Способ шлифования


B24B1/04 - Станки, устройства или способы для шлифования или полирования (шлифование зубчатых колес B23F, винтовой резьбы B23G 1/36, путем электроэрозионной обработки B23H; путем пескоструйной обработки B24C, инструменты для шлифования, полирования и заточки B24D; полирующие составы C09G 1/00; абразивные материалы C09K 3/14; электролитическое травление или полирование C25F 3/00, устройства для шлифования уложенных рельсовых путей E01B 31/17); правка шлифующих поверхностей или придание им требуемого вида; подача шлифовальных, полировальных или притирочных материалов

Владельцы патента RU 2276004:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано на операциях шлифования заготовок из металлов и сплавов. Заготовке сообщают ультразвуковые колебания для снятия технологических остаточных напряжений в ее поверхностном слое. Сообщение ультразвуковых колебаний осуществляют непрерывно в цикле шлифования через обрабатываемую поверхность заготовки в направлении нормали. Ультразвуковые колебания имеют частотно-модулированную форму. В результате повышается эффективность и производительность шлифования.

 

Изобретение относится к машиностроению, касается обработки металлов резанием и может быть использовано при шлифовании заготовок из различных материалов.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в повышении эффективности шлифования и в улучшении качества шлифованных деталей за счет уменьшения величины и глубины распространения растягивающих остаточных напряжений в их поверхностном слое.

Известно, что в поверхностном слое шлифованных деталей, как правило, формируются растягивающие технологические остаточные напряжения, негативно сказывающиеся на эксплуатационных характеристиках деталей (см. Маталин А.А. Технология машиностроения: Учебник для машиностроительных вузов. - Л.: Машиностроение, 1985. - 496 с.).

Широко известны способы снятия технологических остаточных напряжений, такие как естественное и искусственное старение, низкотемпературный отпуск (см. Гуляев А.П. Металловедение. Учебник для вузов. М.: Металлургия, 1986. - 544 с.). Недостатком описанных способов является то, что их реализация сопряжена со значительными материальными, временными и энергетическими затратами.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранный в качестве прототипа способ ультразвуковой стабилизации остаточных напряжений (см. Бабенко М.Г. Совершенствование технологии обеспечения размерной точности прецизионных деталей типа колец подшипников на основе использования ультразвуковой стабилизации внутренних напряжений. Автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.02.08 / Саратовский гос. техн. унив. - Саратов, 2002. - 16 с.), при котором после шлифования детали через шлифованную поверхность сообщают ультразвуковые колебания определенной амплитуды и частоты.

Существенным признаком прототипа, общим для него и заявляемого способа является сообщение детали ультразвуковых колебаний, энергия которых поглощается дислокациями поверхностного слоя детали и преобразуется в энергию перемещения этих дислокаций, вызывая развитие внутризерновых деформаций, что способствует пластическим сдвигам, уменьшающим остаточные напряжения.

Недостатком прототипа является увеличение продолжительности обработки за счет включения в нее времени на ультразвуковую стабилизацию остаточных напряжений. Кроме того, недостатком прототипа является вовлечение в процесс дислокационного поглощения энергии ультразвука сравнительно малого количества дислокаций, размеры которых лежат в узком диапазоне, поскольку частотная зависимость дислокационного поглощения имеет резонансный характер, а собственная резонансная частота дислокации определяется длиной дислокационного отрезка (см. Ультразвук. Маленькая энциклопедия / Под общ. ред. И.П.Голяминой. - М.: Советская энциклопедия, 1979. - 400 с.). Указанный недостаток обусловлен тем, что в прототипе использованы ультразвуковые колебания определенной фиксированной частоты. В результате эффективность снятия технологических остаточных напряжений невелика.

Технический результат - повышение эффективности операций шлифования за счет снятия технологических остаточных напряжений в поверхностном слое шлифуемой заготовки и вовлечения в процесс дислокационного поглощения энергии ультразвука большего количества дислокаций. Это позволит также увеличить производительность шлифования при обеспечении заданного уровня технологических остаточных напряжений в поверхностном слое шлифованных деталей.

Для достижения технического результата заявляемое изобретение содержит следующие общие, выраженные определенными понятиями, существенные признаки, совокупность которых направлена на решение только одной, связанной с техническим результатом задачи. Шлифованной детали сообщают ультразвуковые колебания. Отличительными признаками заявляемого изобретения по отношению к прототипу являются:

1) непрерывное в цикле шлифования сообщение ультразвуковых колебаний заготовке через обрабатываемую поверхность в направлении нормали, что обеспечивает совмещение процессов шлифования и ультразвукового снятия остаточных напряжений;

2) частотно-модулированная форма ультразвуковых колебаний, сообщаемых детали, что способствует интенсификации процесса дислокационного поглощения энергии ультразвука и повышению эффективности снятия технологических остаточных напряжений в поверхностном слое шлифованных деталей.

Для сообщения шлифованной детали ультразвуковых колебаний частотно-модулированной формы необходим электрический сигнал, модулированный по частоте, который может быть получен с помощью специального генератора.

Между отличительным признаком и техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь. Сообщение заготовке частотно-модулированных колебаний способствует интенсификации преобразования энергии ультразвука в энергию перемещения дислокаций, что способствует пластическим сдвигам, уменьшающим остаточные напряжения. Совмещение процессов шлифования и ультразвукового снятия остаточных напряжений обеспечивает снижение продолжительности обработки.

Способ шлифования, включающий сообщение заготовке ультразвуковых колебаний для снятия технологических остаточных напряжений в ее поверхностном слое, отличающийся тем, что сообщение ультразвуковых колебаний осуществляют непрерывно в цикле шлифования через обрабатываемую поверхность заготовки в направлении нормали, при этом ультразвуковые колебания сообщают частотно-модулированной формы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при обработке внутренних поверхностей канавок и пазов методом глубинного периферийного шлифования.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при очистке режущих поверхностей абразивных инструментов. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при шлифовании фасонно-ступенчатых поверхностей деталей, например беговых дорожек лап и шарошек буровых долот.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при шлифохонинговании многоступенчатых деталей, в частности беговых дорожек шарошек и лап буровых долот.

Изобретение относится к области обработки деталей машин шлифованием и может быть использовано при обработке торцов деталей класса колец с малой осевой жесткостью на станках с круглым магнитным столом.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано для обработки многоступенчатых деталей, в частности беговых дорожек шарошек и лап буровых долот.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при электромеханической обработке шлифовальными и полировальными кругами с использованием совмещенных технологий и с нанесением активных импрегнаторов для совершенствования структуры поверхностного слоя.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано на финишных операциях шлифования и хонингования конических поверхностей деталей из труднообрабатываемых материалов, склонных к появлению прижогов и микротрещин.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при окончательной обработке конических поверхностей вращения, например дорожек качения колец конических подшипников, с использованием абразивного инструмента.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано на операциях шлифования заготовок из адгезионно-активных материалов

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано на операциях шлифования заготовок из адгезионно-активных материалов

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении валка бесцентрового суперфинишного станка с криволинейным профилем осевого сечения

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при резке на абразивно-отрезных станках заготовок из конструкционных, инструментальных коррозионно-стойких и жаропрочных сталей и сплавов, применяемых в черной металлургии

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении абразивного инструмента и на операциях шлифования поверхностей деталей

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении, в частности, оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) для энергетических реакторов

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при шлифовании прокатных валков

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для различных технологических операций с использованием энергии ультразвуковых колебаний

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при чистовой обработке деталей типа колец высокоточных подшипников
Наверх