Устройство для обработки заготовок из капролона

Авторы патента:

B29C37/00 - Составные части, детали, вспомогательные принадлежности или операции, не отнесенные к группам B29C 33/00 или B29C 35/00

Владельцы патента RU 2584207:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") (RU)

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из пластмасс, преимущественно из капролона. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности обработки заготовки и физико-механических свойств изделий. Устройство для обработки заготовок из капролона включает заготовку, токарный станок с режущим инструментом, приводом вращения заготовки и устройство подачи инструмента. Токарный станок оборудован ультразвуковой колебательной системой, состоящей из корпуса, в котором размещен электромеханический преобразователь, концентратор - усилитель амплитуды колебаний и рабочий инструмент в виде конического наконечника. Ультразвуковая система установлена подвижно перед резцом с возможностью копирования внутренней поверхности рельефа заготовки и вырабатывания ультразвуковых колебаний частотой 22-25 кГц, амплитудой 0,1-100 мкм, интенсивностью 1-3·10^-3 Вт/м². 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из пластмасс, преимущественно из капролона.

Известно устройство для обработки заготовок из капролона, включающее заготовку, токарный станок и специальный режущий инструмент, оснащенный твердыми сплавами (В.Н. Подураев. Резание труднообрабатываемых материалов: Учебное пособие для вузов. - М.: Высшая школа, 1974, с. 574).

Однако данное устройство не обеспечивает получение качественной поверхности после обработки ввиду наличия существенных отличий в физико-химических свойствах металлов и пластмасс. При этом образуется значительная шероховатость поверхности, элементы которой создают концентраторы напряжений, негативно влияющие на прочностные характеристики готовой детали в целом.

Ближайшим аналогом является устройство для обработки заготовок из капролона, включающее заготовку, токарный станок с режущим инструментом, приводом вращения заготовки и устройство подачи инструмента (патент РФ №23171967, В29С 37/00, БИ №6, 2008).

Известное устройство не позволяет обеспечивать высокую производительность и получать высокие физико-механические свойства изделий (прочность при растяжении, твердость, прочность при статическом изгибе).

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности обработки заготовки и физико-механических свойств изделий.

Указанная задача решается тем, что в устройстве для обработки заготовок из капролона, включающем заготовку, токарный станок с режущим инструментом, привод вращения заготовки и устройство подачи инструмента, согласно изобретению токарный станок оборудован ультразвуковой колебательной системой, состоящей из корпуса, в котором размещены электромеханический преобразователь, концентратор - усилитель амплитуды колебаний и рабочий инструмент в виде, например, конического наконечника, при этом ультразвуковая система установлена подвижно перед резцом с возможностью копирования внутренней поверхности рельефа заготовки.

Кроме того, возможность копирования внутренней поверхности рельефа заготовки осуществляют за счет опорной пластины с пазами, кронштейна и пружины, закрепленной на кронштейне и корпусе ультразвуковой системы, при этом в пазы опорной пластины размещены направляющие корпуса ультразвуковой системы.

Кроме того, ультразвуковая система вырабатывает ультразвуковые колебания частотой 22-25 кГц, амплитудой 0,1-100 мкм, интенсивностью 1-3·10^-3 Вт/м².

Предварительная обработка заготовки из капролона ультразвуковыми колебаниями способствует разрыву атомных и межмолекулярных химических связей в структуре капролона, что приводит к образованию сети микротрещин, зарождающихся в наиболее слабых и перенапряженных местах. Трещины, пересекаясь между собой, формируют механически ослабленный слой, сравнительно легко разрушающийся при последующем воздействии режущего инструмента.

Предлагаемые режимы обработки заготовки ультразвуковыми колебаниями являются оптимальными для обработки капролона, так как обеспечивают наиболее эффективное воздействие на структуру материала, что подтверждается экспериментально.

Конструкция устройства поясняется чертежами, где на фиг. 1 и фиг. 2 приведена схема устройства для обработки заготовок из капролона в двух проекциях.

Заготовка 1 из капролона установлена в токарном станке с режущим инструментом 2 (резцом). Для вращения заготовки имеется привод 3, а для подачи режущего инструмента 2 имеется устройство подачи 4. Токарный станок оборудован ультразвуковой колебательной системой, состоящей из корпуса 5 и размещенного в нем электромеханического преобразователя 6, концентратора - усилителя амплитуды колебаний 7 и рабочего инструмента 8 в виде, например, конического наконечника. При этом ультразвуковая колебательная система прикреплена известным образом к резцедержателю (не показан).

Кроме того, в пазы 9 опорной пластины 10 размещены направляющие 11 корпуса 5 ультразвуковой системы. К опорной пластине 10 присоединен известным способом кронштейн 12, а пружина 13 соединяет кронштейн 12 и корпус 5.

