×
07.06.2019
219.017.753b

Результат интеллектуальной деятельности: Способ токарной обработки

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Способ включает придание заготовке вращательного движения с частотой вращения Гц, смещенной от частоты собственных колебаний Гц технологической системы станка. Предварительно измеряют волнистость поверхности заготовки в её поперечном сечении, частоту вынужденных колебаний выбирают как взаимно простое число с частотой собственных колебаний, а частоту вращения заготовки определяют по приведенной формуле в зависимости от номинального диаметра заготовки и шага волн на её поверхности. Достигается предотвращение как полного, так и неполного резонанса в системе «станок-заготовка», что снижает вибрации при обработке, повышает стойкость инструмента и улучшает качество поверхности изделия. 1 ил.

Предлагаемый способ относится к области обработки резанием и может быть использован при изготовлении деталей типа тел вращения на токарных станках.

В настоящее время способы, аналогичные предлагаемому, известны. Один из них, описанный, например, в книге «Г.И. Грановский, В.Г. Грановский. Резание металлов, – М.: Высш. шк., 1985» на стр. 165, основывается на том, что для осуществления процесса точения заготовке придается вращательное движение относительно резца со скоростью (в об/мин)

где V – скорость резания в м/мин, обеспечивающая стойкость инструмента, достаточную для изготовления партии деталей требуемого объема, D – номинальный диаметр (в мм) обрабатываемой заготовки. Указанная формула (в книге Грановских её номер 11.34) может быть представлена и в виде

где – частота вращения заготовки в Гц.

Способ-аналог довольно прост, однако, определяя частоту так, как это в нем предусмотрено, далеко не всегда удается предотвратить при обработке возникновение вибраций. Последние влекут за собой ухудшение качества поверхности деталей, снижение стойкости инструмента и другие нежелательные явления.

Тем не менее существует способ токарной обработки, позволяющий снизить вероятность возникновения вибраций. Этот способ, принятый нами за прототип, описан в книге «М.М. Аршанский, В.П. Щербаков. Вибродиагностика и управление точностью обработки на металлорежущих станках. – М.: Машиностроение, 1988» на стр. 66 (строки 14-16 снизу) и состоит в том, что снижение амплитуды относительных вибросмещений обеспечивается путем придания заготовке вращательного движения с частотой вращения Гц, смещенной от частоты собственных колебаний Гц технологической системы станка.

Способ-прототип принципиально разумен. Ведь известно, что совпадение частоты собственных колебаний всякого физического объекта с частотой вынужденных колебаний , действующих на объект извне, приводит к резонансу, и амплитуда результирующих колебаний резко растет. Если же частоту сместить от частоты , то резонанса не будет и вероятность резкого возрастания амплитуды результирующих колебаний снизится. При токарной обработке – то же самое: если частоту вращения заготовки рассматривать как частоту вынужденных колебаний , то её смещение (увеличение или уменьшение) от частоты собственных колебаний технологической системы станка уменьшит вероятность резонансных явлений, и относительные вибросмещения элементов системы «станок-заготовка» будут невелики. Из этого и исходит способ-прототип.

Вместе с тем прототип имеет существенные недостатки. Во-первых, то, что частота вращения заготовки в нем, по существу, отождествляется с частотой вынужденных колебаний, справедливо только лишь в тех случаях, когда поверхность заготовки абсолютно гладкая, чего никогда не бывает. И во-вторых, не всякое смещение (увеличение или уменьшение) частоты от частоты приводит к ощутимому снижению вибросмещений. Это вызвано тем, что резонанс бывает полный и неполный. Полный – это когда каждый импульс (наибольшая высота волны) вынужденных колебаний совпадает с каждым импульсом частоты собственных колебаний. Неполный – это когда последние совпадают, например, с каждым вторым, или третьим, или K-ым импульсом вынужденных колебаний. Предотвращая полный резонанс, прототип далеко не всегда предотвращает неполный.

Задачей предлагаемого способа является повышение надежности предотвращения резонанса при токарной обработке, причем как полного резонанса, так и неполного, т.е. снижение вероятности всякого резонанса.

Технически решение этой задачи обеспечивается за счет того, что способ токарной обработки, включающий придание заготовке вращательного движения с частотой вращения Гц, смещенной от частоты собственных колебаний Гц технологической системы станка, отличается от прототипа тем, что предварительно измеряют волнистость поверхности заготовки в её поперечном сечении, а частоту определяют из условия

где D (мм) – номинальный диаметр обрабатываемой заготовки, S (мм) – шаг волн, обнаруженных при измерении волнистости заготовки, и – взаимно простые числа.

