125591 (593134), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Рис. 6.2. Влияние способа ХТО на стойкость и удельные износы по задней поверхности при следующих условиях:
а) v = 36,7 м/мин, S = 0,32 мм/об;
б) v = 25,2 м/мин, S = 0,43 мм/об.
На рис. 6.2 приведены результаты испытаний, из которых видно, что наиболее оптимальным вариантом ХТО является цианирование в среднепроцентных ваннах при температуре 560°С с последующим воронением в расплаве солей ЧС-132 при 450°С в течении 30 мин.
Стойкость сверл, подвергнутых ХТО, в 2…2,5 раза выше стойкости сверл без ХТО.
6.4 Влияние изоляции термо-ЭДС на стойкость сверл
В работе [10] приведены результаты сравнительных испытаний сверл при обработке чугунов с разрывом в цепи термо-ЭДС и без разрыва.
Исследование проводилось по схемам, представленным на рис. 6.3 сверлами из стали Р6М5.
Схема 1. изоляция инструмента обеспечивалась склеенной переходной втулкой КМ4-2.
Схема 2. Патрон соединяли со шпинделем станка гибким многожильным проводом (медным)
Схема 3. Заготовку устанавливали в тисках с текстолитовой прокладкой под основание толщиной 1 мм.
Схема 4. Схема установки сверла и заготовки та же, что и в п. 3, но заготовку соединяли гибким многожильным медным проводом со столом станка.
Обрабатывались заготовки из серого чугуна СЧ18-36. Каждая заготовка разделялась на две половины, одна из которых обрабатывалась без разрыва цепи термо-ЭДС, на другой – по схеме с разрывом. Стойкость сверла оценивалась количеством просверленных ими отверстий до затупления.
Сверла диаметром 8 мм испытывались при скорости резания 13,3 м/мин по всем четырем схемам. Отверстия сверлились на глубину 25 мм с подачей S=0,25 мм/об. Основные статистические показатели распределения стойкости сверл показаны в табл. 6.2.
Таблица 6.2 Показатели распределения стойкости
| Схема обработки | Диаметр отверстия, мм | Количество отверстий | Среднеарифметическая стойкость | Дисперсия, 2 | Среднеквадратичное отклонение | Коэфф. относит. стойкости |
| 1 2 3 4 | 8 8 8 8 | 240 340 285 445 | 40 56,6 47 74 | 160 479 338 1615 | 12,6 21,8 18,3 40,3 | 0,71 1 0,63 1 |
Как видно из табл. 6.2, стойкость сверл при разрыве цепи термо-ЭДС ниже стойкости сверл с замкнутой цепью термо-ЭДС. Стойкость сверл с замкнутой цепью термо-ЭДС выше стойкости сверл с незамкнутой цепью на 30…40%.
Рис. 6.3. Схема обработки: 1 – с изоляцией инструмента и детали; 2, 3 – с замкнутой цепью термо-ЭДС
6.4 Конструкция сверл
В [11] приведена группа сверл с внутренним подводом СОЖ. Такие сверла обладают повышенной стойкостью, т. к. СОЖ, попадая непосредственно в зону резания, эффективнее охлаждает режущие кромки сверла. В [11] также приведены результаты стойкостных испытаний сверл диаметром 12 мм с каналами для подвода СОЖ, в ходе которых было установлено, что стойкость данных сверл значительно выше, чем у стандартных сверл (табл. 6.4).
Таблица 6.4 Результаты испытаний
| № опыта | Сверла с каналами для подвода СОЖ | Сверла стандартной конструкции | ||||||
| Стойкость | Количество выводов для очистки от стружки | Стойкость | Количество выводов для очистки от стружки | |||||
| Количество отверстий | Время, мин | Количество отверстий | Время, мин | |||||
| 1 2 3 4 5 | 93 156 202 66 173 | 48,5 78 101 33 86,5 | – – – – – | 14 11 9 19 17 | 7 5,5 4,5 9,5 8,5 | 3 3 3 3 3 | ||
В [12] показано сверло с канавками для дробления стружки. На режущих кромках сверла по задней поверхности заточены две несимметричные кольцевые канавки, глубины которых постепенно уменьшается от режущей кромки к канавке сверла. При сверлении материалов данными сверлами вся ширина стружки разбивается на отдельные участки, что снижает силы резания и тепловыделение. Стружка легко отводится из зоны резания и не пакетируется в канавках сверла. Это значительно повышает стойкость сверла.
На рис. 6.4 представлена конструкция сверла с центральной режущей вставкой из СТМ (а. с. №1144800, МКИ В23 В51/02). В теле 1 выполнено центральное отверстие, в котором с помощью припоя закреплена режущая пластина – вставка 2. В качестве припоя применен медно-титановый припой, содержащий 25–30 массовых частей титана и 2-3 масс. ч. олова. Пайку проводят в вакууме без предварительной металлизации. Материал вставки выбирают в зависимости от марки обрабатываемого материала (для конструкционных сталей – из поликристаллического нитрида бора). Режущая вставка повышает стойкость сверла в 6…8 раз.
Выводы по разделу.
Следует применить сверло с внутренним подводом СОЖ, вставкой из СТМ, с разделительной канавкой по задней поверхности, с ХТО канавок сверла, с замыканием цепи термо-ЭДС, с алмазной доводкой рабочих поверхностей, гарантирующих повышение суммарной стойкости в 8…12 раз.