Принцип работы устройства

Заготовку 1 из капролона закрепляют в токарном станке известным способом. Затем с помощью механизма поперечной подачи, например винтового (не обозначен) прижимают рабочий инструмент 8 к заготовке 1 с небольшим усилием (до 30-50 Н). После прижима рабочего инструмента 8 подключают генератор ультразвуковых колебаний (не показан), благодаря чему ультразвуковые колебания частотой 22-25 кГц, амплитудой 0,1-100 мкм, интенсивностью 1-3·10^-3 Вт/м² передаются в конечном итоге в материал заготовки 1 посредством рабочего инструмента 8. Затем, по мере перемещения рабочего инструмента 8 вдоль заготовки 1, производят механическую обработку заготовки 1 режущим инструментом 2 с образованием стружки. Режимы токарной обработки устанавливаются экспериментально. Копирование внутренней поверхности рельефа заготовки рабочим инструментом 8 осуществляются за счет перемещения направляющих 11 корпуса 5 ультразвуковой системы вдоль пазов 9, выполненных в опорной пластине 10, под действием пружины 13.

Это позволяет увеличить скорость резания и величину подачи, повысить производительность обработки полимера. Качество обработанной поверхности значительно улучшается, кроме того, получаются высокие физико-механические свойства изделий (прочность при растяжении, твердость, прочность при статическом изгибе), которые зафиксированы и подтверждены длительными эксплуатационными испытаниями.

В отличие от аналогов предлагаемое устройство обеспечивает высокую точность размеров и форм получаемой детали, повышение производительности обработки, а также прочности, жесткости, модуля упругости изделий на основе капролона в процессе эксплуатации за счет повышения качества поверхностной зоны материала, обработанной ультразвуковыми колебаниями и обычной токарной операцией.

1. Устройство для обработки заготовок из капролона, включающее заготовку, токарный станок с режущим инструментом, приводом вращения заготовки и устройство подачи инструмента, отличающееся тем, что токарный станок оборудован ультразвуковой колебательной системой, состоящей из корпуса, в котором размещен электромеханический преобразователь, концентратор - усилитель амплитуды колебаний и рабочий инструмент в виде конического наконечника, при этом ультразвуковая система установлена подвижно перед резцом с возможностью копирования внутренней поверхности рельефа заготовки и вырабатывает ультразвуковые колебания частотой 22-25 кГц, амплитудой 0,1-100 мкм, интенсивностью 1-3·10^-3 Вт/м².

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что возможность копирования внутренней поверхности рельефа заготовки осуществляют за счет опорной пластины с пазами, кронштейна и пружины, закрепленной на кронштейне и корпусе ультразвуковой системы, при этом в пазы опорной пластины размещены направляющие корпуса ультразвуковой системы.

Изобретение относится к устройству для резки взаимосвязанных пластиковых изделий для применения в медицинской области, размещенных в непрерывной ленте из пластика.

Способ токарной обработки заготовок из капролона // 2575723

Способ резки пластиковых изделий, размещенных в непрерывной пластиковой ленте, для применения в медицинской области // 2575521

Изобретение относится к способу лазерной резки пластиковых изделий для применения в медицинской области, размещенных в непрерывной ленте. Предварительно определяют позиционные параметры взаимосвязанных пластиковых изделий, встроенных в непрерывную ленту из пластика, с помощью оптического устройства для сбора данных и рассчитывают схему резки.

Способ токарной обработки заготовок из капролона // 2574764

Устройство для обработки заготовок из пластмасс // 2555491

Способ токарной обработки заготовок из капролона // 2554142

Способ обработки заготовок из полимерных материалов // 2533718

Изобретение относится к области обработки материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из полимерных материалов. Согласно способу производят обработку заготовок из полимерных материалов химическим реагентом.

Способ обработки заготовок из капролона // 2526974

Устройство для обработки заготовок из капролона // 2518595

Способ обработки заготовок из капролона // 2503538

Способ токарной обработки заготовок из капролона // 2612283

Способ токарной обработки заготовок из пластмасс // 2612723

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из пластмасс. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности и качества обработки заготовки, а также физико-механических свойств изделий. Согласно способу токарной обработки заготовок из пластмасс, заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, а подачу осуществляют дискретно. Заготовку подвергают предварительной обработке путем ее скручивания бандажом, образованным из двух хомутов, соединенных стяжными шпильками до величины касательных напряжений не более 0,6÷0,8 предела прочности материала заготовки. 1 ил.

Способ токарной обработки заготовок из капролона // 2616705

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из пластмасс, преимущественно из капролона. Согласно способу обработки заготовок из капролона заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, а подачу осуществляют дискретно. Предварительную обработку заготовки из капролона производят путем выполнения в поверхностном слое заготовки микроповреждений в виде глухих отверстий диаметром 3 мм, глубиной от 1 до 3 мм и расположенных с шагом 9 мм. Обработка проводится при глубине резания от 1 до 3 мм, продольной подаче 0,16 мм/об, скорости резания 150 м/мин. Кроме того, токарную обработку проводят при глубине резания, величина которой составляет 1,1-1,3 от глубины микроповреждений. Изобретение обеспечивает повышение производительности обработки заготовки и физико-механических свойств изделий.

