Способ подачи смазочно-охлаждающих технологических средств

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к обработке металлов шлифованием с применением шлифовальных кругов и смазочно-охлаждающих технологических средств. Может быть использовано на операциях шлифования заготовок из различных материалов. Способ включает подачу в зону шлифования на этапах врезания и съема основного припуска водной смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), а на этапе выхаживания - брикета твердого смазочного материала (ТСМ). Подачу СОЖ, обладающей хорошими охлаждающим и моющим свойствами для стабилизации контактной температуры, осуществляют поливом и начинают одновременно с началом этапа врезания. До этапа выхаживания за время, продолжительность которого обеспечит температуру обрабатываемой поверхности заготовки, достаточную для расплавления ТСМ и его оптимального расхода, подачу СОЖ прекращают. Использование способа ведет к увеличению производительности обработки при обеспечении заданного качества обработанных деталей. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к обработке металлов шлифованием с применением шлифовальных кругов и смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС), и может быть использовано на операциях шлифования заготовок из различных материалов.

Известен контактный способ подачи смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) при круглом наружном шлифовании (см. Л.В. Худобин, Е.Г. Бердичевский. Техника применения смазочно-охлаждающих средств в металлообработке: Справочное пособие. М.: Машиностроение, 1977, с. 134), согласно которому одновременно с поливом зоны резания свободно падающей струей СОЖ, обладающей хорошими охлаждающими свойствами, на обрабатываемую поверхность заготовки вне зоны резания непрерывно наносится тонкий слой активной смазки (масла) путем поджима к шлифуемой поверхности мягкого пористого материала, пропитанного смазкой.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что при известном комбинированном способе подачи масляной и водной СОЖ в зону обработки эффект от применения масляной СОЖ значительно снижается, так как водная СОЖ деформирует или полностью сбивает масляную пленку, образующуюся на рабочей поверхности круга.

Известен поэтапный способ подачи СОЖ (см. Худобин И.Л. Новый способ поэтапной подачи СОЖ при шлифовании //Вестник машиностроения, 1980. N 11. С. 46-50), согласно которому на этапе врезания и установившегося процесса шлифования в зону обработки подают водную СОЖ с большим расходом, а в момент перехода на выхаживание прекращают подачу водной СОЖ и с небольшим расходом на поверхность обрабатываемой заготовки наносят другую СОЖ, обладающую хорошими смазочным и демпфирующим действиями.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что для его реализации необходимо применение достаточно сложных специальных устройств; в связи со смачиванием водной жидкостью пористого эластичного элемента (ролика), предназначенного для нанесения на обрабатываемую поверхность детали масляной СОЖ, а также с шаржированием этого элемента отходами шлифования - частицами абразива, связки и металла, эффективность способа снижается.

Наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности признаков является выбранный в качестве прототипа способ подачи СОТС (а. с. 1093518 СССР, МКИ³ В 24 В 55/02. Способ подачи СОТС /Л.В. Худобин, В.В. Ефимов, Н.И. Веткасов, М.А. Белов и И.Л. Худобин. N 3561356/25-08. Заявл. 10.03.83; Опубл. 23.05.84, БИ N 19), включающий подачу бруска замороженной СОЖ с введенными брикетами твердого смазочного материала (ТСМ) в зону обработки таким образом, что на этапах врезания и съема основного припуска расходуется часть бруска, состоящая из замороженной СОЖ, а при переходе на выхаживание расходуется часть бруска, содержащая брикеты ТСМ.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа подачи СОТС, принятого за прототип, относится то, что в известном способе подачи СОТС использование брусков замороженной СОЖ обусловливает необходимость иметь холодильную установку в непосредственной близости от шлифовального станка; кроме того, достаточно сложно изготовить и подать в зону обработки бруски замороженной СОЖ, в которые введены брикеты ТСМ, так, чтобы ТСМ попадал в зону обработки именно в момент перехода на выхаживание, а не раньше или позже. К тому же в зависимости от режимов обработки и свойств обрабатываемого материала температура поверхности заготовки в зоне ее контакта с бруском изменяется и в ряде случаев может не достигать температуры, при которой расход ТСМ оптимален, что снижает эффективность шлифования.

Сущность изобретения заключается в следующем. Резкое повышение в последнее время требований к производительности операций механической обработки, в частности шлифования, сделало особенно актуальной проблему повышения режимов обработки при обеспечении заданного качества обработанных поверхностей деталей. Одним из путей достижения указанной интенсификации является рационализация применения СОТС.

