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. Способ включает подачу водной смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) на этапах врезания и съема основного припуска. Подачу СОЖ, обладающей хорошими моющим и охлаждающим свойствами для стабилизации контактной температуры, осуществляют поливом и прекращают ее при переходе на этап выхаживания. На этом этапе осуществляют прижим брикета твердого смазочного материала (ТСМ) к обрабатываемой поверхности заготовки и пропускание через обрабатываемую заготовку переменного тока. В момент окончания этапа выхаживания осуществляют отвод брикета ТСМ и отключение тока. Использование способа ведет к снижению колебаний в технологической системе, сокращению времени рабочего цикла за счет более быстрого достижения заданного качества обработанных деталей. 4 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, 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 обрабатываемую поверхность 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 реализации известного способа необходимо применение достаточно сложных специальных устройств; в связи со смачиванием водной жидкостью пористого эластичного элемента (ролика), предназначенного для нанесения на обрабатываемую поверхность заготовки 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. 3561356/25-08; Заявл. 10.03.83; Опубл. 23.05.84, Б. И. 19), включающий подачу бруска замороженной СОЖ с введенными брикетами твердого смазочного материала (ТСМ) в зону обработки таким образом, что на этапе 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, как и в известном способе подачи СОТС, производят подачу в зону обработки на этапах врезания и съема основного припуска водной смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), а на этапе выхаживания - брикета твердого смазочного материала (ТСМ), который прижимают к обрабатываемой поверхности заготовки, отличие в том, что осуществляют подачу поливом водной СОЖ, обладающей хорошими моющим и охлаждающим свойствами для стабилизации контактной температуры, и прекращают ее подачу при переходе на этап выхаживания, на котором через обрабатываемую заготовку пропускают переменный ток, при этом осуществляют отвод брикета ТСМ и отключение тока в момент окончания этапа выхаживания.

При этом снижаются колебания в технологической системе, сокращается время рабочего цикла за счет более быстрого достижения заданного качества обработанных деталей.

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, брикет ТСМ 2 находится в отведенном положении; фиг. 2 - схема шлифования с подачей ТСМ и пропусканием переменного тока через обрабатываемую заготовку на этапе выхаживания (без подачи СОЖ); фиг.3 - вид сверху по фиг.1; фиг.4 - вид сверху по фиг.2.

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, 3), что обеспечивает стабилизацию контактной температуры. При переходе на выхаживание подачу водной СОЖ прекращают и вводят брикет ТСМ 2 в контакт с обрабатываемой поверхностью заготовки 3, к центрам, на которых установлена заготовка, по цепи подводят переменный ток такого напряжения, которое необходимо для создания так называемого "скин-эффекта" (Романов Д.И. Электроконтактный нагрев металлов. 2-е изд., перераб. и доп. М. : Машиностроение, 1981. 168 с.), приводящего к нагреву тонкого поверхностного слоя материала обрабатываемой заготовки (фиг.2, 4). Подача на этапе выхаживания ТСМ, обладающего хорошими смазочным и демпфирующим свойствами, позволяет сформировать прочные смазочные пленки на обрабатываемой поверхности заготовки и рабочей поверхности круга и тем самым снизить интенсивность трения в контакте абразивных зерен и связки шлифовального круга с материалом обрабатываемой заготовки, а также существенно уменьшить уровень колебаний технологической системы благодаря демпфирующему действию смазки, обеспечивая в итоге возможность значительно более быстрого достижения заданного качества обработанной поверхности путем форсирования режима шлифования. Поскольку во время подачи ТСМ подачу водной СОЖ отключают, исключается ее отрицательное воздействие на создаваемые на поверхностях круга и заготовки смазочные пленки. Нагрев поверхностного слоя материала обрабатываемой заготовки с помощью пропускаемого сквозь нее переменного тока позволяет поддерживать его температуру на уровне, необходимом для достижения оптимального расхода ТСМ путем расплавления тонкого поверхностного слоя брикета ТСМ, а следовательно, наибольшей эффективности шлифования. Брикет ТСМ отводят и ток отключают в момент окончания этапа выхаживания.

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 обработки на этапах врезания и съема основного припуска водной смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), а на этапе выхаживания - брикета твердого смазочного материала (ТСМ), который прижимают к обрабатываемой поверхности заготовки, отличающийся тем, что осуществляют подачу поливом водной СОЖ, обладающей хорошими моющим и охлаждающим свойствами для стабилизации контактной температуры, и прекращают ее подачу при переходе на этап выхаживания, на котором через обрабатываемую заготовку пропускают переменный ток, при этом осуществляют отвод брикета ТСМ и отключение тока в момент окончания этапа выхаживания.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4