Патенты на способы механической обработки

Изобретение относится к технологии механической обработки резанием, а именно к области абразивной обработки сферических поверхностей деталей. Осуществляют вращение обрабатываемой детали и режущего инструмента. 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 режущему 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. В результате повышается точность обработки и реализуется возможность изготовления полых деталей с эквидистантными наружной и внутренней сферическими поверхностями. 2 ил.

Рисунки к патенту РФ 2405666

Изобретение относится к технологии механической обработки резанием и может использоваться в области абразивной обработки сферических поверхностей деталей из керамики, стекла и других материалов.

Шлифование по рассматриваемому способу не может обеспечить высокую точность выполнения размеров и геометрии сферы в виду того, что указанное в большей степени определяется точностью регулирования давления в управляющей системе. Необходимая точность регулировки давления в случае обработки деталей, где допустимые отклонения размеров находятся в пределах сотых долей миллиметра, является технически неразрешимой задачей.

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 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, указанным способом можно обрабатывать только наружные сферические поверхности. Произвести обработку внутренней сферической поверхности детали и, тем более, с эквидистантным ее расположением относительно наружной сферы по указанному способу технически невозможно.

Цель изобретения — повышение точности механической обработки сферических поверхностей и возможность механической обработки с высокой точностью деталей, имеющих эквидистантно расположенные внутренние сферические поверхности.

Это достигается тем, что предложен способ механической обработки сферических поверхностей путем независимого вращения обрабатываемой детали и режущего инструмента, отличающийся тем, что перед механической обработкой обрабатываемую деталь закрепляют в заданное положение относительно центра сферы, а обработку проводят кольцевым режущим инструментом, наружный описываемый диаметр которого принимают равным длине хорды, стягивающей половину сектора обрабатываемой сферической поверхности, а вращающемуся кольцевому режущему инструменту придают линейное перемещение по нормали к обрабатываемой сферической поверхности в горизонтальной плоскости симметрии сферы и 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.

Авторами установлено, что заявляемый механический способ обработки сферических поверхностей значительно повышает точность ввиду значительного упрощения механической системы управления режущим инструментом, которая задает только линейное перемещение в заданном направлении. При этом обеспечивается одновременно надежное силовое замыкание кольцевого режущего инструмента на поверхности детали, равномерный съем припуска со сферической поверхности и обеспечивается возможность обработки наружной и внутренней сферических поверхностей с эквидистантным их расположением.

На фиг.1 и фиг.2 представлены в плане схемы шлифования сферических поверхностей. На фиг.1 представлен вариант механической обработки наружных сферических поверхностей, на фиг.2 — вариант механической обработки внутренних сферических поверхностей.

На фиг.1 обрабатываемую деталь 1 устанавливают на оправке 2 и закрепляют в патрон станка 3 в заданное положение «в» относительно центра сферы. Посредством двухкоординатного линейного перемещения суппорта 4 и углового поворота шпинделя 5 с закрепленным на нем кольцевым режущим инструментом 6 устанавливают его под углом , то есть в направлении, совпадающем с направлением вектора OR, проходящего через центр сферы и лежащего в ее горизонтальной плоскости симметрии XOY. При этом режущие вставки на кольцевом режущем инструменте должны быть установлены таким образом, чтобы их описываемый диаметр был равным длине хорды «а», стягивающей половину обрабатываемого сектора сферической поверхности. Затем шпиндель приводят во вращение и винтовым подающим механизмом 7 осуществляют его линейное перемещение под углом к обрабатываемой сферической поверхности детали на врезание до тех пор, пока описываемый диаметр режущих вставок не коснется центральной оси симметрии сферы OY.

На фиг.2 представлена схема обработки внутренней сферической поверхности. Процесс обработки аналогичен описанному выше. Но при этом обязательным условием является установка оправки 2 с закрепленной деталью в патроне станка на одинаковом расстоянии центра сферы от базовой поверхности «в», также как и при обработке наружной сферической поверхности. Только в этом случае реализуется возможность получения деталей с точным эквидистантным расположением наружной и внутренней поверхностей и, как следствие, получение равномерной толщины стенки изделия.

