RU2187421C1 - Polishing method - Google Patents

Abstract

FIELD: machine engineering, namely finish abrasive treatment of machine parts. SUBSTANCE: method comprises steps of imparting lengthwise feed to part; treating it by means of discs of grinding clothes mounted on mandrel and inclined relative to their rotation axis; impregnating discs with bakelite varnish in order to increase their rigidity; applying onto working surface of discs lubricating and cooling technological fluid containing free abrasive whose characteristic corresponds to that of abrasive of grinding cloth; rigidly connecting discs one with another by their non-working surfaces; simultaneously imparting reciprocation motion to part being in continuous contact with tool. It allows to perform polishing during doubled stroke of part at intensive different -sign action of tool and without shock contact of abrasive grains. EFFECT: enhanced quality of surface of machine parts. 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 Д 5/00, 1971 г.). 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 Д 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 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 (см. патент РФ 2146590, кл. В 24 В 29/00, В 24 Д 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 a mandrel at an angle to the axis of rotation, disks from a sandpaper with different grit sizes are used as disks impregnated with bakelite varnish to increase rigidity and coated with a cutting fluid with a free abrasive placed in it with a characteristic the characteristic characteristics of the abrasive skins, while the disks on the mandrel are arranged in decreasing order of grain size of the abrasive (see RF patent 2146590, CL 24 V 29/00, 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 достижение качества поверхности деталей требует обеспечения возможности подхода к поверхности комплекта дисков для поэтапной обработки, что затруднительно для изделий сложной формы, где возможности относительных перемещений детали и инструмента без касания других поверхностей ограничены. Кроме этого, инструмент осуществляет прерывистое одностороннее воздействие на деталь, что обусловливает вероятность рисочной дефектации от ударного воздействия абразивных зерен первых жестких дисков, трудно компенсируемой последующей обработкой. В результате полирование труднообрабатываемых материалов, особенно деталей сложной формы, сопряжено с трудоемким процессом формирования необходимого качества и не всегда эффективно. 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 the achievement of the surface quality of the parts requires the possibility of approaching the surface of the set of disks for phased processing, which is difficult for products of complex shape, where relative movements of the part and tool without touching other surfaces are limited. In addition, the tool performs an intermittent one-sided impact on the part, which makes it possible for the pattern to be defective from the impact of the abrasive grains of the first hard drives, which is difficult to compensate for by subsequent processing. As a result, polishing of difficult-to-work materials, especially parts of complex shape, is associated with the laborious process of forming the required quality and is not always effective.

Сущность изобретения заключается в следующем. Решается задача обеспечения съема материала жестким инструментом при ограничении величины перемещений в безударном режиме. The invention consists in the following. The problem of ensuring material removal with a rigid tool is solved while limiting the magnitude of displacements in shock-free mode.

Технический результат - улучшение качества поверхностей деталей машин. Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе сообщают продольную подачу детали и вращение инструменту, в качестве которого используют установленные на оправке под углом к оси вращения и импрегнированные бакелитовым лаком для повышения жесткости диски из шлифовальной шкурки. EFFECT: improved quality of surfaces of machine parts. The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method they report the longitudinal feed of the part and the rotation of the tool, which is used mounted on a mandrel at an angle to the axis of rotation and impregnated with bakelite varnish to increase the rigidity of the sanding disc disks.

Особенность заключается в том, что продольную подачу осуществляют путем возвратно-поступательных перемещений детали с обеспечением непрерывного контакта с инструментом, диски которого жестко соединяют между собой нерабочими поверхностями, а их рабочие поверхности покрывают смазочно-охлаждающей технологической средой (СОТС) с размещенным в ней свободным абразивом с характеристикой, соответствующей характеристике абразива шлифовальной шкурки. The peculiarity lies in the fact that the longitudinal feed is carried out by reciprocating the part with continuous contact with the tool, the disks of which are rigidly connected to each other by non-working surfaces, and their working surfaces are coated with a lubricating-cooling technological medium (COTS) with a free abrasive placed in it with the characteristic corresponding to the characteristic of the abrasive of the grinding skin.

Жесткое соединение нерабочих поверхностей дисков, импрегнированных бакелитовым лаком, обеспечивает требуемую жесткость инструмента при обработке. Сообщение детали возвратно-поступательных перемещений с обеспечением непрерывного контакта с инструментом позволяет осуществлять полирование детали в течение всего цикла двойного хода детали и выполнять интенсивную обработку при малой амплитуде этих перемещений. Непрерывность контакта инструмента и детали, а также покрытие рабочих поверхностей позволяет ликвидировать ударный контакт абразивных зерен импрегнированных жестких дисков и предотвратить рисочную дефектацию полированной поверхности. Размещение в СОТС свободного абразива с характеристикой, соответствующей характеристике абразива шлифовальной шкурки, способствует повышению интенсивности съема материала. В результате формируется высокая однородность обрабатываемой поверхности детали и в целом улучшается качество поверхности. A rigid connection of non-working surfaces of disks impregnated with bakelite varnish provides the required tool stiffness during processing. Communication of the part of the reciprocating movements with the provision of continuous contact with the tool allows polishing of the part during the entire double stroke cycle of the part and intensive processing with a small amplitude of these movements. The continuity of the contact of the tool and the part, as well as the coating of the working surfaces, makes it possible to eliminate the shock contact of the abrasive grains of the impregnated hard disks and to prevent the picture defect of the polished surface. Placing free abrasive in COTS with a characteristic corresponding to the characteristic of the abrasive of the grinding skins, increases the rate of material removal. As a result, a high uniformity of the workpiece surface is formed and overall surface quality is improved.