Технический результат - увеличение производительности обработки при обеспечении заданного качества обработанных деталей.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что, в способе подачи СОТС, включающем подачу в зону шлифования на этапах врезания и съема основного припуска водной СОЖ, а на этапе выхаживания - брикета ТСМ, который прижимают к поверхности заготовки, подачу СОЖ, обладающей хорошими охлаждающим и моющим свойствами для стабилизации контактной температуры, осуществляют поливом и начинают одновременно с началом этапа врезания, а до этапа выхаживания за время, продолжительность которого обеспечит температуру обрабатываемой поверхности заготовки, достаточную для расплавления ТСМ и его оптимального расхода, подачу СОЖ прекращают.

При этом снижаются колебания в технологической системе, сокращается время рабочего цикла за счет более быстрого достижения заданного качества обработанных деталей. Отключение подачи СОЖ за некоторое время до начала выхаживания (продолжительность этого времени зависит от свойств обрабатываемого материала и элементов режима шлифования) позволяет обеспечить такую температуру обрабатываемой поверхности заготовки, которая необходима для достижения оптимальной скорости плавления ТСМ, а следовательно, наибольшей эффективности шлифования.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, 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 существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе подачи СОТС, и 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 подачи СОТС. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает явным образом для специалиста из известного уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата. Описываемое изобретение не основано на изменении количественных признаков, представлении их во взаимосвязи, либо изменении их вида.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

На чертежах представлены: фиг. 1 - схема шлифования с подачей водной СОЖ на этапах врезания и съема основного припуска; фиг. 2 - схема шлифования без подачи СОЖ и ТСМ на этапе съема основного припуска за определенное время до начала выхаживания; фиг. 3 - схема шлифования с подачей ТСМ на обрабатываемую поверхность заготовки (без подачи СОЖ).

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата: способ подачи СОТС при шлифовании заключается в том, что на этапах врезания и съема основного припуска в зону обработки через сопло 1 поливом подают водную СОЖ, обладающую хорошими охлаждающим и моющим свойствами (фиг. 1), что обеспечивает стабилизацию контактной температуры. За определенное время до начала выхаживания, в течение которого температура обрабатываемой поверхности заготовки возрастет до значения, достаточного для расплавления ТСМ и обеспечения оптимального его расхода, подачу СОЖ прекращают и продолжают съем основного припуска (фиг. 2). При переходе на выхаживание производят подачу брикета ТСМ 2 на обрабатываемую поверхность заготовки, температура которой обеспечивает расплавление тонкого поверхностного слоя брикета ТСМ и формирование на поверхности заготовки и контактирующей с ней рабочей поверхности шлифовального круга смазочных слоев (пленок) оптимальной толщины. Прочные смазочные пленки на поверхностях заготовки и круга обеспечивают снижение коэффициента трения в контакте абразивных зерен и связки круга с материалом заготовки, а также снижение уровня вибраций в технологической системе благодаря демпфирующему действию смазки, обеспечивая тем самым возможность значительного сокращения длительности цикла шлифования, т. е. более быстрого достижения заданного качества шлифованной поверхности. При этом, поскольку применение водной СОЖ и ТСМ разделены по времени, СОЖ не оказывает отрицательного воздействия на создаваемые на поверхностях заготовки и круга смазочные пленки.

Вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного способа подачи СОТС следующей совокупности условий: - способ подачи СОТС, воплощающий заявленное изобретение при его осуществлении, предназначен для использования в машиностроении, а именно на операциях шлифования заготовок с применением шлифовальных кругов и СОТС; - для заявленного способа подачи СОТС в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов; - способ подачи СОТС, воплощающий заявленное изобретение при его осуществлении, способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "промышленная применимость".

Формула изобретения

Способ подачи смазочно-охлаждающих технологических средств при шлифовании, включающий подачу в зону шлифования на этапах врезания и съема основного припуска водной смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), а на этапе выхаживания - брикета твердого смазочного материала (ТСМ), который прижимают к поверхности заготовки, отличающийся тем, что подачу СОЖ, обладающей хорошими охлаждающим и моющим свойствами для стабилизации контактной температуры, осуществляют поливом и начинают одновременно с началом этапа врезания, а до этапа выхаживания за время, продолжительность которого обеспечит температуру обрабатываемой поверхности заготовки, достаточную для расплавления ТСМ и его оптимального расхода, подачу СОЖ прекращают.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3