Патент на изобретение №2276004

(54) СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ

(57) Реферат:

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.

Формула изобретения

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.

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 02.10.2006

Извещение опубликовано: 20.03.2008 БИ: 08/2008

NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 10.04.2008

Извещение опубликовано: 10.04.2008 БИ: 10/2008