Способ механической обработки внутренних сферических поверхностей Российский патент 2019 года по МПК B24B11/00 

Описание патента на изобретение RU2706918C1

Изобретение относится к технологии механической обработки резанием, а именно к области абразивной обработки сферических поверхностей деталей.

Известно техническое решение (А.с. №906673, МПК В24В 11/10, опубл. 25.02.1982), в котором обработка сферических поверхностей осуществляется путем независимого вращения обрабатываемой детали и режущего инструмента, при этом профиль режущего инструмента соответствует профилю обрабатываемой сферической поверхности, а его перемещение относительно детали осуществляется по дуге окружности.

Недостатком известного изобретения является сложная механическая система управления движением режущего инструмента, включающая комплекс кривошипно-шатунного, кулисного и зубчато-реечного механизмов. Исполнение указанных механизмов неизбежно связано с наличием зазоров в движущих соединениях. Ввиду многочисленности этих соединений общая погрешность в траектории перемещения режущего инструмента оказывается значительной, а точность выполнения размеров изготавливаемой детали значительно снижается.

Кроме того, обрабатывать можно только наружные сферические поверхности. Произвести обработку внутренней сферической поверхности детали по указанному техническому решению невозможно.

Наиболее близким к заявленному решению является способ механической обработки сферических поверхностей (патент РФ №2405666, МПК B24B 11/00, B24B 5/16, опубл. 2010 г.) при котором перед механической обработкой обрабатываемую деталь закрепляют в заданное положение относительно центра сферы, обработку проводят кольцевым режущим инструментом, наружный описываемый диаметр которого равен длине хорды, стягивающей половину сектора обрабатываемой сферической поверхности, вращающемуся кольцевому инструменту придают линейное перемещение по нормали к обрабатываемой сферической поверхности в горизонтальной плоскости симметрии сферы, совпадающего с направлением вектора, проходящего через центр сферы, при этом линейное перемещение кольцевого режущего инструмента осуществляют до момента соприкосновения его наружного описываемого диаметра и центральной оси симметрии сферы.

Недостатком известного способа является то, что при механической обработке керамических деталей зона резания нуждается в постоянном охлаждении за счет подвода смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), например воды, для удаления отходов шлифования и уменьшения термической нагрузки на режущий инструмент. Однако конструкция кольцевого инструмента не позволяет обеспечить беспрепятственный подвод СОЖ в зону резания, что приводит к налипанию частиц керамики на связку режущего инструмента и к снижению режущей способности кольцевого круга, что в свою очередь приводит к увеличению длительности процесса механической обработки.

Задачей заявляемого изобретения является повышение геометрической точности и уменьшение длительности процесса механической обработки внутренней сферической поверхности керамических деталей.

Указанный технический результат достигается тем, что предложен способ механической обработки внутренних сферических поверхностей путем независимого вращения обрабатываемой детали и режущего инструмента, отличающийся тем, что обработку проводят радиусным режущим инструментом R=5-30 мм по запрограммированной криволинейной траектории эквидистантной к сферическому контуру обрабатываемой детали, при этом глубина шлифования составляет 0,1-1 мм.

Авторами установлено, что заявляемый способ механической обработки внутренних сферических поверхностей керамических деталей радиусным режущим инструментом значительно повышает геометрическую точность и уменьшает длительности процесса механической обработки внутренней сферической поверхности керамических деталей за счет лучшего отвода отходов шлифования из зоны резания, вследствие чего не происходит налипания частиц керамики на связку режущего инструмента и отпадает необходимость регулирования инструмента.

Экспериментально установлено, что радиус режущего инструмента меньше 5 мм приводит к значительному увеличению длительности процесса механической обработки внутренней сферической поверхности, а радиус более 30 мм приводит к поломке станка.

Установлено, что размер глубины шлифования меньше 0,1 мм приводит к увеличению длительности механической обработки, а размер глубины шлифования больше 1 мм приводит к разрушению детали.

Реализация предложенного технического решения представлена на следующих примерах.

Пример 1 (прототип)

Обрабатываемую деталь устанавливают на оправку токарного станка и закрепляют в патрон станка, шпиндель станка с кольцевым режущим инструментом устанавливают под углом α. При этом режущие вставки на кольцевом режущем инструменте должны быть установлены таким образом, чтобы их диаметр был равен длине хорде «а», стягивающей половину обрабатываемого сектора сферической поверхности. Затем производят шлифование внутренней сферической поверхности детали. Длительность при шлифовании сферической части поверхности детали составляет 8 часов, из них 6 часов производится внутренняя обработка сферической поверхности детали.

Пример 2 по предложенному техническому решению.

На фигуре обрабатываемую деталь 1 устанавливают на оправку 2 и закрепляют в патрон 3 токарного станка с программным управлением, закрепленным на шпинделе 4 радиусным режущим инструментом 5 R=20 мм проводят шлифование по запрограммированной криволинейной траектории эквидистантной к сферическому контуру обрабатываемой детали. Обработка производится от торца детали к носку. Количество проходов 7. Длительность при шлифовании внутренней сферической поверхности детали составляет 5 часов.

Сравнение приведенных выше примеров показало, что применение способа по предложенному техническому решению позволяет повысить геометрическую точность и сократить длительности процесса механической обработки внутренней сферической поверхности керамических деталей.

