СПОСОБ В.Г. ВОХМЯНИНА ПОЛУЧЕНИЯ В ДЕТАЛИ ДЛИННОМЕРНЫХ ОТВЕРСТИЙ Российский патент 2015 года по МПК B23P15/16 

Изобретение относится к области обработки материалов, а более конкретно к приборостроению, в том числе к точному, и может быть использовано при разработке конструкций и технологии изготовления узлов и элементов, включающих длинномерные каналы малой площади поперечного сечения, в частности, в технике капиллярных изделий, в узлах регулируемого дозирования газа или жидкости, в натекателях вакуумных систем, в холодильной технологии и т.д.

Известны способы обработки сверхзвуковой струей воды с введением в нее абразивных добавок (см. книгу - Гидрорезание судостроительных материалов Р.А. Тихомиров, В.Ф. Бабанин, Е.Н. Петухов и др. - Л.: Судостроение: 1987. - 164 с.).

Известен способ сверления отверстий с помощью абразивно-жидкостных струй (см. Hashish М. Turning, milling and drilling with abrasive-waterjets. 9^th International Symposium on Jet Cutting Technology. Sendai, Japan: 4-6 October, 1988. Paper C2. pp.113-131).

По этим схемам получения отверстий с помощью сверхзвуковой абразивно-жидкостной струи она непосредственно воздействует на обрабатываемый материал и при выходе из получаемого отверстия формирует боковую каверну, что приводит к браку, и отверстие получается некруглой формы.

Известен способ сверления отверстий малого диаметра в хрупком материале (см. пат. 4955164 США, МКИ⁵ В24В 1/00, В24С 9/00 Method and apparatus for drilling small diameter holes in fragile material with velocity liquid jet / Hashish M., Cragen S., заяви. 15.06.89 г., опубл. 11.09.90 г.).

Однако известный способ имеет следующие недостатки. Практика получения отверстий в листовых материалах сверхзвуковой абразивно-жидкостной струей показывает, что при их формировании не удается точно обеспечить перпендикулярность струи с обрабатываемым материалом. Это приводит к тому, что отработанная суспензия, выходя из получаемого отверстия, обтекает вновь поступающую струю неравномерно по ее контуру. Это вызывает появление канавки на входе отверстия, которая сопоставима с его диаметром. Дальнейшее перемещение струи в получаемом отверстии не обеспечивает удаление канавки без значительных изменений размеров и формы отверстия.

Известны способы получения отверстий с помощью электроэрозионной обработки (см. Артамонов Б.А., Волков Ю.С. и др. Электрофизические и электрохимические метолы обработки материалов. М.: Высшая школа, 1983; Лившиц А.Л. Электроэрозионная обработка металлов. М.: Высшая школа, 1979; Подураев В.Н. и Камалов В.С. Физико-химические методы обработки. М.: Машиностроение, 1973. 346 с.).

Наиболее известный и распространенный способ получения отверстий - это сверление - образование снятием стружки сквозного и глухого цилиндрического отверстия в сплошном материале при помощи сверла (см. Политехнический словарь / Редкол.: А.Ю. Ишлинский) (гл. П50 ред.) и др. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Советская энциклопедия, 1989. - 656 с., с ил., с.469).

Все известные способы не позволяют получить очень малые (десятые, сотые доли квадратного миллиметра) по площади сечения отверстия большой длины (от нескольких сантиметров до нескольких метров). Известные способы не позволяют получить отверстия сложной по длине конфигурации.

Известен способ получения в детали отверстий в виде спиралей, включающий деление детали на элементы детали, выполнение на элементах детали выемок, соответствующих будущим отверстиям, и жесткое соединение элементов детали между собой с получением отверстия, при этом деление детали производят с образованием элементов детали в виде пустотелых цилиндров или пустотелых усеченных конусов (см. патент на изобретение РФ №2471602. кл. В23Р 15/00, 2013).

