RU2181658C1 - Abrasive machining method - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering; abrasive machining of machine part surfaces. SUBSTANCE: part to be machined is set in rotation and is brought in contact with surface of tool in form of non-fixed abrasive installed stationary in housing which is made in form of torus truncated to provide contact of part under machining with abrasive. Housing is set into rotation to provide displacement of abrasive in direction square to axis of part rotation. Part is moved translationally in direction of abrasive. In process of machining, abrasive is in contact with different sections of part surface. EFFECT: intensified process, improved quality of machining. 1 dwg

Description

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

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 244146, кл. В 24 Д 17/00, 1967 г.). A known method of grinding the surfaces of parts with a tool made in the form of a balloon made of an elastic material filled with liquid or gas, the working surface of which is coated with an abrasive, carried out under constant pressure of the tool to the part (see ed. Certificate of the USSR 244146, class B 24 D 17 / 00, 1967).

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 и обеспечивается применением сложной дорогостоящей технологической оснастки. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method include the fact that the known method implements the need for an exact change in pressure in accordance with a change in the rotation speed or clamp of the tool, which is a difficult engineering task and is provided by the use of complex and expensive technological equipment.

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 534351, кл. В 24 Д 13/00 В 24 В 31/10, 1976 г.). There is also a method of grinding the surfaces of parts with a tool made in the form of a balloon made of an elastic material filled with liquid or gas, the working surface of which is coated with an abrasive, carried out under constant pressure of the tool against the part, where ferromagnetic particles are introduced into the balloon, and the tool is clamped by external magnetic field (see ed. certificate of the USSR 534351, class B 24 D 13/00 V 24 V 31/10, 1976).

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. Техническое и технологическое обеспечение такого процесса отличается высокой сложностью, сопряжено со значительными временными и финансовыми затратами по созданию и подготовке технологической оснастки для реализации процесса. The reasons that impede the achievement of the following technical result when using the known method include the fact that the implementation of the cutting process is carried out with the imposition of a magnetic field and the need to control it during processing. The technical and technological support of such a process is highly complex and involves significant time and financial costs for the creation and preparation of technological equipment for the implementation of the process.

Известен способ абразивной обработки, при котором в полость инструмента под давлением помещают упругий агент и инструмент вводят в контакт с обрабатываемой поверхностью, где в качестве упругого агента берут жидкость (см. авт. свид. СССР 650797, кл. В 24 Д 13/00, 1979 г.). A known method of abrasive treatment, in which an elastic agent is placed in a tool cavity under pressure and the tool is brought into contact with the surface to be treated, where liquid is taken as an elastic agent (see ed. Certificate of the USSR 650797, class B 24 D 13/00, 1979).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что осуществление процесса обработки возможно лишь путем применения сложного дорогостоящего оборудования и технологической оснастки. При этом интенсивность резания определяется контактным взаимодействием лишь в локальной зоне соприкосновения поверхности и рабочей поверхности инструмента. В начальный момент контакта вследствие его высокой плотности обработка эффективна, однако по мере удаления материала с заготовки и износа инструмента возникает необходимость корректировки давления и ввода в контакт режущих элементов инструмента, что связано с остановкой процесса и потребностью в устройствах по его корректировке. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method include the fact that the implementation of the processing process is possible only through the use of complex expensive equipment and technological equipment. In this case, the cutting intensity is determined by contact interaction only in the local zone of contact between the surface and the working surface of the tool. At the initial moment of contact due to its high density, the processing is effective, however, as the material is removed from the workpiece and the tool is worn out, it becomes necessary to adjust the pressure and bring the cutting elements of the tool into contact, which is associated with a stop of the process and the need for devices to correct it.