Заявляемый способ обработки сферических поверхностей обеспечивает высокую точность изготовления сферических поверхностей. Наибольший технический эффект применения заявляемого способа обработки обеспечивается при изготовлении керамических полых носовых деталей летательных аппаратов, где предъявляются по техническим условиям одновременно высокие требования к точности изготовления размеров наружной и внутренней сферы, а также их точное эквидистантное расположение относительно друг друга.

Заявляемый способ обработки сферических поверхностей в полной мере удовлетворяет требованию промышленной применимости.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ механической обработки сферических поверхностей путем независимого вращения обрабатываемой детали и режущего инструмента, отличающийся тем, что перед механической обработкой обрабатываемую деталь закрепляют в заданное положение относительно центра сферы, а обработку проводят кольцевым режущим инструментом, наружный описываемый диаметр которого равен длине хорды, стягивающей половину сектора обрабатываемой сферической поверхности, а вращающемуся кольцевому режущему инструменту придают линейное перемещение по нормали к обрабатываемой сферической поверхности в горизонтальной плоскости симметрии сферы, совпадающее 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.

СПОСОБ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК НА СТАНКАХ С ЧПУ

Реестр изобретений Российской Федерации

Сведения из реестра:

Авторы: Копылов Геннадий Алексеевич (RU)

Патентообладатели: Копылов Геннадий Алексеевич (RU)

Название изобретения: СПОСОБ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК НА СТАНКАХ С ЧПУ

Номер публикации патента: 8

Информация об обязанности заключить договор об отчуждении: На основании пункта 1 статьи 1366 части четвертой Гражданского кодекса Российской Федерации патентообладатель обязуется заключить договор об отчуждении патента на условиях, соответствующих установившейся практике, с любым гражданином Российской Федер

Способ механической обработки

Патент № 2086385

Авторы патента

Использование: изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано на металлорежущих станках, в частности при продольном точении и шлифовании деталей. Сущность изобретения: при обработке измеряют размер обрабатываемой детали, сравнивают измеренное значение с заданным размером и в функции отклонения прикладывают дополнительное силовое воздействие к детали. Для создания дополнительного силового воздействия через обрабатываемую деталь пропускают электрический ток и создают магнитное поле, ориентируя источник магнитного поля так, чтобы магнитный поток был направлен нормально к оси детали и направлению предварительно определенной равнодействующей тангенциальной и радиальной составляющих силы резания, а величину дополнительного силового воздействия изменяют за счет изменения тока, пропускаемого через деталь, или за счет изменения величины магнитного потока. 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано на металлорежущих станках, в частности при продольном точении и шлифовании деталей.

Известен способ механической обработки, принятый за прототип, по которому производят измерение размера детали, сравнивают полученный размер с заданным и изменяют настройку взаимного положения инструмента и детали за счет дополнительного усилия на деталь, создаваемого с помощью обкатного ролика.

Недостатками способа-прототипа являются: во-первых, ограниченные технологические возможности и сложность создания и управления дополнительным силовым воздействием на обрабатываемую деталь с помощью контактных роликов, находящихся в непосредственной близости от зоны резания; во-вторых, низкое быстродействие устройства, реализующего способ-прототип, что связано с необходимостью управления перемещением обкатного ролика в направлении, перпендикулярном оси детали.

В предлагаемом способе механической обработки, при котором измеряют размер обрабатываемой детали, сравнивают измеренное значение с заданным размером и в функции отклонения прикладывают дополнительное силовое воздействие к детали, для создания дополнительного силового воздействия через обрабатываемую деталь пропускают электрический ток и создают магнитное поле, ориентируя источник магнитного поля так, чтобы магнитный поток был направлен нормально к оси детали и направлению предварительно определенной равнодействующей тангенциальной и радиальной составляющих силы резания, а величину дополнительного силового воздействия изменяют за счет изменения тока, пропускаемого через деталь, или за счет изменения величины магнитного потока.

Согласно первому варианту способа управление величиной дополнительного силового воздействия осуществляют путем изменения силы тока в детали.

