оправку под углом 15-30^o и инструменту сообщают вращение с окружной скоростью 20-30 м/с, а детали - продольную подачу со скоростью 5-15 м/мин. Так, полирование образцов из титанового сплава ВТ-22 позволило достигнуть значений R_a = (0,20-0,32) мкм в зависимости от величины подачи, в то время как обработка базовым способом соответствовала R_a = (0,60-0,72) мкм. Улучшение в 2 раза параметра качества поверхности отражает преимущество заявленного способа.Implementation of the method is possible on the machine 3 D 710-V. Disks are made of a grinding skin in accordance with GOST 13344-79 and impregnated with LBS-1 bakelite varnish (GOST 901-71). Disks are covered with a layer of paraffin according to GOST 23683-77, where an abrasive is placed with a characteristic corresponding to a disk abrasive. For coarse-grained disks, grinding sandpaper 14A 40P SFZhA is used; for fine-grained disks, 14A 6P SFZhA is used. The disks are mounted on the mandrel at an angle of 15-30 ^o and the tool is informed of rotation at a peripheral speed of 20-30 m / s, and the details are given a longitudinal feed at a speed of 5-15 m / min. So, polishing of VT-22 titanium alloy samples allowed reaching R _a = (0.20-0.32) μm depending on the feed rate, while the basic treatment corresponded to R _a = (0.60-0, 72) microns. A 2-fold improvement in the surface quality parameter reflects the advantage of the claimed method.

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.Thus, the above information indicates the fulfillment when using the claimed invention (method) of the following set of conditions:
means embodying the claimed method in its implementation, is intended for use in industry, namely in mechanical engineering, in the final abrasive processing of machine parts;
for the claimed method in the form described in the independent clause of the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application or known prior to the priority date is confirmed.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость". Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims (1)

Способ полирования, при котором детали сообщают продольную подачу, а обработку ведут дисками, установленными на оправке под углом к оси вращения, отличающийся тем, что в качестве дисков используют диски из шлифовальной шкурки с различной зернистостью абразива, импрегнированные бакелитовым лаком для повышения жесткости и покрытые смазочно-охлаждающей технологической средой с размещенным в ней свободным абразивом с характеристикой, соответствующей характеристике абразива шкурки, при этом диски на оправке располагают в порядке убывания зернистости абразива. A polishing method, in which the parts report a longitudinal feed, and the treatment is carried out by disks mounted on a mandrel at an angle to the axis of rotation, characterized in that the disks are made from grinding skins with different abrasive grains impregnated with bakelite varnish to increase rigidity and coated with a lubricant -cooling technological medium with a free abrasive placed in it with a characteristic corresponding to the characteristic of the abrasive of the skin, while the disks on the mandrel are arranged in decreasing order grit abrasive.