Заявленный способ обработки внутренних сферических поверхностей полностью удовлетворяет требованию промышленной применимости.

Похожие патенты RU2706918C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ 2009
  • Платонов Виктор Васильевич
  • Эпов Анатолий Григорьевич
  • Латыш Людмила Васильевна
  • Волков Михаил Анатольевич
  • Быченкова Флорида Павловна
RU2405666C1
Способ многодетальной механической обработки керамических деталей 2022
  • Харитонов Дмитрий Викторович
  • Хамицаев Анатолий Степанович
  • Тимохин Илья Юрьевич
  • Анашкина Антонина Александровна
  • Смирнова Ирина Михайловна
  • Русин Михаил Юрьевич
RU2787659C1
Способ механической обработки керамических изделий с наружной сферической поверхностью 2019
  • Харитонов Дмитрий Викторович
  • Анашкина Антонина Александровна
  • Русин Михаил Юрьевич
  • Тимохин Илья Юрьевич
  • Нефедов Максим Николаевич
  • Хамицаев Анатолий Степанович
RU2715269C1
Способ обработки сложнопрофильных поверхностей керамических изделий на станках с ЧПУ с использованием метода адаптивного шлифования 2022
  • Середа Геннадий Николаевич
  • Харахонов Геннадий Анатольевич
  • Ногарёв Михаил Васильевич
  • Ефимов Вадим Олегович
  • Терновой Валерий Юрьевич
  • Шмаков Валентин Николаевич
  • Тамбовцев Алексей Сергеевич
  • Тышов Егор Викторович
RU2799962C1
Способ механической обработки внутренней поверхности керамических изделий 2020
  • Харитонов Дмитрий Викторович
  • Тимохин Илья Юрьевич
  • Анашкина Антонина Александровна
  • Смирнова Ирина Михайловна
  • Хамицаев Анатолий Степанович
  • Русин Михаил Юрьевич
  • Нефедов Максим Николаевич
RU2743276C1
СПОСОБ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СЛОЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ 2010
  • Марков Андрей Михайлович
  • Курилов Евгений Николаевич
RU2440870C2
Способ механической обработки внутренней поверхности сложнопрофильных керамических изделий 2021
  • Харитонов Дмитрий Викторович
  • Тимохин Илья Юрьевич
  • Анашкина Антонина Александровна
  • Ермолаев Ярослав Олегович
  • Осипов Алексей Иванович
  • Хамицаев Анатолий Степанович
  • Русин Михаил Юрьевич
RU2765866C1
Способ фрезерования внутренних радиусных сопряжений поверхностей деталей 2018
  • Бусыгин Евгений Васильевич
RU2674376C1
СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО ЗАКАЛОЧНОГО УПРОЧНЕНИЯ РЕЖУЩЕ-ДЕФОРМИРУЮЩИМ ИНСТРУМЕНТОМ 2014
  • Зубков Николай Николаевич
  • Васильев Сергей Геннадьевич
  • Попцов Виктор Викторович
RU2556897C1
Способ обработки плоских и криволинейных поверхностей штамповой оснастки с коррекцией износа инструмента и станочных погрешностей 2023
  • Сафаров Дамир Тамасович
  • Сафарова Лейля Ринатовна
  • Кондрашов Алексей Геннадьевич
  • Фасхутдинов Айрат Ибрагимович
  • Биктимиров Рустем Джамилевич
RU2822491C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 706 918 C1

Реферат патента 2019 года Способ механической обработки внутренних сферических поверхностей

Изобретение относится к технологии механической обработки резанием и может быть использовано при абразивной обработке сферических поверхностей деталей. Обрабатываемой детали и режущему инструменту сообщают независимые вращения, а обработку проводят радиусным режущим инструментом с радиусом R=5-30 мм по запрограммированной криволинейной траектории, эквидистантной к сферическому контуру обрабатываемой детали. Глубина шлифования составляет 0,1-1 мм. В результате повышается геометрическая точность внутренней сферической поверхности керамических деталей и уменьшается длительность процесса механической обработки. 1 ил., 2 пр.

Формула изобретения RU 2 706 918 C1

Способ механической обработки внутренних сферических поверхностей керамических деталей, включающий независимые вращения обрабатываемой детали и режущего инструмента, отличающийся тем, что проводят обработку шлифованием радиусным режущим инструментом с радиусом R=5-30 мм по криволинейной траектории, эквидистантной сферическому контуру обрабатываемой детали, при этом глубина шлифования составляет 0,1-1 мм.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2019 года RU2706918C1

СПОСОБ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ 2009
  • Платонов Виктор Васильевич
  • Эпов Анатолий Григорьевич
  • Латыш Людмила Васильевна
  • Волков Михаил Анатольевич
  • Быченкова Флорида Павловна
RU2405666C1
Устройство для доводки наружных и внутренних неполных сферических поверхностей 1953
  • Барышников В.М.
  • Лукин А.П.
SU95812A1
Способ получения асферической поверхности на шлифовально-полировальном станке 1961
  • Карлин О.Г.
  • Липовецкий Л.Е.
  • Сюткин В.А.
SU147937A1
CN 102601702 A, 25.07.2012.

RU 2 706 918 C1

Авторы

Харитонов Дмитрий Викторович

Анашкина Антонина Александровна

Русин Михаил Юрьевич

Тимохин Илья Юрьевич

Даты

2019-11-21Публикация

2019-05-22Подача