RU2182074C1 - Method of polishing - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering, finishing abrasive treatment of surfaces of mechanism elements made from difficult to work materials. SUBSTANCE: workpiece is imparted in longitudinal feed, tool is imparted in rotation. Tool consists of disk made of grinding paper with abrasive grains of different size. Disk is mounted to the mandrel with an angle to the axis of rotation. The size of grains of the disk is smaller to its periphery. The disk is impregnated with cutting fluid. The nonworking surface of the disk is applied with bakelite varnish to make it more rigid. EFFECT: higher mobility of abrasive grains and quality of the surface. 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 689823, кл. В 24 D 5/00, 1971). There is a known method of polishing, in which the details inform the 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 689823, class. 24 D 5/00, 1971).

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.

Известен также 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 1215954, кл. В 24 В 29/00, В 24 D 13/02). There is also a known method of polishing, in which the details inform the 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 1215954, class. 24 V 29/00, 24 D 13 / 02).

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 в связи с недостаточной жесткостью дисков и режущей способностью, необходимых для удаления ликвидов и снижения микронеровностей поверхности детали. В результате для повышения качества изделий из труднообрабатываемых материалов требуется введение в технологический процесс дополнительных операций и инструментов. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method include the fact that the known method has limited possibilities to achieve the required quality when processing difficult materials due to insufficient hardness of the disks and cutting ability necessary to remove liquids and reduce surface roughness of the part. As a result, in order to improve the quality of products from hard-to-work materials, introduction of additional operations and tools into the technological process is required.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ полирования, при котором детали сообщают продольную подачу, а обработку ведут дисками, которые устанавливают на оправке под углом к оси вращения, в качестве дисков используют диски с различными характеристиками из шлифовальной шкурки, при этом диски из крупнозернистой шкурки импрегнированы бакелитовым лаком, а из мелкозернистой шкурки - смазочно-охлаждающей технологической средой (СОТС), причем установку дисков на оправке осуществляют в порядке убывания зернистости и жесткости (см. патент РФ 2151680, кл. В 24 В 29/00 В 24 D 13/02), принятый за прототип. The closest method of the same purpose to the claimed invention according to the totality 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 a mandrel at an angle to the axis of rotation, as disks using disks with different characteristics from a sandpaper, at the same time, disks from a coarse-grained skin are impregnated with bakelite varnish, and from a fine-grained skin - with a lubricating-cooling technological medium (COTS), and the installation of disks on a mandrel suschestvlyayut in order of decreasing graininess and stiffness (cm. RF Patent 2151680, cl. B 24 B 29/00 V 24 D 13/02), received as a prototype.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе импрегнирование дисков различными средами приводит не только к различию в жесткости дисков, но и принципиальной различности в подвижности абразивных зерен инструмента. Кроме того, бакелитовый лак, расположенный на режущих кромках абразивных зерен, способствует проскальзыванию их без микрорезания материала, имея в то же время худшие способности в стабилизации условий обработки по сравнению с СОТС. В результате полирования труднообрабатываемых материалов возрастает вероятность низкого качества поверхности вследствие ухудшения свойств поверхностного слоя на этапе обработки дисками, импрегнироваными бакелитовым лаком, с низкой подвижностью абразивных зерен, при слабой компенсации менее жестких дисков с СОТС. 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 in the known method, impregnating disks with different media leads not only to a difference in the hardness of the disks, but also to a fundamental difference in the mobility of the abrasive grains of the tool. In addition, bakelite varnish, located on the cutting edges of abrasive grains, contributes to their slipping without micro-cutting the material, while at the same time having the worst ability to stabilize the processing conditions compared to SOTS. As a result of polishing hard-to-work materials, the likelihood of poor surface quality increases due to deterioration of the surface layer properties at the stage of processing with disks impregnated with bakelite varnish, with low mobility of abrasive grains, with poor compensation of less hard disks with COTS.

Сущность изобретения заключается в следующем. Решается задача обеспечения высокой подвижности абразивных зерен при обработке в присутствии смазочно-охлаждающей технологической среды при сохранении жесткости дисков инструмента. The invention consists in the following. The problem of ensuring high mobility of abrasive grains during processing in the presence of a lubricating-cooling technological medium while maintaining the rigidity of the tool disks is solved.

Технический результат - улучшение качества поверхностей деталей машин из труднообрабатываемых материалов. The technical result is an improvement in the quality of the surfaces of machine parts from hard materials.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе детали сообщают продольную подачу, а обработку ведут дисками из шлифовальной шкурки, установленными на оправке под углом к оси вращения в порядке убывания зернистости абразива. 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 treatment is carried out by disks from the grinding skins mounted on the mandrel at an angle to the axis of rotation in decreasing order of grain size of the abrasive.

