Найдем значение целевой функции в этих точках:
ZВ®maxÞ т. В – оптимальная.
Рассчитаем скорость резания и подачу, используя полученные данные:
Отсюда:
Отсюда:
В ходе моделирования процесса точения были определены подача S = 0,52 мм/об и скорость резания V = 9,44 м/мин, которые являются оптимальными при заданных условиях. Полученные значения свидетельствуют о том, что чем больше подача, тем выше производительность, что не всегда соответствует реальным фактам.
В [9] оптимальная подача намного ниже полученной:
Sопт = 0,43÷0,49 мм/об, соответственно скорость резания будет выше.
В выполненном моделировании учитывались только такие факторы как прочность инструмента, температура в зоне резания, мощность привода главного движения станка и его кинематика. Не вводились в качестве ограничений точность обработки, качество поверхности (шероховатость), стойкость инструмента и др. Поэтому определенные значения скорости резания и подачи отличаются от справочных.
Увеличить скорость резания, понизить подачу можно:
- улучшая геометрические параметры резцов: увеличить значение переднего угла g;
- снижая стойкость инструмента за счет уменьшения радиуса скругления.
2.6 Проектирование приспособления для контроля пространственных отклонений
Задача раздела – спроектировать приспособление для контроля внутренних цилиндрических поверхностей вставки нижней относительно наружной цилиндрической.
Исходные данные
На рис. 2.6.1 представлена схема контроля требуемого параметра радиального биения:
Схема контроля
Рис. 2.6.1
Описание конструкции приспособления
Приспособление предназначено для контроля радиального биения внутренних поверхностей вставки нижней. Приспособление содержит:
плиту 1, которая устанавливается на ножках 9; призму 3, в которую устанавливается вставка нижняя; планку 2 для вращения детали во время проведения контроля, которая крепится к плите винтами 11 и гайками 14; щуп 4, передачу рычажную 5, держатель индикатора 6, крепящийся к передаче рычажной винтом 15, пружину сжатия 12 и индикатор 7, при помощи которых происходит измерение и снятие данных; передача рычажная 5 крепится к опоре 8 винтами 13, опора в свою очередь прикреплена к плите при помощи винтов 11 и гаек 14. Приспособление работает следующим образом: деталь вставка нижняя устанавливается в призму 3, при помощи щупа 4 происходит контроль радиального биения всех внутренних поверхностей детали за счет вращения вставки нижней вручную и передвижения щупа 4, которое обеспечивается перемещением опоры 8 по Т-образным пазам плиты 1, данные измерений контролер считывает с индикатора часового типа 7. Чертеж приспособления представлен на листе 05.М15.277.52.000СБ.
2.7 Патентные исследования повышения стойкости шлифовального круга
Задача раздела – на базе патентного поиска предложить прогрессивное техническое решение (ТР) в целях усовершенствования технологической операции и сделать вывод о возможности его использования.
Обоснование необходимости патентных исследований
В качестве объекта усовершенствования операции 40 шлифовальной как технологической системы примем применяемый в базовом техпроцессе режущий инструмент. Выявить прогрессивные ТР, которые могут лечь в основу усовершенствованного объекта, можно в результате патентного исследования достигнутого уровня вида техники. Использовать усовершенствованный объект можно только в том случае, если он обладает патентной чистотой в странах, где предполагается его использование. Установить, обладает ли усовершенствованный объект патентной чистотой, можно в результате его патентной экспертизы. Для решения этих задач проведем исследования достигнутого уровня вида техники и экспертизу патентной чистоты усовершенствованного объекта.
На базовом предприятии на операции 40 шлифовальной применяют круг шлифовальный ПП 200х32х20; 24А 25-Н С2 М1А ГОСТ 2424-83.
Это режущий инструмент, рабочая часть которого содержит классифицированные частицы абразивного материала. Твердость абразивного материала превышает твердость обрабатываемого материала. Круг состоит из связки и зерен абразивного материала. Связка влияет на геометрию рельефа рабочей поверхности инструмента, износ абразивного инструмента и параметры шероховатости обработанной поверхности. В процессе обработки каждое абразивное зерно срезает небольшой слой металла, в результате чего на поверхности детали остается царапина ограниченной длины и весьма малой площади поперечного сечения. Обработанная шлифованием поверхность детали образована совокупностью множества царапин – следов резания всех абразивных зерен, расположенных на режущей поверхности шлифовального круга.
Объект патентных исследований
Рис. 2.7.1
Исследование достигнутого уровня техники
- недостаточная жесткость абразивных сегментов;
- износ вершин абразивных зерен;
- низкая прочность связки.
