СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ ОТВЕРСТИЯ В ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ДЕТАЛИ Российский патент 1999 года по МПК B24B55/02 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при внутреннем шлифовании деталей машин цилиндрической формы.

Известен способ шлифования отверстия в цилиндрической детали, в котором осуществляют подачу на деталь смазочной и охлаждающей жидкости свободно падающей струей (см. Кулаков Ю.М. и др. Предотвращение дефектов при шлифовании. - М.: Машиностроение, 1974 г. стр. 74).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе возможности технологических жидкостей раскрываются в малой степени. В результате возрастает вероятность образования прижогов, низкое качество обработки.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ шлифования отверстия в цилиндрической детали, в котором осуществляют комбинированную подачу к детали смазочной и охлаждающей жидкостей, где смазочную жидкость подают в отверстие с образованием масляной ванны вне зоны резания, а охлаждающую жидкость подают на необрабатываемую поверхность детали (см. а. с. N 835727 СССР, B 24 B 55/02), принятый за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе отходы шлифования целенаправленно не удаляются из зоны обработки и, многократно попадая между контактирующими поверхностями, ухудшают условия шлифования. Охлаждение заготовки лишь с внешней стороны не препятствует прижогообразованию в поверхностных слоях обрабатываемой детали, особенно из трудноообрабатываемых материалов. В результате при обработке отмечается недостаточно высокое качество поверхности.

Изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в достижении технического результата - повышении качества обработки.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе к детали подают комбинированно смазочную и охлаждающую среды, где охлаждающую жидкость подают на необрабатываемую поверхность детали. Особенность заключается в том, что охлаждающую среду непрерывно принудительно перемещают параллельно оси вращения вдоль ее наружной и внутренней сторон. При этом смазочную среду подают непосредственно в зону обработки путем предварительного импрегнирования инструмента и его контакта с деталью в процессе шлифования.

Между совокупностью признаков, перечисленных в формуле изобретения, и вышеизложенным техническим результатом имеется следующая причинно-следственная связь. Предварительноe импрегнирование инструмента смазочной средой обуславливает непрерывный подвод смазки непосредственно в зону контакта с обрабатываемым материалом заготовки, улучшая условия процесса резания и их однородность. Принудительное непрерывное перемещение охлаждающей среды вдоль наружнoй и внутренней сторон детали параллельно ее оси вращения интенсифицирует процесс охлаждения детали, в перемещение охлаждающей среды вдоль внутренней стороны детали удаляет отходы процесса шлифования, предотвращая их повторное попадание в зону контакта детали и инструмента и ухудшение условий резания материала. Таким образом, процесс шлифования осуществляется при интенсивном охлаждении с удалением отходов при непосредственном подводе смазочной среды в зону контакта инструмента и детали, что в совокупности способствует повышению качества обработки.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретение, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) 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.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

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;
- 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 осуществлена на основании известных правил, рекомендаций, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связей между ними.

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.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

На чертеже изображена принципиальная схема осуществления способа.

Обработку детали 1 осуществляют шлифовальным кругом, предварительно импрегнированным смазочной средой 2. Вдоль внешней и внутренней необрабатываемых поверхностей детали принудительно непрерывно перемещают охлаждающую среду 3 вдоль оси вращения детали.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного результата.

Для реализации способа шлифовальный круг предварительно импрегнируют смазочной средой 2. Вдоль наружной и внутренней необрабатываемых поверхностей детали 1 сообщают принудительное непрерывное перемещение охлаждающей среды 3 параллельно оси вращения детали 1 путем, например, размещения детали 1 в наклонном положении и использования воздействия силы тяжести. Круг вводят в обрабатываемое отверстие и сообщают инструменту и детали 1 вращение. Охлаждающая среда 3, перемещаясь вдоль детали 1, интенсивно охлаждает материал и удаляет отходы шлифования. Смазочная среда 2, расплавляясь в зоне обработки, поступает из пор инструмента непосредственно на участки контактирующих поверхностей, улучшая условия резания и способствуя их однородности.

Использование данного способа шлифования отверстия позволяет повысить качество обработки за счет создания благоприятных условий контакта в зоне резания и поддерживания их однородности.

Реализацию способа осуществляли на цилиндрических образцах диаметром 200 - 180 мм из титанового сплава ОТ4-1, HRC_э 25-27 шлифовальным кругом ПП 64х20х20 25А25П СМ16К5Б с окружной скоростью V_к-30 м/с и скоростью детали V_д-0,5 м/с. Пропитку инструмента выполняли смазочной жидкостью МР-4 (ТУ 38-1-01-481-76). Охлаждение детали и удаление отходов осуществляли водой, варьируя скоростью перемещения в интервале V_в - (0-0,5) м/с. Установлены значения шероховатости поверхности, представленные в таблице, показывающие улучшение качества с увеличением скорости воды.

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 внутреннем шлифовании деталей машин цилиндрической формы;
- 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.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применяемость".

Изобретение возможно использовать в машиностроении при внутреннем шлифовании деталей цилиндрической формы. Обработку отверстия в цилиндрической детали осуществляют с комбинированной подачей к детали смазочной и охлаждающей сред. Инструмент предварительно импрегнируют смазочной средой, обеспечивая ее подачу в зону обработки. Охлаждающую среду непрерывно принудительно перемещают параллельно оси вращения детали вдоль ее наружней и внутренней сторон. Достигается интенсивное охлаждение детали, удаление отходов шлифования, улучшение смазки в зоне контакта, что и обеспечивает повышение качества шлифования. 1 ил., 1 табл.

Способ шлифования отверстия в цилиндрической детали с комбинированной подачей к детали смазывающей и охлаждающих сред, где охлаждающую среду подают на необрабатываемую поверхность детали, отличающийся тем, что смазочную среду подают в зону обработки путем предварительного импрегнирования инструмента, а охлаждающую среду непрерывно принудительно перемещают параллельно оси вращения детали вдоль ее наружной и внутренней сторон.