Способ токарной обработки заготовок из капролона // 2626639

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из пластмасс, преимущественно из капролона. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение качества обработанной точением поверхности капролона. Указанная задача решается тем, что в способе, включающем токарную обработку заготовок из капролона, при котором заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, а подачу осуществляют дискретно, при этом заготовку из капролона подвергают предварительной обработке, предварительную обработку заготовки из капролона производят путем нагрева до температуры 150°С со скоростью нагрева 60°С/час, последующей выдержки при данной температуре в течение 20 минут и охлаждения со скоростью 30°С/час до температуры 20°С. 2 ил.

Рабочая поверхность для обеспечения низкого трения и повышенного комфорта на устройствах, которые контактируют с кожей или другой внешней тканью пользователя // 2627381

Изобретение относится к устройству, структурированному для контакта с внешней тканью, например кожей пользователя, и к способу его изготовления. Устройство содержит эластомерный контактный участок, который структурирован для непосредственного зацепления с внешней тканью. Контактный участок имеет рабочую поверхность, которая содержит множество неслучайных, предварительно изготовленных элементов поверхности, изготовленных с возможностью снижения трения и повышения комфорта для пользователя. В одном варианте осуществления шаг между каждой непосредственно смежной парой элементов поверхности меньше или равен заданному максимальному значению шага и высота каждого из элементов поверхности меньше или равна заданному максимальному значению высоты. Изобретение обеспечивает снижение трения между изделием и кожей человека. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 20 ил., 1 табл.

Способ токарной обработки заготовок из углепластика // 2630132

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из полимерных композиционных материалов, преимущественно из углепластика. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности обработки заготовки и качества обработанной поверхности. Способ включает токарную обработку заготовок из углепластика, при котором заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, а подачу осуществляют дискретно. Предварительную обработку заготовки из углепластика производят поверхностным деформированием путем ударного воздействия шариком. Частота ударных воздействий шариком превышает частоту вращения заготовки на величину, равную 1,0-1,2 отношения длины окружности заготовки к диаметру шарика в плоскости, проходящей через пятно контакта шарика и детали перпендикулярно оси шарика. 1 табл.

Способ токарной обработки заготовок из углепластика // 2632299

Изобретение относится к токарной обработке материалов и может быть использовано при механической обработке заготовок из полимерных композиционных материалов, преимущественно из углепластика. Техническим результатом является повышение производительности обработки заготовки и качества обработанной поверхности. Технический результат достигается способом токарной обработки заготовок из углепластика, при котором заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, а подачу осуществляют дискретно. При этом заготовку из углепластика подвергают предварительной обработке. Причем предварительная обработка заготовки из углепластика производится поверхностным деформированием путем ударного воздействия шариком. Последующую токарную обработку производят при глубине резания, величина которой равна глубине распространения деформации по сечению заготовки.

Способ и устройство для уменьшения пористости в деталях из композиционного полимера // 2635141

Заявленная группа изобретений относится к способу уменьшения пористости детали из композиционного полимера. Техническим результатом является снижение или устранение пористости детали со стороны рабочего приспособления. Технический результат достигается способом уменьшения пористости детали из композиционного полимера, который включает размещение выкладки детали из неотвержденного композита на поверхности рабочего приспособления и притягивание молекул, находящихся в выкладке детали из неотвержденного композита, к поверхности рабочего приспособления. Причем притягивание молекул включает создание электрического заряда на рабочем приспособлении. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 9 ил.

Способ и устройство нанесения и закрепления пленки на поверхности рабочего органа или конструктивного элемента // 2637323

Изобретение относится к способу, а также устройству для нанесения и закрепления пленки на поверхности применяемого для изготовления волокнистого композиционного конструктивного элемента рабочего органа или применяемого для образования волокнистого композиционного конструктивного элемента компонента посредством выкладывания пленки на поверхности и закрепления выложенной пленки на поверхности. Для упрощения или же повышения качества способа согласно изобретению предусмотрено, закрепление осуществляют посредством электростатической зарядки пленки. 14 з.п. ф-лы, 3 ил.

Комбинированный способ токарной обработки заготовок из пластмасс // 2638966

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из пластмасс. В способе токарной обработки заготовок из пластмассы заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, а подачу осуществляют дискретно. При этом предварительную обработку заготовки из пластмассы производят путем ее скручивания до величины касательных напряжений не более 0,8 предела прочности материала заготовки. Скручивание заготовки производят в направлении, противоположном направлению вращения заготовки во время токарной обработки. Технический результат, достигаемый способом по изобретению, обеспечивает повышение производительности и качества обработки заготовки, а также получение заданных физико-механических свойств изделий.