Рис. 6.3. Схема сверла с режущей вставкой из СТМ
7. Патентные исследования
Задача раздела – исследовать достигнутый уровень развития техники по отношению к выбранному прогрессивному техническому решению и провести экспертизу на патентную чистоту стран проверки Великобритания, Япония, Россия.
7.1 Введение. Обоснование необходимости проведения патентных исследований
Использовать усовершенствованное сверло на территории России можно только в том случае, если оно обладает патентной чистотой в отношении РФ, т.е. если ни одно из входящих в него технических решений (ТР) не подпадает под действие патента, выданного в РФ. Выяснить это можно в результате проверки усовершенствованного сверла на патентную чистоту в отношении РФ, а также Японии и Великобритании.
7.2 Описание объекта
Спиральное сверло, рис. 7.1 из быстрорежущей стали Р6М5 состоит из рабочей части 1, хвостовика 2 и шейки 3. На рабочей части сверла образованы две спиральные канавки 4. Рабочая часть включает режущую 5 и цилиндрическую 6 части с двумя ленточками 7. Режущая часть содержит две режущие кромки, образованные пересечением передней 9 и задней 10 поверхностей, а также перемычку 11. Хвостовик с лапкой 12 служит для закрепления сверла.
Сверло работает следующим образом.
Сверлу 1 сообщается вращение со скоростью v и продольная подача S, в результате чего происходит обработка отверстия.
Рис. 7.1. Эскиз объекта
Недостаток данного сверла – затрудненный отвод стружки, подвод СОЖ и низкая стойкость инструмента.
7.3 Первая стадия исследования
Формирование программы исследования
Цель – формирование программы исследования достигнутого уровня развития вида техники "Сверло спиральное", патентной чистоты, обеспечить достаточную полноту и достоверность исследования при минимальных затратах на его проведение.
А) Оценка исходных условий
Формулировка цели патентного исследования:
1) Усовершенствовать сверло путем устранения недостатков, отмеченных в описании объекта, п. 7.2
2) Установить возможность использования усовершенствованного сверла путем патентной чистоты.
Исследования проводятся по фондам кабинета патентоведения кафедры "Технология машиностроения".
Исследования будем вести только в отношении изобретений, т. к. только в них могут содержаться прогрессивные ТР.
Производство массовое. Стоимость сверла относительно низкая.
Б) Выбор ТР, подлежащих исследованию (ИТР)
Сверло спиральное характеризующееся конструктивными признаками – наличием элементов, их формой, материалом, размерами, взаимным расположением, взаимосвязью.
Признаки способа и вещества отсутствуют. Следовательно, как объект изобретения сверло представляет собой устройство.
Сверло спиральное содержит следующие ТР:
-
Сверло спиральное – общая компоновка;
-
Сверло спиральное – форма режущей части;
-
Материал режущей части;
-
Способ изготовления.
Для исследования уровня техники будем использовать ТР "Сверло спиральное – общая компоновка".
При экспертизе патентной чистоты оставляем в перечне для проверки все ТР, т. к. они являются важными для объекта.
"Сверло спиральное – общая компоновка" представляет интерес для исследования, т. к. различные конструкции спирального сверла постоянно патентуются в странах проверки.
Остальные ТР известны давно ("Сверло спиральное – форма режущей части", "Материал режущей части", "Способ изготовления"), поэтому проверке на патентную чистоту не подлежат.
Таким образом, для исследования выбираем ТР "Сверло спиральное – общая компоновка".
В) Выбор комплектующих изделий, подлежащих проверке на патентную чистоту.
Сверло спиральное не содержит комплектующих изделий.
Г) Определение и подбор технической документации на объект.
Документация, находящаяся в кабинете патентоведения МФ ТГУ.
Д) Составление регламента поиска.
Необходимо определить перечень классификационных индексов ИТР, минимальные ретроспективность, широту поиска, перечень источников информации, обеспечивающих достаточную полноту и достоверность исследования уровня вида техники и патентной чистоты.
По указателю МКИ для ключевого слова "сверло спиральное" уточняем рубрику МКИ:
В23 В51/02 – спиральные сверла.
Индекс УДК определяем по указателю УДК:
Объект – "Сверло спиральное – общая компоновка"
Вид исследований – 1) исследование уровня вида техники; 2) исследование патентной чистоты
Таблица 7.1 Регламент поиска
| Предмет поиска (ИТР) | Страна поиска | Индексы МКИ и УДК | Глубина поиска, лет | Источники информации |
| 1. Сверло спиральное общая компоновка | РФ (СССР), Великобритания, ФРГ, США, Франция, Япония | МКИ B23 В51/02 УДК 621.951.45 | 15 | Патентные бюллетени РФ (СССР) Реферативный сборник "Изобретения стран мира" Реферативный журнал 14А. "Станки и инструмент". Журналы: " Вестник машиностроения", "Машиностроитель", "Станки и инструмент", "Изобретатель и рационализатор". Книги и работы в области обработки резанием. Рекламные проспекты фирм. Описания к авторским свидетельствам и патентам |
| 2. Сверло спиральное общая компоновка | РФ (СССР) Великобритания ФРГ | 20 20 20 |
621.9 – обработка резанием;
621.9.02 – режущие инструменты;
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