Известен также способ абразивной обработки, при котором детали сообщают вращение и вводят в контакт с поверхностью инструмента, выполненного в виде незакрепленного абразива, размещенного стационарно в корпусе (см. авт. свид. СССР 1206062, кл. В 24 В 31/00, 1986 г.). There is also known a method of abrasive treatment, in which the parts communicate rotation and are brought into contact with the surface of the tool, made in the form of a loose abrasive placed stationary in the housing (see ed. Certificate of the USSR 1206062, class 24 V 31/00, 1986 .).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа относится то, что в известном способе для выполнения обработки необходимо использование сложной и дорогой оснастки, обеспечение требуемого прижима контактирующих поверхностей. При этом эффективность резания снижается во времени, так как удаляемый материал заготовки остается в зоне рабочего контакта и может многократно контактировать с обработанной поверхностью повышенного качества, что снижает достигаемый уровень качества обработки деталей. Это обусловливает необходимость остановки процесса, очистки или замены абразива, использованного для обработки, потребность в устройствах по корректировке процесса. The reasons that impede the achievement of the following technical result when using the known method include the fact that in the known method for the processing it is necessary to use complex and expensive equipment, providing the required clamping of the contacting surfaces. In this case, the cutting efficiency decreases in time, since the removed material of the workpiece remains in the area of the working contact and can repeatedly come into contact with the treated surface of high quality, which reduces the achieved level of quality of processing parts. This necessitates stopping the process, cleaning or replacing the abrasive used for processing, the need for devices to adjust the process.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ абразивной обработки, при котором детали сообщают вращение и вводят в контакт с поверхностью инструмента, выполненного в виде незакрепленного абразива, размещенного стационарно в корпусе, где деталь поступательно перемещают относительно абразива (см. патент РФ 2151682, кл. В 24 В 31/10, 2000 г.), принятый за прототип. The closest method of the same purpose to the claimed invention in terms of features is an abrasive treatment method in which the parts communicate rotation and are brought into contact with the surface of the tool, made in the form of a loose abrasive placed stationary in the housing, where the part is progressively moved relative to the abrasive (see RF patent 2151682, class B 24 V 31/10, 2000), 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 процесс резания определяется лишь движением детали относительно абразива, размещенного стационарно. При этом достаточно трудно обеспечить однородность качества различных участков поверхности вращающейся детали, так как интенсивность обработки в наиболее сильной степени зависит от их расположения относительно оси вращения в силу различной скорости относительного перемещения взаимодействующих поверхностей. For reasons that impede the achievement of the following technical result when using the known method adopted for the prototype, is that in the known method, the cutting process is determined only by the movement of the part relative to the abrasive placed stationary. At the same time, it is rather difficult to ensure the uniformity of quality of various parts of the surface of a rotating part, since the processing intensity to the greatest extent depends on their location relative to the axis of rotation due to different speeds of relative movement of the interacting surfaces.

Сущность изобретения заключается в следующем. Решается задача выравнивания условий контакта участков поверхностей инструмента и детали в ходе обработки и активизации использования режущих поверхностей абразивных зерен инструмента сообщением им движения. The invention consists in the following. The problem of leveling the contact conditions of sections of the surfaces of the tool and the part during the processing and activation of the use of the cutting surfaces of the abrasive grains of the tool by communicating them with movement is solved.

Технический результат - улучшение качества обрабатываемой поверхности детали. The technical result is an improvement in the quality of the workpiece surface.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе детали сообщают вращение и вводят в контакт с поверхностью инструмента, выполненного в виде незакрепленного абразива, размещенного стационарно в корпусе, где деталь поступательно перемещают относительно абразива. The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method, the parts are rotated and brought into contact with the surface of the tool, made in the form of a loose abrasive, stationary in the housing, where the part is translationally moved relative to the abrasive.

Особенность заключается в том, что корпус выполняют в форме усеченного тора и сообщают ему вращение, перемещая абразив в направлении, перпендикулярном оси вращения детали. The peculiarity lies in the fact that the body is made in the form of a truncated torus and is informed of rotation by moving the abrasive in a direction perpendicular to the axis of rotation of the part.