Недостатком этого способа являются ограниченные функциональные возможности, так при пропускании теплоносителя через отверстие не обеспечивается равномерного прогрева боковой поверхности детали - по мере продвижения теплоносителя по отверстию теплоноситель постепенно охлаждается. Кроме этого вход и выход отверстия разнесены в пространстве на значительное расстояние, что не всегда удобно технологически и при обслуживании.

Техническим результатом настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей за счет повышения равномерности нагрева поверхности детали при пропускании через отверстие теплоносителя, а также обеспечения расположения входа в отверстие и выхода из него рядом.

Поставленный технический результат достигается тем, что для получения в детали длинномерных отверстий, включающем деление детали на два элемента детали, выполнение как минимум на одном элементе детали выемки, соответствующей будущему отверстию, и жесткое соединение элементов детали между собой с получением отверстия, выемку выполняют в виде двух соединенных между собой рядом расположенных каналов, при этом каналы на всем протяжении расположены на одном расстоянии друг от друга, при этом повороты каналов могут быть выполнены плавными или под прямым углом, при этом канаты на всем протяжении могут быть выполнены по спирали.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена деталь, в которой нужно сделать длинномерное отверстие, на фиг.2 - разрез по А-А (один вариант), на фиг.3 - разрез по А-А (второй вариант), на фиг.4 - разрез по А-А (третий вариант).

На фиг.1 представлена деталь 1, которая разделена на элементы 2, 3. В элементе 3 выполнены соединенные между собой рядом расположенные канаты 4 и 5 (на чертежах показаны жирной линией), образующие часть отверстия. Канаты 4 и 5 на всем протяжении расположены на одном расстоянии друг от друга. Повороты каналов могут быть выполнены или плавными (как это показано на фиг.2) или под прямым углом (как это показано на фиг.3), или выполнены по спирали (как это показано на фиг.4). Для получения отверстий, например, круглого сечения или сечения в виде эллипса на элементе 2 выполняются зеркально каналы 4 и 5 по фиг.2-4. После выполнения каналов 4 и 5 любыми известными способами элементы 2 и 3 жестко скрепляют между собой с образованием единого отверстия, например, если в качестве материала детали 1 используется металл, с помощью диффузионной сварки, если другой материал, то, например, с помощью склеивания элементов 2 и 3.

При пропускании теплоносителя через отверстие в детали 1 поверхность детали нагревается равномерно благодаря тому, что с более нагретой выемкой 4 расположена менее нагретая выемка 5.

Более широкие функциональные возможности за счет повышения равномерности нагрева поверхности детали при пропускании через отверстие теплоносителя, а также обеспечение расположения входа в отверстие и выхода из него рядом является достоинством и преимуществом предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом.

Изобретение относится к области обработки материалов и может быть использовано при изготовлении узлов и элементов, включающих длинномерные каналы малой площади поперечного сечения, например, в технике капиллярных изделий, в узлах регулируемого дозирования газа или жидкости, в холодильных технологиях. Способ заключается в разделении детали 1 на элементы 2, 3, в которых выполняют соединенные между собой выемки 4 и 5, образующие часть отверстия. Выемки 4 и 5 на всем протяжении расположены на одном расстоянии друг от друга. Повороты выемок могут быть выполнены или плавными, или под прямым углом, или выполнены по спирали. После выполнения выемок 4 и 5 любыми известными способами элементы 2 и 3 детали жестко скрепляют между собой с образованием единого отверстия. Изобретение позволяет расширить технологические возможности деталей с такими отверстиями, повысить равномерность нагрева поверхности детали при пропускании через отверстие теплоносителя, а также обеспечить расположение входа в отверстие и выхода из него в любом месте детали. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ получения в детали длинномерных отверстий, включающий деление детали на два элемента детали, отличающийся тем, что выполняют как минимум на одном элементе детали две выемки, соответствующие будущему отверстию, соединенные между собой и расположенные на всем их протяжении на одном расстоянии друг от друга, и осуществляют жесткое соединение элементов детали между собой с получением упомянутого отверстия.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выемки выполняют с плавными поворотами.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выемки выполняют с поворотами, расположенными под прямым углом.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выемки на всем их протяжении выполняют по спирали.