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, 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 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 продольные возвратно-поступательные перемещения и осуществляют ее обработку последовательно дисками 2 и дисками 3 из шлифовальной шкурки, жестко соединенными между собой по нерабочим поверхностям 4 и импрегнированными бакелитовым лаком 5. Рабочие поверхности 6 располагают противоположно направленными, покрывают смазочно-охлаждающей технологической средой 7, где размещают свободный абразив 8 с характеристикой, соответствующей характеристике абразивной шкурки. Диски устанавливают на оправке под углом к оси вращения. Деталь 1 и диски 2-3 находятся в непрерывном контакте. Details 1 report longitudinal reciprocating movements and carry out its processing sequentially with disks 2 and disks 3 made of sandpaper, rigidly interconnected over non-working surfaces 4 and impregnated with bakelite varnish 5. Working surfaces 6 are oppositely directed, coated with a lubricating-cooling technological medium 7 where free abrasive 8 is placed with a characteristic corresponding to the characteristic of the abrasive skin. Disks are mounted on the mandrel at an angle to the axis of rotation. Part 1 and discs 2-3 are in continuous contact.

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. Диски импрегнируют, жестко соединяют между собой по нерабочим поверхностям, располагая рабочие поверхности противоположно направленными, покрывают их смазочно-охлаждающей технологической средой, где располагают абразив с характеристикой, соответствующей абразиву диска. Диски устанавливают на оправке под углом к оси вращения. Инструменту сообщают вращение, а детали - продольную возвратно-поступательную подачу, сохраняя непрерывным контакт инструмента и детали. Бакелитовый лак и жесткое соединение дисков обеспечивают требуемую жесткость инструмента, а противоположная направленность рабочих поверхностей и возвратно-поступательное перемещение деталей при непрерывном контакте формируют благоприятные условия микрорезания материала при ограниченной величине перемещений, что создает высококачественное полирование. To implement the method, disks from a grinding skin are preliminarily performed. The disks are impregnated, rigidly interconnected over non-working surfaces, having the working surfaces oppositely directed, cover them with a lubricating-cooling technological medium, where they have an abrasive with a characteristic corresponding to a disk abrasive. Disks are mounted on the mandrel at an angle to the axis of rotation. The tool is informed of the rotation, and the parts are longitudinally reciprocating, keeping the contact of the tool and the part uninterrupted. Bakelite varnish and a rigid connection of the disks provide the required rigidity of the tool, and the opposite direction of the working surfaces and the reciprocating movement of parts with continuous contact form favorable conditions for micro-cutting of the material with a limited amount of movement, which creates high-quality polishing.

Реализацию способа осуществляли на машинке ИП 2009БПУ-11. Диски из шлифовальной шкурки с характеристикой 14А25П СФЖА (ГОСТ 13344-79) импрегнировали бакелитовым лаком ЛБС-1 (ГОСТ 901-71), соединяли между собой по нерабочим поверхностям и покрывали рабочие поверхности расплавом парафина (ГОСТ 23683-77). 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 (3...5) м/мин. В результате полирования поверхности образцов достигнуто улучшение качества в (1,20...1,25) раза по сравнению с прототипом в сходных условиях.The implementation of the method was carried out on a typewriter IP 2009BPU-11. Disks from a grinding skin with characteristic 14A25P SFZhA (GOST 13344-79) were impregnated with LBS-1 bakelite varnish (GOST 901-71), connected to each other over non-working surfaces and coated working surfaces with paraffin melt (GOST 23683-77). 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 (3 ... 5) m / min. As a result of polishing the surface of the samples, a quality improvement of (1.20 ... 1.25) times was achieved compared with the prototype under similar conditions.

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 "INDUSTRIAL APPLICABILITY".

Claims (1)

Способ полирования, включающий сообщение продольной подачи детали и вращения инструменту, в качестве которого используют установленные на оправке под углом к оси вращения и импрегнированные бакелитовым лаком для повышения жесткости диски из шлифовальной шкурки, отличающийся тем, что продольную подачу осуществляют путем возвратно-поступательных перемещений детали с обеспечением непрерывного контакта с инструментом, диски которого жестко соединяют между собой нерабочими поверхностями, а их рабочие поверхности покрывают смазочно-охлаждающей технологической средой с размещенным в ней свободным абразивом с характеристикой, соответствующей характеристике абразива шлифовальной шкурки. The polishing method, including the message of the longitudinal supply of the part and rotation of the tool, which is used mounted on a mandrel at an angle to the axis of rotation and impregnated with bakelite varnish to increase the rigidity of the disks from the grinding skin, characterized in that the longitudinal feed is carried out by reciprocating movements of the part with providing continuous contact with the tool, the disks of which are rigidly connected to each other by non-working surfaces, and their working surfaces are coated with lubricant-cooling pressing technological medium with a free abrasive placed in it with a characteristic corresponding to the characteristic of the abrasive of the grinding skin.