В результате сообщаемых перемещений абразивные зерна вращающегося инструмента контактируют с различными участками поверхности, что интенсифицирует съем материала. Выполнение корпуса, где размещен абразив, в форме тора, усеченного для возможности контакта детали с абразивом, позволяет осуществлять непрерывную поставку абразивных зерен к обрабатываемым поверхностям детали. За счет воздействия сил, обусловленных вращением инструмента, абразив неизменно размещается в зоне, необходимой для устойчивого контакта с деталью. При этом выравнивается воздействие абразива на различные точки детали, что способствует равномерности обработки и достижению однородности характеристик участков поверхности изделия. Обеспечивается в целом улучшение качества деталей. As a result of the reported displacements, the abrasive grains of the rotating tool come into contact with various parts of the surface, which intensifies the removal of material. The execution of the housing, where the abrasive is placed, in the form of a torus, truncated for the possibility of contact of the part with the abrasive, allows for the continuous supply of abrasive grains to the machined surfaces of the part. Due to the influence of forces caused by the rotation of the tool, the abrasive is invariably located in the zone necessary for stable contact with the part. At the same time, the effect of the abrasive on different points of the part is leveled, which contributes to the uniformity of processing and the achievement of uniformity of characteristics of the surface sections of the product. An overall improvement in the quality of parts is provided.

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 the 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, allowed us to establish a set of significant distinctive features in relation to the applicant’s perceived technical result 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:
- addition of a known product by any known part (s) attached to it (by) according to known rules, in order to achieve a technical result in respect of which the effect of such an addition is established;
- 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 its function 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;
- creating a tool consisting of known parts, the choice of which and the connection 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 connections between them.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака (признаков), предоставлении 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 the quantitative characteristic (s), the provision 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 абразивной обработки. Детали 1 сообщают движение вращательное и поступательное в направлении абразива. Абразив 2 стационарно располагают в незакрепленном состоянии в корпусе 3, который выполняют в форме усеченного тора и сообщают ему вращение, перемещая абразив в направлении, перпендикулярном оси вращения детали. За счет принудительного относительного перемещения детали и абразива относительно друг друга осуществляется процесс обработки. The drawing shows a schematic diagram of the implementation of the abrasive processing method. Details 1 communicate rotational and translational motion in the direction of the abrasive. The abrasive 2 is stationary in a loose state in the housing 3, which is made in the form of a truncated torus and tells it to rotate, moving the abrasive in a direction perpendicular to the axis of rotation of the part. Due to the forced relative movement of the part and the abrasive relative to each other, the processing process is carried out.

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.

Детали из стали 30ХГСА закрепляли на машинке ЧП 2009 БПУ-11 и проводили вращение вокруг собственной оси частотой 1500 об/мин. Детали сообщали поступательное перемещение со скоростью 3 м/мин в направлении абразива. Абразив характеристики 14А 6П размещали стационарно в корпусе, выполненном в форме усеченного тора в незакрепленном состоянии, сообщали корпусу вращение со скоростью 600 об/мин. В результате абразивной обработки обеспечивается однородное и высокое качество поверхности детали. Parts made of steel 30KhGSA were fixed on a state of emergency machine 2009 BPU-11 and rotated around its own axis at a frequency of 1500 rpm. Details reported translational movement at a speed of 3 m / min in the direction of the abrasive. Abrasive characteristics 14A 6P were placed stationary in a housing made in the form of a truncated torus in an unsecured state; rotation was reported to the housing at a speed of 600 rpm. As a result of abrasive processing, a uniform and high quality surface of the part is ensured.

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 абразивной обработке поверхностей 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:
- a tool embodying the claimed method in its implementation, is intended for use in industry, namely in mechanical engineering, during abrasive treatment of surfaces 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 "INDUSTRIAL APPLICABILITY".

Claims (1)

Способ абразивной обработки, включающий вращение детали, введение ее в контакт с поверхностью инструмента в виде незакрепленного абразива, размещенного стационарно в корпусе, и поступательное перемещение детали в направлении абразива, отличающийся тем, что абразив размещают в корпусе в форме тора, выполненного усеченным для обеспечения контакта детали с абразивом, и сообщают ему вращение из условия перемещения абразива в направлении, перпендикулярном оси вращения детали. A method of abrasive processing, including rotating the part, bringing it into contact with the surface of the tool in the form of a loose abrasive stationary in the housing, and translational movement of the part in the direction of the abrasive, characterized in that the abrasive is placed in the shape of a torus made truncated to provide contact details with the abrasive, and tell him the rotation from the condition of movement of the abrasive in the direction perpendicular to the axis of rotation of the part.