×
23.08.2019
219.017.c2f6

Результат интеллектуальной деятельности: Способ адаптивной механической обработки керамических изделий на специальных станках с ЧПУ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области механической обработки изделий из различных материалов и может быть использовано при обработке изделий из керамики. Осуществляют адаптивную механическую обработку керамических изделий на станках с ЧПУ, которая включает установку заготовки на станке, измерение геометрических параметров и базовых поверхностей заготовки с использованием средств станка в виде измерительного датчика и обработку заготовки по управляющей программе. В процессе обработки производят корректировку скорости подачи суппорта станка в зависимости от показаний измерительного датчика потребляемой мощности, расположенного в электрошпинделе обрабатывающего узла станка. При выходе показаний мощности за установленный диапазон значений обработка прерывается с выдачей аварийного сигнала. Операцию подготовки управляющей программы для станка дополняют процедурой автоматического измерения номинальной мощности с помощью датчика электрошпинделя на эталонном изделии для каждого кадра управляющей программы. В результате повышается качество обработки изделий из керамики и снижаются затраты времени на контроль процесса обработки.

Изобретение относится к керамической отрасли промышленности и преимущественно может быть использовано при механической обработке керамических изделий.

Известен способ адаптивной обработки криволинейных поверхностей деталей из керамических материалов на примере изготовления наружного контура антенного обтекателя летательного аппарата (диссертация и автореферат по ВАК 05.13.06, 05.02.07, кандидат технических наук Д.А. Королев, тема работы «Автоматизация технологического процесса механической обработки и контроля оболочек двойной кривизны из керамических материалов») на примере головного антенного обтекателя летательного аппарата и устройство его реализующее (патент РФ №2492990, МПК В24В 49/10, В24В 5/16 опубл. 20.09.2013).

В данном способе специализированная САМ-система, работающая на базе специализированного станка с ЧПУ, на основе требуемого контура детали, результатов измерения геометрических размеров абразивного инструмента формирует управляющую программу в виде перечня координат, по которым осуществляется перемещение обрабатывающего узла с заданной постоянной скоростью.

Недостатком известного способа является неравномерный съем материала по высоте изделия, который приводит к снижению точности и увеличению длительности обработки, за счет большего числа предварительных проходов.

Известно изобретение способ и устройство управления точностью обработки деталей (патент РФ №2379169, МПК B23Q 15/00, опубл. 20.01.2010), включающий определение значения силы резания по заданной формуле, сравнение полученного значения на компьютере с текущим значением силы резания, поступающим от силометрического датчика, корректировку подачи и скорости резания в нечетко заданном интервале на этапе проектирования управляющей программы.

Недостатком известного способа является его направленность на обработку деталей режущим инструментом. В случае обработки керамических деталей посредством шлифовки, требуется установка силометрического датчика на основание электрошпинделя, что не обеспечивает необходимой точности измерений, так как вибрация электрошпинделя приводит к значительным искажениям показаний датчика. Использование в составе станка сложного аналитического устройства, производящего обработку сигнала с целью устранения помех, не обеспечивает необходимого быстродействия.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ адаптивной обработки изделий на станках с ЧПУ (патент РФ №2528923, МПК B23Q 15/12, опубл. 20.09.2014), включающий установку заготовки на станке, измерение геометрических параметров, предназначенных к обработке, и базовых поверхностей заготовки, использование средств станка в виде контактного измерительного датчика, по результатам которых интегрированная программа (программная подсистема CAIT) обеспечивает распознавание конструкторско-технологических элементов (КТЭ) модели заготовки, на основе чего осуществляется установка параметров технологического процесса и производится обработка заготовки по управляющей программе.

Недостатком известного способа является узкая направленность на обработку изделий с известными и фиксированными в узком диапазоне параметрами плотности и обрабатываемости материала. В случае обработки изделий из керамики, характеризующихся высокой прочностью и хрупкостью, изменяющихся в широких пределах, в пределах одной заготовки требуется корректировка подачи инструмента непосредственно в процессе, либо задание минимально возможной скорости обработки. Отсутствие контроля за износом абразивного инструмента в процессе обработки, может привести к разрушению заготовки, в следствие давления инструмента без съема материала.

