RU2155665C1

RU2155665C1 - Method of abrasive machining

Info

Publication number: RU2155665C1
Application number: RU99104377A
Authority: RU
Inventors: П.В. Дубровский
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2000-09-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: method is designed for abrasive machining of surfaces of machine parts. Flexible agent is placed in tool cavity under pressure. Tool is thrown in contact with surface being machined. Process cutting fluid is used as flexible agent. Flexible operating surface of tool is provided with channels. Process cutting fluid is delivered to machining zone through the above-indicated channels by imparting forward motion to part in direction of tool. Method improved conditions of microcutting. EFFECT: improved quality of machined surface. 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, осуществляемый в условиях постоянного прижима инструмента к детали (см. авт. свид. СССР N 244146 кл B 24 D 17/00, 1967). A known method of grinding the surfaces of parts with a tool made in the form of a container of 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 N 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. Условия контакта в зоне обработки в ходе процесса ухудшаются в результате интенсификации физико-химических реакций. For reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method, 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. Contact conditions in the treatment zone during the process deteriorate as a result of intensification of physicochemical reactions.

Известен также способ шлифования поверхностей деталей инструментом, выполненным в виде баллона из эластичного материала, заполненного жидкостью или газом, рабочая поверхность которого покрыта абразивом, осуществляемый в условиях постоянного прижима инструмента к детали, где в баллон вводят ферромагнитные частицы, а прижим инструмента осуществляют путем воздействия на них внешнего магнитного поля (см. авт. свид. СССР N 534351 кл. B 24 D 13/00, B 24, B 31/10, 1976). 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 of external magnetic field (see ed. certificate of the USSR N 534351 class B 24 D 13/00, B 24, B 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. При этом условия контакта в ходе обработки ухудшаются за счет интенсификации физико-химического взаимодействия контактирующих поверхностей. 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. In this case, the contact conditions during processing deteriorate due to the intensification of the physicochemical interaction of the contacting surfaces.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является СПОСОБ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ, в котором в полость инструмента под давлением помещают упругий агент и вводят инструмент в контакт с поверхностью инструмента (см. авт. свид. СССР N 650797, кл. B 24 D 13/00, 1979), принятый за прототип. The closest method of the same purpose to the claimed invention in terms of features is the METHOD OF ABRASIVE TREATMENT, in which an elastic agent is placed under pressure in the cavity of the tool and the tool is brought into contact with the surface of the tool (see ed. Certificate of the USSR N 650797, class B 24 D 13/00, 1979), 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 управление формированием качества поверхности детали осуществляется лишь варьированием давления упругого агента. При этом условия контакта с обрабатываемой поверхностью ухудшаются за счет интенсификации физико-химических реакций в ходе обработки между взаимодействующими поверхностями. Таким образом в процессе резания участвуют ограниченное количество рабочих кромок зерен инструмента, интенсивный износ которых и засаливание приводит к прекращению съема материала. For reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method adopted as a prototype, the known method for controlling the formation of the surface quality of a part is carried out only by varying the pressure of the elastic agent. In this case, the conditions of contact with the treated surface are worsened due to the intensification of physico-chemical reactions during processing between interacting surfaces. Thus, a limited number of working edges of the tool grains are involved in the cutting process, the intensive wear of which and greasing leads to the termination of material removal.

Сущность изобретения заключается в следующем. Решается задача улучшения условий микрорезания и благоприятных условий контакта взаимодействующих поверхностей в ходе обработки путем подвода смазочно-охлаждающей технологической среды, интенсификация которого пропорциональна силовому взаимодействию инструмента и детали. The invention consists in the following. The problem is solved of improving the conditions of micro cutting and favorable contact conditions of interacting surfaces during processing by supplying a lubricating-cooling technological medium, the intensification of which is proportional to the force interaction of the tool and the part.

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 абразивной обработки в полость инструмента под давлением помещают упругий агент и инструмент вводят в контакт с обрабатываемой поверхностью. The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method of abrasive treatment, an elastic agent is placed in the cavity of the tool under pressure and the tool is brought into contact with the surface to be treated.

