Способ механической обработки керамических изделий с наружной сферической поверхностью Российский патент 2020 года по МПК B24B11/00 B24B5/16 

Описание патента на изобретение RU2715269C1

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

Известно техническое решение по авторскому свидетельству СССР №906673 МПК В24В 11/10 «Станок для обработки сферических поверхностей». В данном решении описан способ обработки сферических поверхностей 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.

Такой способ механической обработки требует сложной механической системы управления движением режущего инструмента, включающий в рассматриваемом техническом решении комплекс кривошипно-шатунного, кулисного и зубчато-реечного механизмов. Исполнение указанных механизмов неизбежно связано с наличием зазоров в движущихся соединениях. Ввиду достаточно большого количества таких соединений общая погрешность в траектории перемещения режущего инструмента оказывается значительной, а точность выполнения размеров сферической поверхности изготавливаемой детали значительно снижается.

Наиболее близким к заявленному решению является способ механической обработки сферических поверхностей (патент на изобретение Российской Федерации №2405666 «Способ обработки сферических поверхностей», МПК В28В 1/26, 2010 г.), включающий установку изделия в заданное положение относительно центра сферы, обработку 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 и совпадающего с направлением вектора, проходящего через центр сферы. Линейное перемещение кольцевого режущего инструмента осуществляют до момента соприкосновения его наружного описываемого диаметра и центральной оси симметрии сферы. При этом обрабатываемая деталь и режущий инструмент имеют независимое вращение.

Недостатком известного способа является его узкая технологическая возможность, т.к. под определенный диаметр наружной сферической поверхности изделия необходимо подбирать соответствующий диаметр кольцевого режущего инструмента. Кроме того, как показывает практика обработки наружных сферических поверхностей керамических изделий, кольцевой инструмент нуждается в периодической заточке (правке), что приводит к значительному увеличению длительности механической обработки.

Задачей настоящего изобретения является расширение технологических возможностей, уменьшение длительности процесса механической обработки с сохранением качества обрабатываемой поверхности.

Поставленная задача достигается тем, что предложен способ механической обработки керамических изделий со сферической поверхностью, включающий установку изделия в заданное положение относительно центра сферы и обработку наружной поверхности изделия режущим инструментом при независимом вращении обрабатываемой детали и режущего инструмента, отличающийся тем, что в качестве режущего инструмента используют алмазный дисковый круг, частота вращения которого составляет 5000-7000 об/мин, ось его вращения перпендикулярна оси вращения изделия а глубина резания составляет 0,3-1,8 мм.

Авторы установили, использование в качестве режущего инструмента алмазного дискового круга позволяет обрабатывать сферические поверхности любых диаметров, при этом дисковый круг не нуждается в периодической заточке.

Установлено, что ось вращения дискового круга должна быть перпендикулярна оси вращения изделия, так как отклонение осей от перпендикулярности приведет к неравномерному износу дискового круга.

Установлено, что при частоте вращения дискового круга меньше 5000 об/мин ухудшается качество обрабатываемой поверхности - появляются царапины, риски, волнистость и т.д., а при частоте вращения больше 7000 об/мин происходит вырывание кусков керамического материала с поверхности изделия.

Экспериментально установлено, что величина глубины резания алмазного дискового круга менее 0,3 мм приведет к неоправданному увеличению длительности механической обработки, а размер глубина резания более 1.8 мм может привести к разрушению керамического изделия.

На фигуре схематично представлено сферическое изделие 1 и режущий инструмент 2 в виде алмазного дискового круга с их взаимным расположением.

Реализация предложенного технического решения представлена в следующих примерах.

Пример 1. Изделие устанавливают на оправку токарного станка и алмазным дисковым кругом проводят механическую обработку наружной сферической поверхности изделия, при этом круг перемещается по наружной поверхности изделия с частотой вращения 5290 об/мин, а глубина резания составляет 0,4 мм. Общее время механической обработки по сравнению с прототипом уменьшилось на 27%. При этом качество обработки осталось на высоком уровне.

Пример 2. Аналогично описанному выше примеру 1 проводят механическую обработку наружной сферической поверхности изделия при частоте вращения алмазного дискового круга 6140 об/мин, а глубина резания составляет 0,9 мм. Общее время механической обработки по сравнению с прототипом уменьшилось на 34%. При этом качество обработки осталось на высоком уровне.