Согласно второму варианту заявляемого способа величиной дополнительного силового воздействия на обрабатываемую деталь управляют за счет изменения величины магнитного потока.

Объединение двух технических решений в одну заявку связано с тем, что два данных способа решают одну и ту же задачу задачу повышения точности обработки деталей принципиально одним и тем же путем за счет компенсации упругих деформаций с помощью дополнительного электромагнитного силового воздействия и регулирования его с помощью двух различных переменных.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод о том, что заявляемый способ механической обработки отличается наличием новых действий над объектом: созданием электрического тока в детали, формированием магнитного поля, регулированием магнитного потока или силы тока для управления упругими деформациями.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию «новизна».

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, реализующего первый вариант предлагаемого способа; на фиг. 2 схема ориентации источника магнитного поля; на фиг. 3 блок-схема устройства, реализующего второй вариант заявляемого способа.

Блок-схема устройства (фиг. 1) поясняет реализацию первого варианта заявляемого способа на примере обработки вала на токарном станке.

Блок-схема устройства по фиг. 1 включает: обрабатываемую деталь 1, закрепленную с помощью изолирующей втулки 2 в патроне 3 и в электрически изолированной от станины задней бабке 4; электрически изолированный от резцедержателя резец 5; узлы токоподвода 6 и 7, содержащие контактные кольца и щетки; управляемый преобразователь 8 постоянного тока; источник 9 постоянного тока; источник электромагнитного поля, выполненный в виде катушки 10 и магнитопровода 11; датчик 12 размера детали; блок 13 сравнения; промежуточный усилитель 14 и задающее устройство 15.

При этом выходы управляемого преобразователя 8 постоянного тока подключены через узлы токоподвода 6 и 7 к обрабатываемой детали 1, выходы источника 9 постоянного тока соединены с катушкой 10 источника магнитного поля, а выходы датчика 12 размера детали и задающего устройства 15 соединены через блок 13 сравнения и промежуточный усилитель 14 со входом управляемого преобразователя 8 постоянного тока.

Магнитопровод 11 с катушкой 10, образующие источник магнитного поля, закреплен на суппорте станка с помощью кронштейна (на схеме не показан) так, что магнитопровод 11 охватывает деталь 1 (фиг. 2), и магнитный поток замыкается через воздушный зазор и обрабатываемую деталь 1. С помощью кронштейна обеспечивается возможность поворота магнитопровода 11 относительно оси детали 1.

В качестве источника магнитного поля в первом варианте заявляемого способа может быть использован также постоянный магнит.

Заявляемый способ механической обработки позволяет повысить точность обработки и устойчивость процесса резания. Усилие резания, возникающее в процессе съема металла, порождает упругие деформации системы станок — приспособление инструмент заготовка, что приводит к снижению точности обработки. Причем наибольшее влияние на точность обработки оказывают упругие деформации, вызываемые радиальной Fy составляющей силы резания.

Действие тангенциальной Fz составляющей силы резания приводит к смещению детали по оси Z, что отрицательно влияет на устойчивость процесса резания. Поэтому в общем случае по предлагаемому способу осуществляется компенсация упругих деформаций, вызываемых радиальной и тангенциальной составляющими силы резания (их равнодействующей), что позволяет повысить точность обработки, а также обеспечить устойчивость процесса резания.

Заявляемый способ механической обработки осуществляется следующим образом.

Определяют тангенциальную Fz и радиальную Fy составляющие усилия резания и направление равнодействующей Fр этих сил, которое можно характеризовать, например (фиг. 2), углом = arctg(Fy/Fz). При этом составляющие усилия резания могут быть рассчитаны по известным соотношениям или измерены в процессе обработки с помощью датчиков тангенциальной и радиальной составляющих усилия резания. Устанавливают закрепленный на кронштейне магнитопровод 11 с катушкой 10 так, чтобы магнитный поток был направлен нормально к плоскости, в которой лежит ось детали и равнодействующая тангенциальной и радиальной составляющих усилия резания. Подводят резец 5 к обрабатываемой детали 1, и включают управляемый преобразователь 8 постоянного тока и источник 9 постоянного тока. При этом под действием выходного напряжения управляемого преобразователя 8 постоянного тока в обрабатываемой детали 1 протекает электрический ток. А источник 9 постоянного тока создает магнитный поток, проходящий по магнитопроводу 11 и замыкающийся через воздушный зазор и деталь 1.