Особенность заключается в том, что в качестве упругого агента берут смазочно-охлаждающую технологическую среду (СОТС), а в эластичной рабочей поверхности выполняют каналы, через которые осуществляют подвод СОТС в зону обработки. Перемещение СОТС через каналы вызывают поступательным движением детали в направлении инструмента. The peculiarity lies in the fact that a lubricant-cooling technological medium (SOTS) is taken as an elastic agent, and channels are made in the elastic working surface through which the SOTS is fed into the treatment zone. The movement of the COTS through the channels is caused by the translational movement of the part in the direction of the tool.

Для реализации способа в полости инструмента размещают СОТС при давлении, воздействие которого компенсируется силами сопротивления перемещению СОТС через каналы. В результате поступательного перемещения детали в направлении инструмента давление в его полости увеличивается и СОТС через каналы в эластичной рабочей поверхности проникает в зону обработки, снижая интенсивность физико-химических реакций и облегчая условия микрорезания. Достигается улучшение характеристик качества поверхности детали. To implement the method, SOTS is placed in the cavity of the tool at a pressure whose effect is compensated by the forces of resistance to the movement of SOTS through the channels. As a result of the translational movement of the part in the direction of the tool, the pressure in its cavity increases and the COTS through the channels in the elastic working surface penetrates the treatment zone, reducing the intensity of physicochemical reactions and facilitating micro cutting conditions. Achieved improved surface quality characteristics of the part.

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:
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 реализации способа абразивной обработки. The drawing shows a schematic diagram of the implementation of the abrasive processing method.

В полость инструмента 1 помещают под давлением упругий агент 2, в качестве которого берут смазочно-охлаждающую технологическую среду. Инструмент вводят в контакт с обрабатываемой поверхностью детали 3, которой сообщают вращение и поступательное перемещение в направлении инструмента. Деталь, воздействуя через эластичную рабочую поверхность 4 инструмента на СОТС, побуждает ее перемещение через каналы 5 в зону обработки, способствуя улучшению условий резания и качеству обработки. An elastic agent 2 is placed under pressure in the cavity of the tool 1, as a lubricating-cooling technological medium. The tool is brought into contact with the workpiece surface 3, which informs the rotation and translational movement in the direction of the tool. The part, acting through the elastic working surface 4 of the tool on the COTS, encourages its movement through the channels 5 into the processing zone, contributing to the improvement of cutting conditions and the quality of processing.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата. Так, например, деталь из сплава ОТЧ-1 закрепляли на машинке ИП 2009 БПУ-11 и приводили во вращение частотой 1500 об/мин. Сообщая поступательное перемещение со скоростью 1,5 м/мин в направлении инструмента. В полости инструмента размещали расплав парафина (ГОСТ 23683-77) температурой 120^oC. В эластичной рабочей поверхности инструмента из шлифовальной шкурки 14А25П СФЖА (ГОСТ 13344-79) выполняли отверстия диаметром 1 мм с шагом 5 мм. В результате реализации заявляемого способа обеспечено достижение шероховатости поверхности с R_a = 0,27... 0,30 мкм, что в 1,8...2,0 раза улучшает качество по сравнению с прототипом.Information confirming the possibility of carrying out the invention with obtaining the above technical result. So, for example, a part made of the OTCH-1 alloy was fixed on the IP 2009 BPU-11 typewriter and put into rotation at a frequency of 1500 rpm. Reporting translational movement at a speed of 1.5 m / min in the direction of the tool. Paraffin melt (GOST 23683-77) with a temperature of 120 ^o C was placed in the cavity of the tool. Holes with a diameter of 1 mm in increments of 5 mm were made in the elastic working surface of the tool from grinding skin 14A25P SFZhA (GOST 13344-79). As a result of the implementation of the proposed method, the achievement of surface roughness with R _a = 0.27 ... 0.30 μm, which is 1.8 ... 2.0 times better than the prototype.

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 "INDUSTRIAL APPLICABILITY".

Claims

A method of abrasive treatment, comprising bringing into contact with the surface to be machined a tool part with an elastic working surface and a cavity in which an elastic agent is placed under pressure, characterized in that the tool is used with a lubricant-cooling technological medium (COTS) as an elastic agent and with channels in an elastic working surface, while the supply of SOTS through the said channels to the processing zone is carried out by communicating the details of the translational movement in the direction of the tool.