Пример 3. Аналогично описанному выше примеру 2 проводят механическую обработку наружной сферической поверхности изделия при частоте вращения дискового круга 6730 об/мин, а глубина резания составляет 1,6 мм. Общее время механической обработки по сравнению с прототипом уменьшилось на 41%. При этом качество обработки осталось на высоком уровне.

Применение способа по предложенному техническому решению позволяет существенно сократить трудоемкость механической обработки наружной сферической поверхности керамических изделий.

Похожие патенты RU2715269C1

название год авторы номер документа
Способ механической обработки внутренних сферических поверхностей 2019
  • Харитонов Дмитрий Викторович
  • Анашкина Антонина Александровна
  • Русин Михаил Юрьевич
  • Тимохин Илья Юрьевич
RU2706918C1
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 крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий 2019
  • Харитонов Дмитрий Викторович
  • Грошев Алексей Валерьевич
  • Анашкина Антонина Александровна
  • Русин Михаил Юрьевич
  • Савенков Григорий Николаевич
  • Нефедов Максим Николаевич
  • Хмельницкий Анатолий Казимирович
RU2713258C1
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 доводки наружной поверхности сложнопрофильных керамических изделий 2021
  • Харитонов Дмитрий Викторович
  • Тимохин Илья Юрьевич
  • Анашкина Антонина Александровна
  • Осипов Алексей Иванович
  • Терехин Александр Васильевич
  • Русин Михаил Юрьевич
RU2780052C1
Способ обработки сферических поверхностей кольцевым алмазным инструментом 1988
  • Сироткин Леонид Викторович
SU1722787A1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ ШЛИФОВАЛЬНЫМ КРУГОМ 1998
  • Степанов Ю.С.
  • Афонасьев Б.И.
RU2130375C1
СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ 1999
  • Степанов Ю.С.
  • Афонасьев Б.И.
RU2162398C2
СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ 1999
  • Степанов Ю.С.
  • Афонасьев Б.И.
  • Самойлов Н.Н.
  • Жилин Г.П.
  • Ушаков А.И.
RU2164851C1
СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ И ПОЛИРОВАНИЯ ОТВЕРСТИЙ 2002
  • Степанов Ю.С.
  • Афанасьев Б.И.
  • Поляков А.И.
  • Фомин Д.С.
  • Кобзев Д.Л.
RU2237567C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 715 269 C1

Реферат патента 2020 года Способ механической обработки керамических изделий с наружной сферической поверхностью

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при обработке керамических изделий со сферической поверхностью. Способ включает установку изделия в заданном положении относительно центра сферы и обработку наружной поверхности изделия алмазным дисковым кругом при независимом вращении изделия и круга. Ось вращения круга перпендикулярна оси вращения изделия, частота вращения круга составляет 5000-7000 об/мин, а глубина резания - 0,3-1,8 мм. В результате расширяются технологические возможности и уменьшается длительность процесса обработки керамических изделий с сохранением качества их поверхности. 1 ил., 3 пр.

Формула изобретения RU 2 715 269 C1

Способ механической обработки керамических изделий со сферической поверхностью, включающий установку изделия в заданное положение относительно центра сферы и обработку наружной поверхности изделия режущим инструментом при независимом вращении обрабатываемой детали и режущего инструмента, отличающийся тем, что осуществляют обработку режущим инструментом в виде алмазного дискового круга, частота вращения которого составляет 5000-7000 об/мин, ось его вращения перпендикулярна оси вращения изделия, а глубина резания составляет 0,3-1,8 мм.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2020 года RU2715269C1

СПОСОБ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ 2009
  • Платонов Виктор Васильевич
  • Эпов Анатолий Григорьевич
  • Латыш Людмила Васильевна
  • Волков Михаил Анатольевич
  • Быченкова Флорида Павловна
RU2405666C1
Способ обработки стеклянных изделий 1984
  • Перерозин Михаил Абрамович
  • Арбитман Ефим Зевельевич
  • Барабан Владимир Петрович
SU1278187A1
Способ шлифования сферической поверхности 1983
  • Метелев Анатолий Викторович
  • Епишкин Юрий Васильевич
  • Жаров Николай Петрович
  • Васенков Вячеслав Иванович
SU1142263A1
CN 201175857 Y, 07.01.2009.

RU 2 715 269 C1

Авторы

Харитонов Дмитрий Викторович

Анашкина Антонина Александровна

Русин Михаил Юрьевич

Тимохин Илья Юрьевич

Нефедов Максим Николаевич

Хамицаев Анатолий Степанович

Даты

2020-02-26Публикация

2019-10-08Подача