На прилагаемой к описанию фигуре показаны примеры временных диаграмм, иллюстрирующие предлагаемый способ: 1 – диаграмма расположения во временном диапазоне 1 сек импульсов собственных колебаний технологической системы станка с частотой = 28 Гц; 2 – диаграмма расположения в этом же временном диапазоне 1 сек импульсов вынужденных колебаний с частотой = 21 Гц; 3 – диаграмма расположения во временном диапазоне 1 сек импульсов вынужденных колебаний с частотой = 14 Гц; 4 – диаграмма расположения в этом же временном диапазоне импульсов вынужденных колебаний с частотой = 19 Гц.

Способ осуществляют следующим образом. Вначале, перед обработкой заготовки с номинальным диаметром D мм, с помощью типовых приборов для измерения волнистости поверхности (волнографами ИС-32, ИС-33, приборами модели 170311 завода «Калибр», американским профилометром «Профикардер» и др.) измеряют количество и окружной шаг волн S мм в поперечном сечении заготовки. Затем классическими методами теоретической механики и теории колебаний (например, описанными в книге Я.Г. Пановко «Введение в теорию механических колебаний») рассчитывают частоту собственных колебаний технологической системы станка, считая, что заготовка входит в эту систему. После этого задаются величиной , такой, чтобы характеризующее её число было взаимно простым с , и потом из условия

определяют

Далее производят обработку заготовки, придавая ей вращательное движение с найденной частотой Гц или об/мин.

Допустим, требуется обточить заготовку-пруток диаметром мм, изготовленный на ротационно-ковочной машине. Измерение волнистости его поверхности в поперечном сечении показывает, что мм (6 волн). Расчет частоты собственных колебаний технологической систем станка, предположим, дает Гц (диаграмма 1). Если принять частоту вынужденных колебаний равной такой же величине (28 Гц), то при обработке все импульсы вынужденных и собственных колебаний будут совпадать и произойдет полный резонанс. Сместим частоту от , например, до =21 Гц (диаграмма 2). Как видно из приведенной фигуры, в таком случае полный резонанс будет исключен, но останется возможность совпадения импульсов последовательности импульсов вынужденных колебаний с импульсами последовательности собственных колебаний, идущими через три интервала между импульсами с частотой . Имеет место неполный резонанс, которому соответствует , где 7 – наибольший общий делитель чисел и Сместим частоту от , например, до (диаграмма 3). Тогда останется возможность совпадения импульсов последовательности импульсов вынужденных колебаний с импульсами последовательности импульсов собственных колебаний, идущими через два интервала между импульсами с частотой . Опять имеет место неполный резонанс, но которому соответствует , где 14 наибольший общий делитель чисел и . Если же частоту сместить от , например, до (диадиаграмма 4), то совпадение импульсов последовательностей собственных и вынужденных колебаний не будет вообще. То есть, не будет ни полного, ни неполного резонанса. Числа и не имеют общих делителей, то есть являются взаимно простыми. Поэтому и нет совпадений. Далее из выражения

нетрудно найти

Эта величина соответствует 190 об/мин. Придав заготовке вращение с найденной скоростью, можно произвести обработку без всех видов резонанса, что позволяет предотвратить большие вибросмещения в системе «станок-заготовка».

Последнее обеспечивает повышение точности обработки и стойкости режущего инструмента, примененного при ней, а также улучшение качества поверхности изготовленных деталей, что является техническим результатом предложения.


Способ токарной обработки
Способ токарной обработки
Способ токарной обработки
Способ токарной обработки
Способ токарной обработки
Способ токарной обработки
Способ токарной обработки
Способ токарной обработки
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 111-120 из 207.
02.05.2019
№219.017.48b8

Способ определения уравновешенности и оптимального положения противовеса штанговой глубинно-насосной установки

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в станциях управления штанговыми глубинно-насосными установками - ШГНУ - для определения степени уравновешенности механизма и оптимального положения противовеса на кривошипе станка-качалки. Технический результат -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686787
Дата охранного документа: 30.04.2019
24.05.2019
№219.017.5ef8

