способ обработки поверхностей отверстий

Формула изобретения

Способ обработки поверхностей отверстий различных диаметров, включающий вращение изделия, перемещение и изгиб упругого инструмента со слоем абразивного материала на наружной поверхности и изменение диаметра инструмента в соответствии с диаметром обрабатываемого отверстия, отличающийся тем, что используют упругий инструмент с полостью для технологической среды, а изменение диаметра инструмента осуществляют путем варьирования давления технологической среды в его полости при обратно пропорциональном изменении частоты вращения изделия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к шлифованию поверхностей отверстий деталей машин.

Известен способ абразивной обработки, в котором в полость инструмента под давлением помещают упругий агент и вводят инструмент в контакт с поверхностью детали (см. авт. свид. СССР 650797, кл. B 24 D 13/00, 1979 г.).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, является неоднородность условий шлифования при обработке поверхностей отверстий с различными диаметрами. При этом существенно изменяется интенсивность удаления ликвидов и затрудняется обеспечение однородного качества поверхностей изделий.

Известен способ шлифования отверстия в цилиндрической детали с комбинированной подачей к детали смазочной и охлаждающей жидкостей, где смазочную жидкость подают в отверстие с образованием масляной ванны вне зоны резания, а охлаждающую жидкость подают на необрабатываемую поверхность детали (см. авт. свид. СССР 835727, кл. B 24 В 55/02, 1981 г.).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе крайне сложно обеспечить однородность условий шлифования при обработке поверхностей отверстий различных диаметров, изменение геометрии приводит к вариации интенсивности объема материала и неоднородности достигаемых свойств и характеристик изделия.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ обработки поверхностей отверстий различных диаметров, включающий вращение изделия, перемещение и изгиб упругого инструмента со слоем абразивного материала на наружной поверхности и изменение диаметра инструмента в соответствии с диаметром обрабатываемого отверстия (см. авт. свид. СССР 1085771, кл. В 24 В 29/02, 15.04.84), принятый за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе обработка поверхностей отверстий с различными диаметрами крайне затруднена принципиально изменяющимися условиями контакта и вследствие этого различной интенсивностью съема материала. В результате качество поверхностей отверстий с различающимися отверстиями неоднородно.

Сущность изобретения заключается в следующем. Решается задача обеспечения однородности условий контакта обрабатываемой поверхности отверстия с инструментом путем целенаправленного изменения диаметра инструмента и обратно пропорционального изменения частоты вращения изделия при изменении диаметра поверхности, подлежащей обработке.

Технический результат - улучшение качества поверхностей отверстий деталей машин.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе обработки поверхностей отверстий различных диаметров осуществляют вращение изделия, перемещение и изгиб упругого инструмента со слоем абразивного материала на наружной поверхности и изменение диаметра инструмента в соответствии с диаметром обрабатываемого отверстия.

Особенность заключается в том, что используют упругий инструмент с полостью для технологической среды, а изменение диаметра инструмента осуществляют путем варьирования давления технологической среды в его полости при обратно пропорциональном изменении частоты вращения изделия.

В результате обеспечивается постоянная интенсивность контактов инструмента с обрабатываемыми поверхностями в каждую единицу времени, что определяет стабильность съема материала и достижение однородных характеристик поверхностей отверстия. В целом, достигается улучшение качества деталей машин, подвергаемых обработке.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. В частности, заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования:

- дополнение известного средства какой-либо известной частью (частями), присоединяемой (присоединяемыми) к нему по известным правилам, для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такого дополнения;

- замена какой-либо части (частей) известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;

- исключение какой-либо части (элемента, действия) средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата (упрощение, уменьшение массы, габаритов, материалоемкости, повышение надежности, сокращение продолжительности процесса и пр.);

- увеличение количества однотипных элементов, действий для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов, действий;

- выполнение известного средства или его части (частей) из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами этого материала;

- создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил, рекомендаций, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связей между ними.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака (признаков), предоставлении таких признаков во взаимосвязи либо изменении ее вида. Имеется в виду случай, когда известен факт влияния каждого из указанных признаков на технический результат, и новые значения этих признаков или их взаимосвязь могли быть получены исходя из известных зависимостей, закономерностей.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

На фиг.1 и 2 изображены принципиальные схемы реализации способа обработки поверхностей отверстий с различными диаметрами.

Шлифовальный инструмент 1 выполнен с упругой рабочей поверхностью 2, покрытой слоем абразивного материала с закрепленными концами и имеющей возможность изгиба и движения. В полости инструмента размещают баллон 3 с технологической средой 4, поступающей или отводимой через канал 5.

Деталь приводят во вращение и создают в полости инструмента давление среды, обеспечивающее контакт с поверхностью отверстия 6, необходимый для осуществления обработки. При переходе к другой поверхности 7 с иным диаметром перемещение инструмента сопровождается изменением давления среды в инструменте и соответственно коррекцией его диаметра до необходимого контакта с новой поверхностью отверстия детали. При этом обратно пропорционально корректируют частоту вращения изделия, обеспечивая стабильную интенсивность контакта и достижение однородного качества.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата. Так, например, шлифовальный инструмент с рабочей поверхностью из шлифовальной шкурки 14А 25П СФЖА (ГОСТ 13344-79) использовали для обработки поверхности отверстия диаметром 100,0 мм в детали из титанового сплава ВТ 6 ч, вращаемой с частотой 3000 об/мин. При переходе к обработке поверхности с диаметром 110,0 мм изменяли частоту вращения детали до 2700 об/мин, увеличивая диаметр круга до контакта с деталью путем увеличения давления среды в 1,10-1,15 раза. В результате достигнута высокая однородность качества поверхностей отверстия изделия, что превышает показатели прототипа в 1,2-1,3 раза.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения (способа) следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленный способ при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в машиностроении, при шлифовании поверхностей отверстий деталей машин;

- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".