Таким образом, целью исследования уровня вида техники является устранение указанного недостатка путем устранения какой-либо причины, вызывающей его.
Составление регламента поиска №1
Регламент поиска определяет перечень исследуемых технических решений (ИТР), их рубрику по Международной классификации изобретений (МКИ) и индекс Универсальной десятичной классификации изобретений (УДК), страны поиска, его ретроспективность (глубину), перечень источников информации, по которым предполагается провести поиск.
Объект исследования – шлифовальный круг. Он характеризуется формой элементов, их взаимным расположением и взаимосвязью, соотношением размеров элементов. Это все признаки устройства. Следовательно, как объект патентного исследования шлифовальный круг представляет у с т р о й с т в о.
Объект содержит следующие технические решения:
1) улучшение качества обрабатываемой поверхности;
2) повышение прочности круга;
3) повышение точности профиля круга;
4) повышение стойкости круга.
Из выявленных ТР выбираем ИТР – такие ТР, совершенствование которых может обеспечить достижение сформулированной выше цели – повышения стойкости круга.
Для определения рубрики МКИ определяем ключевое слово. «Шлифовальные круги». По «Алфавитно-предметному указателю» [18] для ключевого слова определяем предполагаемую рубрику МКИ - B24 D5.
По «Указателю к МКИ» т.2 [19 ] уточняем рубрику МКИ.
В24 D5/00 – абразивные круги с цементированными вставками или круги со вставленными абразивными брусками для обработки изделий своей периферийной частью;
B24 D5/02 - сплошные круги;
B24 D5/04 – с усиливающими элементами;
B24 D5/06 –со вставными абразивными брусками;
B24 D5/08 - с усиливающими элементами;
B24 D17- не относящиеся к вышеперечисленным кругам.
Индекс УДК определяем по «Указателю к универсальной десятичной классификации» [20];
621.9 обработка резанием;
621.9.02 режущие инструменты;
621.922.079 шлифование и полирование.
В качестве стран поиска выбираем ведущие страны в области машиностроения – Россию (СССР), Японию, США, Германию, Великобританию, Францию.
Ретроспективность (глубину) поиска устанавливаем в 7-10 лет, полагая, что наиболее прогрессивное ТР содержится в изобретениях, сделанных за последние 7-10 лет.
В качестве источников информации принимаем патентные описания, бюллетень изобретений, реферативный сборник «Изобретения стран мира» соответствующих выпусков, реферативный журнал 14А «Резание металлов. Станки и инструменты», технические журналы и книги в области мехобработки.
Данные заносим в табл. «Регламент поиска».
Таблица 2.7.1.
Объект: шлифовальный круг
Вид исследования:
1) исследование уровня вида техники
2) исследование патентной чистоты
Предмет поиска (ИТР) | Индексы МКИ(НКИ) и УДК | Страны поиска | Глубина поиска, лет | Источники информации |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
1) Шлифовальный круг | B24 D5/00 B24 D5/02 B24 D5/04 B24 D5/06 B24 D5/08 B24 D17УДК 621.9 621.9.02 621.922.079 | Россия (СССР)СШАФранцияЯпонияВеликобританияГермания | 10 | патентные описания;Бюллетени изобретений РФ;Реф. сб. ВНИИПИ "Изобретения стран мира"; |
2) Шлифовальный круг | B24 D5/00 B24 D5/02 B24 D5/04 B24 D5/06 B24 D5/08 B24 D17УДК 621.9 621.9.02 621.922.079 | Россия (СССР)СШАФранцияЯпонияВеликобританияГермания | 201720172020 | Реф. жур. ВИНИТИ 14 "Технология машиностроения";Журналы "Вестник машиностроения", "Машиностроитель", "Станки и инструменты", "Изобретатель и рационализатор"; |
Патентный поиск
Просматриваем источники информации в соответствии с регламентом, табл. Выбираем такие документы, по названиям которых можно предположить, что они имеют отношение к ИТР. По этим документам знакомимся с рефератами, аннотациями, формулами изобретений, чертежами. Сведения о ТР, имеющих отношение к ИТР, заносим в табл. 2.7.2.
Изучем сущность занесенных в табл. 2.7.2. и ТР по сведениям, содержащимся в таблицах, а также путем просмотра текстов патентных описаний, статей и т.п. Если из рассмотрения сущности ТР видно, что оно служит достижению той же цели, что ИТР (аналог ИТР), документ включаем в перечень для детального анализа. Запись об этом делаем в графе 5 таб. 2.7.2.