УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КАПРОЛОНА Российский патент 2014 года по МПК B29C37/00 B26D1/00 

Описание патента на изобретение RU2518595C1

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из пластмасс, преимущественно из капролона.

Известно устройство для обработки заготовок из капролона, включающее заготовку, токарный станок и специальный режущий инструмент, оснащенный твердыми сплавами (В.Н. Подураев. Резание труднообрабатываемых материалов: Учебное пособие для вузов. - М.: Высшая школа, 1974, с.574).

Однако данное устройство не обеспечивает получение качественной поверхности после обработки ввиду наличия существенных отличий в физико-химических свойствах металлов и пластмасс. При этом образуется значительная шероховатость поверхности, элементы которой создают концентраторы напряжений, негативно влияющие на прочностные характеристики готовой детали в целом.

Ближайшим аналогом является устройство для обработки заготовок из капролона, включающее заготовку, токарный станок с режущим инструментом, приводом вращения заготовки и устройство подачи инструмента (патент РФ №2317196, B29C 37/00, БИ №6, 2008).

Известное устройство не позволяет обеспечивать высокую производительность и получать высокие физико-механические свойства изделий (прочность при растяжении, твердость, прочность при статическом изгибе).

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности обработки заготовки и физико-механических свойств изделий.

Указанная задача решается тем, что в устройстве для обработки заготовок из капролона, включающем заготовку, токарный станок с режущим инструментом, привод вращения заготовки и устройство подачи инструмента, согласно изобретению, токарный станок оборудован генератором облучения заготовки с возможностью обработки заготовки при резании наносекундными электромагнитными импульсами, связанные электродами с режущим инструментом и скользящим элементом, которые контактируют с заготовкой из капролона и изолированы от металлических частей станка.

Использование генератора с электродами для облучения наносекундными электромагнитными импульсами, которыми (электродами) являются режущий инструмент и скользящий элемент, контактирующие с заготовкой из капролона и изолированные от металлических частей станка, позволяет производить одновременную обработку заготовки резанием и наносекундными электромагнитными импульсами, что способствует возбуждению полимерных цепей и вызывает уменьшение энергии их связи. Данный эффект приводит к уменьшению механической стабильности нагруженной полимерной сетки и таким образом способствует разрыву цепи, возникновению разрушения или распространению трещины, увеличению дефектных тест, т.е. его разрыхлению и охрупчиванию и, следовательно, к снижению механической прочности материала.

На чертеже приведена схема устройства для обработки заготовок из капролона.

Заготовка 1 из капролона установлена в токарном станке с режущим инструментом 2 (резцом). Для вращения заготовки имеется привод 3 и устройство подачи 4 режущего инструмента 2. Токарный станок оборудован генератором 5 облучения заготовки 1. При этом в качестве электродов для облучения заготовки 1 наносекундными электромагнитными импульсами используют режущий инструмент 2 (резец) и скользящий элемент 6, которые контактируют с заготовкой 1 и изолированы с помощью изоляции 7 от металлических частей станка.

В устройстве используют генератор 5 наносекундных электромагнитных импульсов (ГНИ-01-1-6), изготовленный Южно-Уральским государственным университетом, имеющим следующие параметры:

- полярность импульсов - положительная;

- амплитуда импульсов более 8 кВ;

- длительность импульсов - 1 нс;

- мощность одного импульса более 1 МВт;

- максимальная допустимая частота следования генерирующих импульсов - 1000 Гц;

- максимальный ток, потребляемый генератором во всем диапазоне питающих напряжений, не более 1,7 A при частоте 61 кГц.

Принцип работы устройства.

Заготовку 1 из капролона закрепляют в токарном станке известным способом. Затем к режущему инструменту 2 и к скользящему элементу 6 с помощью электродов подключают генератор 5 наносекундных электромагнитных импульсов и производят обработку импульсами длительностью 1 нс, амплитудой, например, 8 кВ, мощностью в одном импульсе, например, 1 МВт, частотой повторения импульсов 1000 Гц. Одновременно производят механическую обработку заготовки 1 режущим инструментом 2 с образованием стружки. Режимы токарной обработки устанавливаются экспериментально.