Техническим результатом изобретения является повышение скорости и качества обработки изделий из керамики, снижение затрат рабочего времени на контроль процесса обработки детали со стороны оператора и брака вызванным чрезмерным давлением инструмента на заготовку в процессе обработки.

Технический результат достигается тем, что предложен способ адаптивной механической обработки керамических изделий на специальных станках с ЧПУ, включающий установку заготовки на станке, измерение геометрических параметров и базовых поверхностей заготовки с использованием средств станка в виде измерительного датчика, отличающийся тем, что при обработке заготовки осуществляется корректировка скорости подачи суппорта станка, в зависимости от показаний датчика потребляемой мощности, находящегося в электрошпинделе обрабатывающего узла, выход показаний мощности за установленный диапазон прерывает обработку с выдачей аварийного сигнала оператору, операция подготовки управляющей программы для станка дополняется процедурой автоматического измерения номинальной мощности с датчика электрошпинделя на эталонном изделии (обучение) для каждого кадра управляющей программы.

Для реализации описываемого способа авторами был использован специальный станок под управлением ЧПУ с дополнительно установленным программным модулем адаптивной обработки и электрошпинделем.

В ходе апробации способа была проведена обработка участков керамической заготовки инструментами трех типов: алмазный круг диаметром 100 мм, алмазный круг диаметром 32 мм, зенкером и имитация столкновения инструмента с заготовкой.

Целевое значение поддерживаемой мощность определялось из расчета нагрузки на инструмент в процессе обработки с подачей 25 мм/мин.

По результатам сравнительных испытаний предлагаемого способа установлено следующее:

Измерение 1. Длительность обработки участка заготовки алмазным кругом диаметра 100 мм: обычным способом - 8 циклов по 30 минут при подаче 25 мм/мин, всего 240 минут; предлагаемым способом - подача от 20 до 45 мм/мин в зависимости от нагрузки на инструмент с длительностями циклов в 12, 17, 20, 24, 28, 30, 30, 30 минут, всего 191 минута, на 13% быстрее.

Измерение 2. Длительность обработки участка заготовки алмазным кругом диаметра 32 мм: обычным способом - 5 циклов по 16 минут при подаче 12 мм/мин, всего 80 минут, предлагаемым способом - подача от 10 до 16 мм/мин в зависимости от нагрузки на инструмент с длительностями циклов в 10, 12, 14, 16, 16 минут, всего 68 минут, на 15% быстрее.

Измерение 3. Длительность обработки участка заготовки зенкером: обычным способом - 6 циклов по 12 минут при подаче 8 мм/мин, всего 72 минуты, предлагаемым способом - подача от 6 до 12 мм/мин в зависимости от нагрузки на инструмент с длительностями циклов в 6, 8, 10, 12, 12, 12 минут, всего 60 минут, на 17% быстрее.

При моделировании столкновения заготовки и инструмента производится замедление и остановка перемещения инструмента, при достижении настраиваемого порогового значения нагрузки на шпиндель, исключая риск разрушения инструмента и изделия в процессе выполнения операции.

По итогам испытаний установлено, что применение предлагаемого способа адаптивного управления обеспечивает сокращение среднего времени обработки керамических деталей на 15%.

Способ адаптивной механической обработки керамических изделий на станках с ЧПУ, включающий установку заготовки на станке, измерение геометрических параметров и базовых поверхностей заготовки с использованием измерительных средств станка, подготовку управляющей программы для станка и обработку заготовки по управляющей программе, отличающийся тем, что в процессе обработки заготовки осуществляют корректировку скорости подачи суппорта станка в зависимости от показаний измерительного датчика потребляемой мощности, расположенного в электрошпинделе обрабатывающего узла станка, и при выходе показаний мощности за установленный диапазон значений обработку прерывают с подачей аварийного сигнала оператору, при этом при подготовке управляющей программы для станка на эталонном изделии дополнительно осуществляют автоматическое измерение номинальной мощности с помощью упомянутого датчика электрошпинделя для каждого кадра управляющей программы.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 121-130 of 136 items.
27.11.2019
№219.017.e734