В результате взаимодействия тока, протекающего в обрабатываемой детали 1, с магнитным потоком, созданным источником магнитного поля, возникает сила Fэм IдB, где Iд ток в детали, А; B магнитная индукция, Тл.

Причем эта сила перпендикулярна вектору магнитной индукции B, и, следовательно, при указанной выше ориентации источника магнитного поля и соответствующем направлении тока в детали 1 ( от нас на фиг. 2) будет направлена встречно силе Fд, порождающей упругие деформации.

Процесс стабилизации упругих деформаций протекает следующим образом. При отклонении размера детали, который контролируется датчиком 12 размера, от заданного задающим устройством 15 на выходе блока 13 сравнения появляется сигнал отклонения. В функции этого отклонения изменяется напряжение на выходе промежуточного усилителя 14 и напряжение на выходе управляемого преобразователя 8 постоянного тока. Это приводит к изменению тока в детали 1. В результате, дополнительное электромагнитное силовое воздействие на деталь изменяется так, чтобы скомпенсировать возникшее отклонение размера.

Например, при обработке детали из углеродистой стали резцом с главным углом в плане 45 o при глубине резания 1 мм и продольной подаче 0,05 мм/об, как показывают расчеты, значение равнодействующей тангенциальной Fz и радиальной Fy сил резания составляет порядка 😯 H. Для полной компенсации этой силы необходимо при значении индукции B1 Тл создать в детале ток силой Iд=80 А.

В том случае, когда не возникает проблем с обеспечением устойчивости процесса резания и достаточно компенсировать только упругие деформации системы станок приспособление инструмент заготовка, порождаемые радиальной составляющей усилия резания, источник магнитного поля ориентируют так, чтобы магнитный поток был направлен нормально к оси детали и радиальной силе резания. При этом вектор электромагнитной силы лежит в той же плоскости, что и Fy и благодаря этому достигается компенсация упругих деформаций в радиальном направлении.

Блок-схема устройства, реализующего второй вариант заявляемого способа, приведена на фиг. 3. Она так же, как схема на фиг. 1, содержит: обрабатываемую деталь 1, закрепленную с помощью изолирующей втулки 2 в патроне 3 и в электрически изолированной от станины задней бабке 4; электрически изолированный от резцедержателя резец 5; узлы токоподвода 6 и 7, содержащие контактные кольца и щетки; источник электромагнитного поля, выполненный в виде катушки 10 и магнитопровода 11; датчик 12 размера детали; блок 13 сравнения; промежуточный усилитель 14 и задающее устройство 15.

В отличие от первого варианта реализации способа блок-схема на фиг. 3 содержит также управляемый преобразователь 16 постоянного тока и источник 17 постоянного тока. При этом выходы источника 17 постоянного тока подключены через узлы токоподвода 6, 7 к обрабатываемой детали 1, выходы управляемого преобразователя 16 постоянного тока соединены с катушкой 10 источника магнитного поля, а выходы датчика 12 и задающего устройства 15 соединены через блок 13 сравнения и промежуточный усилитель 14 со входом управляемого преобразователя 16 постоянного тока.

Способ механической обработки по второму варианту способа реализуется аналогично первому варианту. Отличие заключается в том, что по второму варианту управление дополнительным силовым электромагнитным воздействием достигается за счет изменения напряжения на выходе управляемого преобразователя 16 постоянного тока и, соответственно, тока в катушке 10 источника электромагнитного поля, что, в итоге, ведет к изменению магнитной индукции B и электромагнитной силы Fэм.