При этом обработка наносекундными электромагнитными импульсами способствует возбуждению полимерных цепей, что вызывает уменьшение энергии ее связи. Данный эффект приводит к уменьшению механической стабильности нагруженной полимерной сетки и таким образом способствует разрыву цепи, возникновению разрушения или распространению трещины, увеличению дефектных тест, т.е. его разрыхлению и охрупчиванию и, следовательно, к снижению механической прочности материала.

Это позволяет увеличить скорость резания и величину подачи, повысить производительность обработки полимера. Качество обработанной поверхности значительно улучшается, кроме того, получаются высокие физико-механические свойства изделий (прочность при растяжении, твердость, прочность при статическом изгибе), которые зафиксированы и подтверждены длительными эксплуатационными испытаниями.

В отличие от аналогов предлагаемое устройство обеспечивает повышение производительности обработки, а также прочности, жесткости, модуля упругости изделий на основе капролона в процессе эксплуатации за счет повышения качества поверхностной зоны материала, обработанной наносекундными электромагнитными импульсами и обычной токарной операцией.

Похожие патенты RU2518595C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КАПРОЛОНА 2012
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Еренков Святослав Олегович
  • Ри Хосен
  • Богачев Анатолий Петрович
  • Ри Виталий Эрнстович
RU2503538C1
Способ сверления полимерных композиционных материалов 2018
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Яворский Даниил Олегович
RU2688108C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КАПРОЛОНА 2013
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Богачев Анатолий Петрович
  • Еренков Святослав Олегович
RU2526974C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ ПЛАСТМАСС 2012
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Богачев Анатолий Петрович
  • Еренков Святослав Олегович
  • Щербина Денис Витальевич
RU2494864C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КАПРОЛОНА 2014
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Козлова Мария Андреевна
RU2584207C1
Способ токарной обработки термопластичных полимерных материалов 2019
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Яворский Даниил Олегович
  • Каленский Андрей Михайлович
RU2722543C1
СПОСОБ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КАПРОЛОНА 2014
  • Еренков Олег Юрьевич
RU2575723C1
СПОСОБ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КАПРОЛОНА 2014
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Козлова Мария Андреевна
RU2574764C1
СПОСОБ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КАПРОЛОНА 2012
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Богачев Анатолий Петрович
  • Еренков Святослав Олегович
RU2497670C1
СПОСОБ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КАПРОЛОНА 2016
  • Еренков Олег Юрьевич
RU2616705C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 518 595 C1

Реферат патента 2014 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КАПРОЛОНА

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из пластмасс, преимущественно из капролона. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности обработки заготовки и физико-механических свойств изделий. Указанная задача решается тем, что в устройстве для обработки заготовок из капролона, включающем заготовку, токарный станок с режущим инструментом, привод вращения заготовки и устройство подачи инструмента, согласно изобретению, токарный станок оборудован генератором облучения заготовки с возможностью обработки заготовки при резании наносекундными электромагнитными импульсами, связанным электродами с режущим инструментом и скользящим элементом, которые контактируют с заготовкой из капролона и изолированы от металлических частей станка. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 518 595 C1

Устройство для обработки заготовок из капролона, включающее заготовку, токарный станок с режущим инструментом, приводом вращения заготовки и устройство подачи инструмента, отличающееся тем, что токарный станок оборудован генератором облучения заготовки с возможностью обработки заготовки при резании наносекундными электромагнитными импульсами, связанным электродами с режущим инструментом и скользящим элементом, которые контактируют с заготовкой из капролона и изолированы от металлических частей станка.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2014 года RU2518595C1

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ ПЛАСТМАСС 2006
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Гаврилова Анна Владимировна
RU2317196C1
DE 3844338 A1, 05.07.1990
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ ПЛАСТМАСС 2010
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Еренков Святослав Олегович
  • Калита Георгий Александрович
  • Калита Евгений Георгиевич
RU2438872C2
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ ПЛАСТМАСС 2006
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Гаврилова Анна Владимировна
  • Ивахненко Александр Геннадьевич
RU2328374C1

RU 2 518 595 C1

Авторы

Еренков Олег Юрьевич

Еренков Святослав Олегович

Ри Хосен

Богачев Анатолий Петрович

Ри Виталий Эрнстович

Даты

2014-06-10Публикация

2012-12-03Подача