Способ выплавки многокомпонентной латуни

Изобретение относится к области металлургии, в частности к выплавке многокомпонентных деформируемых латуней, предназначенных для получения литых заготовок, подвергающихся пластической обработке для изготовления деталей, работающих в условиях повышенного триботехнического износа. Способ выплавки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688799
Дата охранного документа: 22.05.2019
31.05.2019
№219.017.7195

Устройство для производства воды из воздуха

Устройство предназначено для получения пресной воды из атмосферного воздуха. Устройство для производства воды из воздуха содержит источник сжатого воздуха, подключенный через регулирующий вентиль к входу вихревой трубы Ранка-Хирша. С «горячего» и «холодного» выходов вихревой трубы потоки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002689592
Дата охранного документа: 28.05.2019
22.06.2019
№219.017.8e50

Проволока для сварки среднеуглеродистых среднелегированных броневых сталей

Изобретение может быть использовано для получения сварных соединений из среднеуглеродистых среднелегированных броневых сталей. Сварочная проволока содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %: хром 18,5-22,0, углерод 0,3-0,4, азот 0,1-0,2, алюминий 0,05-0,1, титан 0,08-0,2, железо –...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692145
Дата охранного документа: 21.06.2019
17.07.2019
№219.017.b528

Инструментальный материал на основе карбидов

Изобретение относится к твердым и износостойким металлокерамическим инструментальным материалам на основе карбидов вольфрама, титана, тантала с цементирующей карбиды кобальтовой связкой. Зерна карбидов имеют сферическую форму размером от 0,1 до 1 мкм. Каждое зерно карбида окружено прослойкой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002694444
Дата охранного документа: 15.07.2019
23.07.2019
№219.017.b7ff

Способ контроля температуры монолитного бетона в перекрытии при его выдерживании и устройство для его осуществления

Способ и устройство для его осуществления относятся к области строительства и могут быть использованы для контроля температуры монолитного бетона в монолитных и сборно-монолитных перекрытиях зданий при его выдерживании. Технический результат - повышение точности измерений температуры наружной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002695177
Дата охранного документа: 22.07.2019
26.07.2019
№219.017.b937

Способ контроля геометрических параметров резьбы

Настоящее изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники, а именно к способам контроля геометрических параметров профиля поверхности, в частности резьбы труб, замковых муфт и подобных изделий, включающих резьбу. Способ контроля геометрических параметров резьбы предполагает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002695599
Дата охранного документа: 24.07.2019
02.08.2019
№219.017.bb5d

Способ извлечения урана из подземной урансодержащей воды

Изобретение относится к галургии урана, в частности, для извлечения урана из подземных урансодержащих вод. Проводят динамическую сорбцию урана на гранулируемом сорбенте, содержащем фосфогипс и шунгит. Используют подземную урансодержащую воду с концентрацией урана 632,1 мкг/дм, в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696165
Дата охранного документа: 31.07.2019
02.08.2019
№219.017.bb62

Интеллектуальный преобразователь

Изобретение относится к электронной технике, в частности к технологии изготовления тензорезисторных преобразователей давления. В интеллектуальный преобразователь введен узел, отвечающий за динамическую коррекцию установочных параметров на основе измеряемого преобразователем давления....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696068
Дата охранного документа: 30.07.2019
23.08.2019
№219.017.c2db

Способ монтажа сборной части ригеля и монтажное приспособление для его осуществления

Изобретение к области строительства, в частности к способу монтажа ригеля и приспособлению для его монтажа. Технический результат заключается в повышении технологической надежности процесса монтажа. Способ монтажа сборной части ригеля включает установку ригеля на монтажные столики, закрепление...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697985
Дата охранного документа: 21.08.2019
Показаны записи 11-12 из 12.
19.06.2023
№223.018.8276

Малогабаритный колесотокарный станок для обработки колесных пар локомотивов и вагонов без выкатки

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть использовано для ремонта локомотивов и вагонов. Малогабаритный колесотокарный станок для обработки колесных пар локомотивов и вагонов без выкатки содержит станину, продольные направляющие, суппорт, поперечные направляющие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002797231
Дата охранного документа: 31.05.2023
19.06.2023
№223.018.828b

Отрезной резец

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для безвибрационной механообработки на металлорежущих станках. Отрезной резец для токарной обработки состоит из головки в виде пластины с режущим элементом и державки со встроенным виброгасителем цилиндрический формы в виде двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002797230
Дата охранного документа: 31.05.2023
+ добавить свой РИД