Особенность заключается в том, что диски импрегнируют смазочно-охлаждающей технологической средой, а нерабочую поверхность дисков покрывают бакелитовым лаком. Бакелитовый лак на нерабочей поверхности обеспечивает высокую радиальную жесткость дисков инструмента. При этом импрегнирование дисков СОТС сохраняет высокую микроподвижность абразивных зерен при формировании защитных слоев СОТС на режущих кромках и межзеренном пространстве рабочей поверхности инструмента. В результате обеспечиваются стабильные благоприятные условия полирования, что позволяет достигнуть более высокого качества поверхностей деталей машин, в том числе и из труднообрабатываемых материалов. The peculiarity lies in the fact that the disks are impregnated with a cutting fluid, and the non-working surface of the disks is covered with bakelite varnish. Bakelite varnish on a non-working surface provides high radial stiffness of the tool discs. At the same time, impregnation of COTS discs maintains high micromotion of abrasive grains when forming protective layers of COTS on cutting edges and intergrain space of the tool working surface. As a result, stable favorable polishing conditions are ensured, which allows to achieve a higher quality of the surfaces of machine parts, including from hard-to-handle materials.

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 позволило 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 essential distinguishing features in relation to the applicant’s 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 just 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 conjunction 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 реализации способа полирования. The drawing shows a schematic diagram of the implementation of the polishing method.

Детали 1 сообщают продольную подачу и осуществляют ее обработку последовательно дисками 2 из крупнозернистой шлифовальной шкурки и дисками 3 из мелкозернистой шлифовальной шкурки. Диски импрегнированы смазочно-охлаждающей технологической средой 4, а их нерабочие поверхности покрыты бакелитовым лаком 5. Диски установлены на оправке под углом к оси вращения. Details 1 report the longitudinal feed and carry out its processing sequentially with disks 2 from a coarse sandpaper and disks 3 from a fine sandpaper. The disks are impregnated with a cutting fluid 4, and their non-working surfaces are covered with bakelite varnish 5. The disks are mounted on the mandrel at an angle to the axis of rotation.

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.

Для реализации способа предварительно выполняют диски из шлифовальной шкурки требуемой зернистости. Диски импрегнируют смазочно-охлаждающей технологической средой, а на нерабочую поверхность наносят бакелитовый лак. Диски устанавливают на оправке под углом к оси вращения, инструменту сообщают вращение, а детали - продольную подачу. Бакелитовый лак обеспечивает жесткость инструмента, а СОТС формирует благоприятные условия микрорезания материала при высокой подвижности абразивных зерен, что создает высококачественное полирование. To implement the method, disks from a grinding skin of the required grit are preliminarily performed. The disks are impregnated with a cutting fluid, and bakelite varnish is applied to the non-working surface. The disks are mounted on the mandrel at an angle to the axis of rotation, the tool is informed of rotation, and the details are longitudinal feed. Bakelite varnish provides the rigidity of the tool, and SOTS forms favorable conditions for micro-cutting of the material with high mobility of abrasive grains, which creates high-quality polishing.

Реализацию способа осуществляли на машинке ИП 2009БПУ-11. Диски из шлифовальной шкурки (ГОСТ 13344-79) с характеристиками 14 А 40ПСФЖА и 14А6П СФЖА импрегнировали расплавом парафина (ГОСТ 23683-77), а нерабочую поверхность покрывали бакелитовым лаком ЛБС-1 (ГОСТ 901-71). Диски закрепляли на оправке под углом 20^o к оси и приводили во вращение с окружной скоростью 30 м/с. Полировали образцы из титанового сплава ВТ22, варьируя величиной продольной подачи в интервале (1-5) м/мин. В результате полирования поверхность образцов характеризовалась параметром R_a=(0,08-0,12) мкм, тогда как после реализации способа-прототипа в сходных условиях R_a=(0,16-0,2) мкм.The implementation of the method was carried out on a typewriter IP 2009BPU-11. Disks from a sandpaper (GOST 13344-79) with characteristics 14 A 40PSFZHA and 14A6P SFZhA were impregnated with paraffin melt (GOST 23683-77), and the inoperative surface was covered with LBS-1 bakelite varnish (GOST 901-71). The disks were fixed on the mandrel at an angle of 20 ^o to the axis and brought into rotation with a peripheral speed of 30 m / s. Samples of VT22 titanium alloy were polished, varying the longitudinal feed in the range of (1-5) m / min. As a result of polishing, the surface of the samples was characterized by the parameter R _a = (0.08-0.12) μm, whereas after the implementation of the prototype method under similar conditions, R _a = (0.16-0.2) μm.

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 шлифовании поверхностей отверстий 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 engineering, when grinding the surfaces of the holes 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, включающий сообщение продольной подачи обрабатываемой детали и вращения инструменту, в качестве которого используют диски из шлифовальной шкурки с абразивом различной зернистости, установленные на оправке под углом к оси вращения в порядке убывания зернистости абразива, отличающийся тем, что диски импрегнируют смазочно-охлаждающей технологической средой, а их нерабочую поверхность покрывают бакелитовым лаком. The polishing method, including the message of the longitudinal supply of the workpiece and rotation of the tool, which is used as disks from a grinding skin with an abrasive of various grain sizes mounted on a mandrel at an angle to the axis of rotation in decreasing order of grain size of the abrasive, characterized in that the wheels impregnate with a lubricating-cooling technological medium, and their non-working surface is covered with bakelite varnish.