Способ определения толщины изделия при одностороннем доступе

Использование: для ультразвуковой толщинометрии, дефектоскопии материалов и изделий. Сущность изобретения заключается в том, что на ультразвуковом эхо-импульсном толщиномере устанавливают скорость распространения ультразвуковых колебаний, соответствующих материалу измеряемого изделия, на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002707199
Дата охранного документа: 25.11.2019
29.11.2019
№219.017.e763

Способ формования заготовок изделий сложной формы из порошка кремния

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к технологии лазерного синтеза керамики методом селективного лазерного спекания (СЛС), и может быть использовано в авиационной промышленности и двигателестроении. Способ формования объемных заготовок изделий сложной формы из порошка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002707307
Дата охранного документа: 26.11.2019
01.12.2019
№219.017.e8e6

Способ получения высокоплотных водных шликеров на основе литийалюмосиликатного стекла

Изобретение относится к керамической промышленности и может быть использовано при изготовлении стеклокерамических изделий методом водного шликерного литья в пористые формы. Способ получения высокоплотного водного шликера на основе литийалюмосиликатного стекла включает загрузку в мельницу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002707832
Дата охранного документа: 29.11.2019
01.12.2019
№219.017.e91a

Способ изготовления керамических изделий

Изобретение относится к керамической и авиационной промышленности, а именно к изготовлению керамических изделий радиотехнического назначения. Предложенный способ изготовления керамических изделий включает измельчение сырья литийалюмосиликатного состава мокрым способом до получения шликера с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002707618
Дата охранного документа: 28.11.2019
01.12.2019
№219.017.e981

Способ изготовления изделий из стеклокерамики литийалюмосиликатного состава

Изобретение относится к производству крупногабаритных керамических изделий радиотехнического назначения. Технический результат - повышение производительности при кристаллизации исходного литийалюмосиликатного стекла и повышение качества материала. Способ изготовления изделий из стеклокерамики...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002707639
Дата охранного документа: 28.11.2019
06.12.2019
№219.017.ea2f

Способ получения гранулята кремния для аддитивного производства изделий из реакционносвязанных нитридов и карбидов кремния

Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к технологии получения гранулятов керамических порошковых композиций и может быть использовано в производстве керамики, в частности аддитивным способом, в авиационной промышленности и двигателестроении. Технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708003
Дата охранного документа: 03.12.2019
25.12.2019
№219.017.f20e

Способ крепления термоэлектрического преобразователя температуры на поверхности керамических материалов

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к технике проведения тепловых испытаний образцов и изделий из керамических материалов при радиационном нагреве. Способ крепления термоэлектрического преобразователя температуры на поверхности керамических материалов, включающий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710123
Дата охранного документа: 24.12.2019
22.01.2020
№220.017.f7ed

Способ определения предела прочности при растяжении керамических и композиционных материалов при индукционном нагреве

Изобретение относится к методам определения механических характеристик конструкционных материалов с учетом условий их применения. Способ определения предела прочности при растяжении керамических и композиционных материалов, включает индукционный нагрев до заданной температуры со скоростью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002711557
Дата охранного документа: 17.01.2020
27.02.2020
№220.018.0653

Способ изготовления емкостей для термообработки сыпучих материалов

Изобретение относится к производству емкостей для термообработки сыпучих материалов, например, для кристаллизации аморфного стекла литийалюмосиликатного состава. Предложен способ изготовления емкостей для термообработки сыпучих материалов, включающий измельчение закристаллизованного стекла,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715139
Дата охранного документа: 25.02.2020
06.03.2020
№220.018.09aa

Способ лазерной сварки вакуумно-плотных кольцевых, спиральных и прямолинейных швов металлических деталей и устройство для его осуществления

Изобретение относится к лазерной сварке, в том числе тонкостенных деталей, и может быть использовано для соединения высоковакуумных изделий, например деталей электровакуумных приборов из различных металлов и сплавов с предварительной разделкой кромок и без нее. В способе лазерной сварки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715930
Дата охранного документа: 04.03.2020
Showing 121-130 of 164 items.
12.10.2019
№219.017.d557