Способ механической обработки, при котором измеряют размер обрабатываемой детали, сравнивают измеренное значение с заданным размером и в функции отклонения прикладывают дополнительное силовое воздействие к детали, отличающийся тем, что для создания дополнительного силового воздействия через обрабатываемую деталь пропускают электрический ток и создают магнитное поле, ориентируя источник магнитного поля так, чтобы магнитный поток был направлен нормально к оси детали и направлению предварительно определенной равнодействующей тангенциальной и радиальной составляющих силы резания, а величину дополнительного силового воздействия изменяют за счет изменения тока, пропускаемого через деталь или за счет изменения величины магнитного потока.

Способ механической обработки

Номер патента: 899328

Текст

Заявка

БЕЛОУС ЮРИЙ ПАВЛОВИЧ

МПК / Метки

Код ссылки

Устройство для электролитического заращивания абразивного слоя на инструменте

. фигурного анода 2 заполняется абразивным материалом 13. В посадочное отверстие жестко соединенных экранирующего поршневого элемента 12 и крьппки б вставляется технологическая часть (хвостовик) заготовки фигурного притирочного инструмента и фиксируется, ввинчиванием токоподвода 10.Крышка 6 в сборе с экранирующим элементом и заготовкой инструмента устанавливается на направляющие стойки 7 и фиксируется по высоте при по» мощи ограничительных гаек 8.Закрепление абразивного материала проводится следующим образом.Электролизер заполняется электро- литом, Ограничительные гайки 8 устанавливаются в крайнее нижнее положение. Завинчиванием прижимных гаек 9 экранирующий поршневой элемент 12 вводят в фаски цилиндрической части нижнего кольцевого.

Масса для изготовления алмазного слоя абразивных инструментов

. компоненты в следующем весовом соотношении: алмазный порошок 1 карат, в качестве связки норакрил 0,9 — 1,1 г, в качестве наполнигеля порошок сернистого молибдена 0,35 — 0,45 г,Абразивные инструменты, изготовленные из предложенной массы, могут быть использованы в полупроводниковой промышленности,при шлифовании и полировании полупроводниковых материалов, а также при обработке оптического стекла и других неметаллических материалов, где требуется получение поверхностей высокой степени чистоты,В качестве органической связки для абразивной массы используются самотвердеющие пластмассы акрилового ряда,Введение в алмазный слой в качестве наполнителя сернистого молибдена, обладающего высокими антифрикционными свойствами, способствует.

Устройство для отделения листовой заготовки от стопы и подачи ее к прессу

. положения по высоте, Задний упор 26 контейнера 17, выполнен с возможностью перемешения для обеспечения обработки листов разной длины. По обе стороны контейнера 17 выполнены выступы 27 для остановки транспортируюшего механизма устройства 20 и фиксации контейнера 17 при контакте с выдвижными упорами 28, содержащими встроенные датчики 29. Выдвижные упоры 28 снабжены приводными электромагнитами (не показаны). Позицией 30 обозначен отделенный лист.Устройство работает следующим образом.На транспортирующий механизм 20 слева устанавливается контейнер 17 со стопой листов 18. Устройство начинает работать в автом атическом реж име. Транс порт ируюши й механизм 20 перемещает контейнер 17 под траверсу 1 с вакуумными захватами 2 до.

Деформирующий инструмент для упрочнения поверхностного слоя деталей

Деформирующий инструмент для упрочнения поверхностного слоя деталей

Статья написана по материалам сайтов: patentinform.ru, patentdb.ru, patents.su.

»

Это интересно:  Открыть ип и патент одновременно
Помогла статья? Оцените её
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Загрузка...
Добавить комментарий

Adblock
detector
Классы МПК: B24B11/00 Станки или устройства, в том числе вспомогательные, для шлифования сферических поверхностей или участков этих поверхностей; приспособления для них
B24B5/16 для шлифования поверхностей, имеющих особый профиль, например выпуклый
Автор(ы): Платонов Виктор Васильевич (RU) , Эпов Анатолий Григорьевич (RU) , Латыш Людмила Васильевна (RU) , Волков Михаил Анатольевич (RU) , Быченкова Флорида Павловна (RU)
Патентообладатель(и): Федеральное государственное унитарное предприятие Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» (RU)
Приоритеты: