×
13.01.2017
217.015.74be

ЭЛЕКТРОД-ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОЙ РЕЗКИ ТОКОПРОВОДЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для резки труднообрабатываемых токопроводящих материалов комбинированным электроалмазным методом. Электрод-инструмент выполнен в виде круга с возможностью вращения и перемещения в направлении разрезаемой заготовки под прямым углом, при этом он изготовлен из токопроводящих композитов углеродного волокна, расположенных радиально от центра круга и размещаемых между диэлектрическими кремнийорганическими слоями, а торцевая поверхность с частью боковых поверхностей круга покрыта алмазоносным слоем. Изобретение обеспечивает повышение качества обрабатываемых поверхностей канала реза за счет исключения неравномерного съема металла с боковых поверхностей реза, а также повышение производительности реза. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для резки труднообрабатываемых токопроводящих материалов комбинированным электроалмазным методом, преимущественно для точной (прецизионной) резки, где в качестве режущего инструмента применяют преимущественно алмазные отрезные круги, изготовленные по ГОСТ 10110-87.

Из исследованного уровня техники известно устройство, описанное в [1]. В качестве режущего инструмента в нем применен электроабразивный круг (диск) (далее инструмент), представляющий собой тонкий металлический диск с абразивонесущим слоем, выполненным из диэлектрического покрытия (указанный слой может быть выполнен из различных нетокопроводящих смол). Комбинированное оборудование включает в себя в целом систему подачи электролита, источник тока и т.д. В целях защиты от электрохимического растравливания боковых поверхностей канала реза используют инструмент с диэлектрическим покрытием боковых поверхностей. Толщина покрытия, как правило, превышает 0,2-0,3 мм на сторону, что увеличивает общую толщину инструмента в зоне покрытия в 1,5-2 и более раза. Это приводит к потере дефицитных материалов, хотя и позволяет в ряде случаев избежать последующих технологических операций по чистовой обработке торцов. Указанный инструмент обладает следующими недостатками:

- низкой механической прочностью соединения корпуса круга с алмазоносным слоем;

- электрически не изолированными боковыми и торцевыми поверхностями алмазоносного слоя кругов, которые электрохимически контактируют с боковыми поверхностями разрезаемого канала, это приводит к неодинаковому съему в начале и в конце обработки, что вызывает неплоскопараллельность обрабатываемых поверхностей канала реза;

- конструктивная особенность корпуса алмазного круга (из цельнометаллического материала) не позволяет локализовать процесс электрического съема до точечного и осуществлять процесс на минимальных зазорах.

Также известны углерод-кремниевые абразивные диски горячего прессования SiC EQ-SC0604, предназначенные для резки цветных металлов, таких как медь, алюминий, никель и их сплавов [2]. Недостатком таких дисков является то, что они предназначены для резки обычных металлов, а не для труднообрабатываемых токопроводящих материалов комбинированным электроалмазным методом. Также известны абразивные диски из карбида кремния [3]. Недостатком таких дисков является то, что они предназначены для шлифования, а не для резки.

Известны следующие отрезные диски: с контурным покрытием и плакированным покрытием. Диски с контурным покрытием состоят из внутренней цельнометаллической сердцевины и внешней кромки. Кромка состоит из смеси смолы или частиц металла с абразивом, которая запекается при высокой температуре и давлении для связывания с матрицей. Диски с плакированным покрытием состоят из цельнометаллической сердцевины и ободом из гальванически осажденных алмазов. Они обеспечивают агрессивную резку на образцах, содержащих полимеры и мягкие материалы, включая печатные платы, волоконные композиты и пластики. Недостатком дисков с контурным покрытием и плакированным покрытием является то, что корпусы дисков изготовлены из цельнометаллического материала, поэтому сохраняется возможность электрохимического контакта между торцевыми поверхностями корпусов с боковыми поверхностями канала реза, что не позволяет получать резы - каналы (в разрезаемом материале) с плоскопараллельными боковыми поверхностями [4].

Наиболее близким по наибольшему количеству совпадающих признаков и технической сущности к предлагаемому изобретению является «Устройство для комбинированного разрезания токопроводящих материалов» по патенту на полезную модель RU 142793 [5]. Сущность заключается в том, что описано устройство для комбинированного разрезания токопроводящих материалов, содержащее сборный электроабразивный электрод-инструмент, выполненный с возможностью вращения и перемещения в направлении разрезаемой заготовки под прямым углом, который состоит из эксцентрично расположенных дисков с нанесенным на его боковые и торцевые поверхности алмазным покрытием, средства для подачи электролита в зону резания, источника технологического тока, отличающееся тем, что на боковые и торцевые поверхности дисков сборного электрода-инструмента дополнительно нанесен электроизолирующий материал, толщина которого уменьшается от периферии к центру.

Недостатком данного электрод-инструмента является то, что корпусы отрезных кругов с алмазоносным слоем изготовлены из цельного тонколистового материала, поэтому сохраняется возможность электрохимического контакта между торцевыми поверхностями корпусов с боковыми поверхностями канала реза, что не позволяет получать резы - каналы (в разрезаемом материале) с плоскопараллельными боковыми поверхностями.

Сущность заявленного технического решения заключается в том, что электрод-инструмент для комбинированной резки токопроводящих материалов, выполненный с возможностью вращения и перемещения в направлении разрезаемой заготовки под прямым углом, отличающийся тем, что он выполнен в виде круга и изготовлен из токопроводящих композитов углеродного волокна, расположенных радиально от центра круга и размещаемых между диэлектрическими кремнийорганическими слоями, при этом торцевая поверхность с частью боковых поверхностей круга покрыты алмазоносным слоем.

Решаемой задачей предлагаемого изобретения является повышение качества обрабатываемых поверхностей канала реза путем исключения неравномерного съема металла с боковых поверхностей реза, повышение производительности реза.

Решаемая задача в электрод-инструменте для комбинированной резки токопроводящих материалов, выполненной с возможностью вращения и перемещения в направлении разрезаемой заготовки под прямым углом, достигается тем, что электрод-инструмент изготовлен из композитов углеродного волокна, размещенных в кремнийорганическом слое, при этом волокна размещены в радиальном направлении указанного электрод-инструмента, а торцевая и часть боковых поверхностей покрыты алмазоносным слоем.

Ширина алмазоносного слоя внешних боковых поверхностей электрод-инструмента составляет от 0,1R до 0,2R, где под обозначением R подразумевается радиус электрода-инструмента, в соответствии с ГОСТ 10110-87, при этом необходимо обратить внимание на то, что ширина алмазоносного слоя в ГОСТ 10110-87 обозначена символом «X».

Техническим результатом, который обеспечивает заявленное техническое решение, является то, что:

- повышение качества обработанных поверхностей достигается путем исключения растравливания боковых поверхностей канала реза за счет исключения электроэррозионных и электрохимических процессов съема металла с боковых поверхностей;

- повышение износостойкости электрод-инструмента осуществляется за счет высокой адгезионной прочности состава кремнийорганического слоя к алмазным гранулам.

Для пояснения сущности изобретения рассмотрим фиг. 1 и 2.

Предлагаемый электрод-инструмент для комбинированной резки токопроводящих материалов выполнен из токопроводящих композитов углеродных волокон 1, расположенных радиально к центру круга, боковые поверхности электрода-инструмента покрыты отвержденным диэлектрическим кремнийорганическим слоем 2 и алмазоносным слоем 3 (толщина алмазоносного слоя от 0,1R до 0,2R). Электрод-инструмент соединен с отрицательным, а заготовка 4 - с положительным полюсом источника питания 5.

Электрод-инструмент (круг) изготавливают следующим образом. На пресс-форму посыпают алмазоносный слой 3, заливают его слоем кремнийорганического клея 2, на кремнийорганический слой 2 в радиальном направлении от центра круга накладывают композиты углеродного волокна 1 так, чтобы они выходили за края пресс-формы для обеспечения токопровода, сверху заливают второй слой кремнийорганического клея 2 и на него посыпают алмазоносный слой 3. Далее производят термическую обработку и получают готовый электрод-инструмент. При этом накладывание композитов углеродного волокна 1 производят так, чтобы их концы располагались радиально, в направлении от центра к периферии, или наоборот, с возможностью обеспечения не только электропроводности, но и максимальной устойчивости (прочности) круга к разрыву.

Значения 0,1R до 0,2R взяты из стандарта ГОСТ 10110-87. 0,1R до 0,2R - это ширина алмазоносного слоя 3 по периферии круга диаметром (D) от 50 до 100 мм. Ширина алмазоносного слоя 3 соответствует стандарту ГОСТ 10110-87.

Электрод-инструмент работает следующим образом. В зазор между электрод-инструментом и заготовкой 4 подают электролит 6, например, 10% NaNO3. К обрабатываемой заготовке 4 и вращающемуся электрод-инструменту 1 подают напряжение от источника питания 5. При вращении электрод-инструмента и подаче его на врезание в заготовку 4 обработка осуществляется как вследствие механического резания заготовки 4, так и вследствие электрохимического растворения материала заготовки 4 и электроэрозинного разрушения. При этом одновременное воздействие вращения электрод-инструмента, подача электролита 6, совмещенная с подачей электрического тока, способствуют не только интенсивному удалению продуктов обработки из зоны реза, но и создают условия для возникновения процесса интенсивной кавитации. Качество реза возрастает за счет исключения растворения металла на боковых поверхностях канала реза, а производительность процесса интенсифицируется за счет совместного воздействия на заготовку 4 приведенных выше процессов, а именно воздействия механического резания, электрохимического растворения материала заготовки, электроэрозионного съема металла, кавитационного разрушения и удаления продуктов обработки.

Боковые поверхности канала реза в основном формируются механической обработкой алмазоносным слоем 3.

Вследствие наличия в составе электрод-инструмента токопроводящих композитов углеродного волокна 1, расположенных в середине между диэлектрическими кремнийорганическими слоями 2 и алмазоносным слоем 3, обеспечивается обработка на более мягких режимах (на микротоках). Основной съем материала заготовки 4 происходит в направлении подачи электрод-инструмента, без заметного съема с боковых поверхностей канала реза.

Неплоскопараллельность боковых поверхностей канала реза находится в пределах допуска 0,01 мм. Шероховатость обработанных поверхностей находится в диапазоне Ra=0,03-0,05 мм. В случае выхода значения Ra за указанный диапазон меняется режим обработки. Если значение Ra больше указанного диапазона, скорость резания уменьшают, если Ra меньше указанного диапазона, скорость резания увеличивают. Алмазные гранулы не высыпаются из электрод-инструмента, так как прочность соединения алмазоносного слоя обеспечивается за счет высокой адгезионной прочности алмазоносных гранул к составу кремнийорганического слоя, в котором они (алмазоносные гранулы) подвергаются отверждению.

По сравнению с прототипом по технико-экономическим показателям применение предлагаемого электрод-инструмента для комбинированной резки токопроводящих материалов позволяет повысить качество обрабатываемой поверхности на 30%, повысить производительность обработки и снизить трудоемкость на 90%.

Технический результат достигается за счет использования заявленной совокупности признаков электрод-инструмента.

Применение заявленной совокупности признаков обеспечивает исключение дополнительных затрат на выравнивание боковых поверхностей канала реза. Плоскопараллельные боковые поверхности канала реза получают с помощью применения в устройстве для комбинированной резки электрод-инструмента, изготовленного из токопроводящих композитов углеродного волокна, размещенных в диэлектрический кремнийорганический слой, покрытый алмазоносным слоем.

Заявленное техническое решение соответствует критерию «новизна», предъявляемому к изобретениям, т.к. заявленная совокупность признаков, обеспечивающая реализацию полученных технических результатов, не выявлена из исследованного уровня техники.

Заявленное техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень», предъявляемому к изобретениям, т.к. не является очевидным для специалиста.

Заявленное техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость», т.к. изготавливается на стандартном оборудовании из доступных материалов, с применением известных инструментов.

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ

1. Хафизов И.И. Малоотходное чистовое разделение дефицитных материалов комбинированным методом // И.И. Хафизов, А.Р. Закирова, З.Б. Садыков. - Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2014. - 136 с.

2. http://www.est-nano.ru/catalog/product/l018 - ЭСТ-Нано официальный представителем на Российском рынке оборудования зарубежных фирм.

3. http://cn.shopotam.ru/taobao/14334032639-item.html - сайт Shopotam.

4. http://www.allied-russia.ru/otreznye-stanki/raskhodnye-materialy-oz - сайт компании Allied, которая производит широкий спектр высококачественного оборудования для пробоподготовки: резки, полировки, шлифовки, фрезеровки и очистки, а также сопутствующие расходные материалы.

5. Патент на полезную модель RU №142793.

Электрод-инструмент для комбинированной резки токопроводящих материалов, выполненный с возможностью вращения и перемещения в направлении разрезаемой заготовки под прямым углом, отличающийся тем, что он выполнен в виде круга и изготовлен из токопроводящих композитов углеродного волокна, расположенных радиально от центра круга и размещаемых между диэлектрическими кремнийорганическими слоями, при этом торцевая поверхность с частью боковых поверхностей круга покрыта алмазоносным слоем.
ЭЛЕКТРОД-ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОЙ РЕЗКИ ТОКОПРОВОДЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ
ЭЛЕКТРОД-ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОЙ РЕЗКИ ТОКОПРОВОДЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ
ЭЛЕКТРОД-ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОЙ РЕЗКИ ТОКОПРОВОДЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 21.
20.08.2016
№216.015.4f84

Применение аммониевых солей трифторборана в качестве антибактериального и антимикотического средства

Изобретение относится к применению аммониевых солей трифторборана формулы I для получения лекарственного средства, обладающего антибактериальной (бактерицидной) и антимикотической (противогрибковой, фунгицидной) активностью в отношении Salmonella р. В, Candida Albicans, Pseudomonas...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595037
Дата охранного документа: 20.08.2016
12.01.2017
№217.015.5946

Синхронный электродвигатель

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к синхронным электродвигателям, и может быть использовано в качестве исполнительного двигателя с большим вращающим моментом. Технический результат заключается в создании синхронного электродвигателя с более технологичной конструкцией и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002588230
Дата охранного документа: 27.06.2016
12.01.2017
№217.015.5ca5

Способ лазерного атомно-эмиссионного спектрального анализа волос

Изобретение относится к области спектрального анализа и может быть использовано в биологических и клинико-диагностических лабораториях для контроля состояния здоровья пациентов. Способ лазерного атомно-эмиссионного спектрального анализа волос включает обработку исследуемой пробы на этапах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589960
Дата охранного документа: 10.07.2016
12.01.2017
№217.015.6175

Синхронный электродвигатель с магнитной редукцией

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к синхронным двигателям с возбуждением от постоянных магнитов, и может быть использовано в качестве компактного агрегата "двигатель-редуктор" в механических системах с большим ресурсом работы при ударных нагрузках, например в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002588599
Дата охранного документа: 10.07.2016
13.01.2017
№217.015.6cb6

Способ разработки залежи углеводородных флюидов

Изобретение относится к области горного дела. Технический результат - повышение эффективности и результативности процесса флюидоизвлечения из флюидоносного пласта. В способе разработки залежи углеводородных флюидов в продуктивном пласте над его подошвой на экспериментально определяемом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597041
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.6cba

Способ разработки залежи углеводородных флюидов

Изобретение относится к области горного дела. Технический результат - повышение эффективности процесса флюидоизвлечения из продуктивного пласта породы, повышение интенсивности и полноты извлечения флюидов, разработка многопластовых залежей высоковязких углеводородных энергоносителей. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597040
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.869e

Способ разработки залежи углеводородных флюидов (12)

Изобретение относится к области горного дела. Технический результат - повышение флюидоотдачи пласта породы и повышение добычи углеводородных энергоносителей - флюидов, обеспечение контроля и регулирования процесса внутрипластового горения и прогрева горных пород. В способе разработки залежи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603795
Дата охранного документа: 27.11.2016
13.01.2017
№217.015.8dd0

Способ получения высокопрочного чугуна

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения высокопрочного чугуна, пригодного для производства изделий с высоким пределом прочности. Способ включает выплавку и легирование чугуна в индукционной печи, графитизирующее и инокулирующее модифицирование,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605016
Дата охранного документа: 20.12.2016
13.01.2017
№217.015.8e0f

Способ получения литой дисперсионно-твердеющей ферритокарбидной стали

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению литой дисперсионно-твердеющей ферритокарбидной стали для изготовления литых штампов горячего деформирования, пресс-форм для литья под давлением, ковочных штампов для твердожидкой штамповки. Расплавляют сталь 35Л. В полученный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605017
Дата охранного документа: 20.12.2016
25.08.2017
№217.015.a5f1

Зонд для спектрального анализа веществ и способ его применения

Изобретение относится к области физики. Может быть использовано для подготовки и перемещения проб к анализирующему устройству при спектральном анализе материалов и веществ. Зонд состоит из согнутой в виде петли проволоки из тугоплавкого материала с кончиком для конденсации паров анализируемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607670
Дата охранного документа: 10.01.2017
Показаны записи 1-10 из 24.
20.08.2016
№216.015.4f84

Применение аммониевых солей трифторборана в качестве антибактериального и антимикотического средства

Изобретение относится к применению аммониевых солей трифторборана формулы I для получения лекарственного средства, обладающего антибактериальной (бактерицидной) и антимикотической (противогрибковой, фунгицидной) активностью в отношении Salmonella р. В, Candida Albicans, Pseudomonas...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595037
Дата охранного документа: 20.08.2016
12.01.2017
№217.015.5946

Синхронный электродвигатель

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к синхронным электродвигателям, и может быть использовано в качестве исполнительного двигателя с большим вращающим моментом. Технический результат заключается в создании синхронного электродвигателя с более технологичной конструкцией и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002588230
Дата охранного документа: 27.06.2016
12.01.2017
№217.015.5ca5

Способ лазерного атомно-эмиссионного спектрального анализа волос

Изобретение относится к области спектрального анализа и может быть использовано в биологических и клинико-диагностических лабораториях для контроля состояния здоровья пациентов. Способ лазерного атомно-эмиссионного спектрального анализа волос включает обработку исследуемой пробы на этапах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589960
Дата охранного документа: 10.07.2016
12.01.2017
№217.015.6175

Синхронный электродвигатель с магнитной редукцией

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к синхронным двигателям с возбуждением от постоянных магнитов, и может быть использовано в качестве компактного агрегата "двигатель-редуктор" в механических системах с большим ресурсом работы при ударных нагрузках, например в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002588599
Дата охранного документа: 10.07.2016
13.01.2017
№217.015.6cb6

Способ разработки залежи углеводородных флюидов

Изобретение относится к области горного дела. Технический результат - повышение эффективности и результативности процесса флюидоизвлечения из флюидоносного пласта. В способе разработки залежи углеводородных флюидов в продуктивном пласте над его подошвой на экспериментально определяемом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597041
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.6cba

Способ разработки залежи углеводородных флюидов

Изобретение относится к области горного дела. Технический результат - повышение эффективности процесса флюидоизвлечения из продуктивного пласта породы, повышение интенсивности и полноты извлечения флюидов, разработка многопластовых залежей высоковязких углеводородных энергоносителей. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597040
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.869e

Способ разработки залежи углеводородных флюидов (12)

Изобретение относится к области горного дела. Технический результат - повышение флюидоотдачи пласта породы и повышение добычи углеводородных энергоносителей - флюидов, обеспечение контроля и регулирования процесса внутрипластового горения и прогрева горных пород. В способе разработки залежи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603795
Дата охранного документа: 27.11.2016
13.01.2017
№217.015.8dd0

Способ получения высокопрочного чугуна

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения высокопрочного чугуна, пригодного для производства изделий с высоким пределом прочности. Способ включает выплавку и легирование чугуна в индукционной печи, графитизирующее и инокулирующее модифицирование,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605016
Дата охранного документа: 20.12.2016
13.01.2017
№217.015.8e0f

Способ получения литой дисперсионно-твердеющей ферритокарбидной стали

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению литой дисперсионно-твердеющей ферритокарбидной стали для изготовления литых штампов горячего деформирования, пресс-форм для литья под давлением, ковочных штампов для твердожидкой штамповки. Расплавляют сталь 35Л. В полученный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605017
Дата охранного документа: 20.12.2016
25.08.2017
№217.015.a5f1

Зонд для спектрального анализа веществ и способ его применения

Изобретение относится к области физики. Может быть использовано для подготовки и перемещения проб к анализирующему устройству при спектральном анализе материалов и веществ. Зонд состоит из согнутой в виде петли проволоки из тугоплавкого материала с кончиком для конденсации паров анализируемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607670
Дата охранного документа: 10.01.2017
+ добавить свой РИД