Способ быстрого определения температурной зависимости вязкости и характеристических температур стекол и устройство для его реализации

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к устройствам для контроля температурной зависимости вязкости и характеристических температур стекол. Способ быстрого определения температурной зависимости вязкости и характеристических температур стекол включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002702695
Дата охранного документа: 09.10.2019
15.10.2019
№219.017.d5ba

Антенный обтекатель с совмещенными радио- и оптическим каналами

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и преимущественно может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей ракет класса «воздух-поверхность» или «воздух-воздух». Антенный обтекатель с совмещенными радио- и оптическим каналами включает тонкостенную оболочку из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002702807
Дата охранного документа: 11.10.2019
17.10.2019
№219.017.d626

Применение полисилоксановых герметиков в качестве конструкционных клеев в керамических ракетных обтекателях

Изобретение относится к области полимерных материалов и может быть использовано при склеивании элементов конструкций из металла и керамики, преимущественно для соединения керамической оболочки ракетного антенного обтекателя с переходником или переходными элементами - шпангоутом к металлическому...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002703214
Дата охранного документа: 15.10.2019
19.10.2019
№219.017.d835

Способ тепловых испытаний элементов летательных аппаратов

Изобретение относится к технике наземных испытаний элементов летательных аппаратов (ЛА), а именно к средствам воспроизведения аэродинамического теплового воздействия на поверхности элементов летательных аппаратов, например головных обтекателей ракет, в наземных условиях. Предложен способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002703491
Дата охранного документа: 17.10.2019
24.11.2019
№219.017.e632

Способ механической обработки внутренних сферических поверхностей

Изобретение относится к технологии механической обработки резанием и может быть использовано при абразивной обработке сферических поверхностей деталей. Обрабатываемой детали и режущему инструменту сообщают независимые вращения, а обработку проводят радиусным режущим инструментом с радиусом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002706918
Дата охранного документа: 21.11.2019
01.12.2019
№219.017.e8e6

Способ получения высокоплотных водных шликеров на основе литийалюмосиликатного стекла

Изобретение относится к керамической промышленности и может быть использовано при изготовлении стеклокерамических изделий методом водного шликерного литья в пористые формы. Способ получения высокоплотного водного шликера на основе литийалюмосиликатного стекла включает загрузку в мельницу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002707832
Дата охранного документа: 29.11.2019
01.12.2019
№219.017.e91a

Способ изготовления керамических изделий

Изобретение относится к керамической и авиационной промышленности, а именно к изготовлению керамических изделий радиотехнического назначения. Предложенный способ изготовления керамических изделий включает измельчение сырья литийалюмосиликатного состава мокрым способом до получения шликера с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002707618
Дата охранного документа: 28.11.2019
01.12.2019
№219.017.e981

Способ изготовления изделий из стеклокерамики литийалюмосиликатного состава

Изобретение относится к производству крупногабаритных керамических изделий радиотехнического назначения. Технический результат - повышение производительности при кристаллизации исходного литийалюмосиликатного стекла и повышение качества материала. Способ изготовления изделий из стеклокерамики...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002707639
Дата охранного документа: 28.11.2019
25.12.2019
№219.017.f20e

Способ крепления термоэлектрического преобразователя температуры на поверхности керамических материалов

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к технике проведения тепловых испытаний образцов и изделий из керамических материалов при радиационном нагреве. Способ крепления термоэлектрического преобразователя температуры на поверхности керамических материалов, включающий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710123
Дата охранного документа: 24.12.2019
22.01.2020
№220.017.f7ed

Способ определения предела прочности при растяжении керамических и композиционных материалов при индукционном нагреве

Изобретение относится к методам определения механических характеристик конструкционных материалов с учетом условий их применения. Способ определения предела прочности при растяжении керамических и композиционных материалов, включает индукционный нагрев до заданной температуры со скоростью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002711557
Дата охранного документа: 17.01.2020
+ добавить свой РИД