V_ф = 3,14·2,5·2000/1000 = 15,7 м/мин.

переход 3 (зенкерование отверстия 35):

1) глубина резания: t = 0,75 мм.

2) подача на оборот:

Подачу на оборот рассчитываем по формуле (6.7): .

S_От - табличная подача на оборот, S_ОT= 1,5 мм/об;

К_Sd - коэффициент, учитывающий тип отверстия, по табл. 65 [бар] принимаем К_Sd = 0.5;

К_Sм - коэффициент, учитывающий группу обрабатываемого материала и группу подач, по табл. 65 [бар] принимаем К_Sм = 0,40;

S_о= 1,50,50,40= 0,3 мм/об.

Скорость резания определяем по формуле (6.9):

V_т - табличное значение скорости резания, по табл. 66 [бар] принимаем в зависимости от диаметра сверла и подачи: V_т = 22 м/мин,

K_V - общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания, определяем по формуле (6.10):

К_Vм - коэффициент обрабатываемости материала, по табл. 67 [бар] принимаем К_Vм = 0,67;

К_Vи- коэффициент, учитывающий стойкость инструмента, по табл. 67 [бар] принимаем К_Vи = 0,91;

K_Vm- коэффициент, учитывающий фактическую стойкость инструмента, по табл. 73 [бар] принимаем К_Vm = 1,0;

K_Vd- коэффициент, учитывающий диаметр обрабатываемого отверстия, по табл. 73 [бар] принимаем K_Vd = 0,9;

K_Vп- коэффициент, учитывающий состояние поверхности отверстия, по табл. 75 [бар] принимаем К_Vl = 1.0;

K_Vо- коэффициент, учитывающий влияние СОЖ, К_Vо = 1,0.

V = 22 0,670,911,0 0,91,01,0= 12,07 м/мин;

Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (6.2):

n₁ = 100012,07/3,144= 961 об/мин;

Окончательно принимаем частоту вращения шпинделя для обработки всех поверхностей по паспортным данным, такой частотой вращения является: n_ф = 1000 об/мин.

Определим фактическую скорость резания согласно принятой частоте вращения шпинделя по формуле (6.3.):

V_ф = 3,14·4·1000/1000 = 12,56 м/мин.

Операция 35 Плоскошлифовальная

Переход 1 (плоское шлифование):

а) глубина резания: t = 0,001 мм;

б) поперечная подача:

S_В=S_ВтК_SВ, (6.14)

вертикальная подача:

S_t=S_tтК_St, (6.15)

K_SB (K_St) = K_MK_НK_ВK_DK_TK_lT K_l, (6.16)

где S_Вт - табличное значение вертикальной подачи;

S_tт - табличное значение поперечной подачи;

K_м- коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой детали;

К_м = 1,0;

К_Н - коэффициент, учитывающий ширину детали, К_Н =0,63;

К_В- коэффициент, учитывающий диаметр шлифовального круга, К_В = 0,5;

К_D- коэффициент, учитывающий диаметр шлифовального круга, К_D = 0,5;

K_T - коэффициент, учитывающий стойкость круга K_T = 0,74;

K_lT - коэффициент, учитывающий точность обработки, K_lT = 0,75;

K_l - коэффициент, учитывающий длину обрабатываемой поверхности, K_l =0,85;

K_SB = 1,01,00,630,50,740,75 0,85=0,15

S_В=0,0040,15=0,001мм.

S_t=0,0130,15=0,002 мм.

в) скорость резания:

V= 30 м/с.

Операция 055 Круглошлифовальная.

Установ А и Б (круглое наружное шлифование):

а) глубина резания: t = 0,001 мм;

б) радиальная подача:

S_t=S_tТК_St, (6.17)

K_St = K_MK_RK_D K_Vк K_TK_lT K_h, (6.18)

где K_м- коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой детали;

К_м = 1,0;

К_R - коэффициент, учитывающий ширину детали, К_Н =0,85;

К_D- коэффициент, учитывающий диаметр шлифовального круга, К_D = 0,42;

K_Vк - коэффициент, учитывающий скорость круга, K_Vк = 1,0;

K_T - коэффициент, учитывающий стойкость круга, K_T = 0,74;

K_lT - коэффициент, учитывающий точность обработки, K_lT = 0,75;

K_h - коэффициент, учитывающий припуск на обработку, K_h =1,16;

K_St = 1,00,850,420,740,71,16 =0,21.

S_t=0,0030,21=0,001 мм.

в) скорость резания:

V= 30 м/с.

г) частота вращения шпинделя:

n = 1000 об/мин.

Операция 055 Круглошлифовальная.

Установ А и Б (круглое наружное шлифование):

а) глубина резания: t = 0,001 мм;

б) радиальная подача:

K_м- коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой детали;

К_м = 1,0;

К_R - коэффициент, учитывающий ширину детали, К_Н =0,85;

К_D- коэффициент, учитывающий диаметр шлифовального круга, К_D = 0,42;

K_Vк - коэффициент, учитывающий скорость круга, K_Vк = 1,0;

K_T - коэффициент, учитывающий стойкость круга, K_T = 0,74;

K_lT - коэффициент, учитывающий точность обработки, K_lT = 0,75;

K_h - коэффициент, учитывающий припуск на обработку, K_h =1,16;

K_St = 1,00,850,420,740,71,16 =0,21.

S_t=0,0030,21=0,001 мм.

в) скорость резания:

V= 30 м/с.

г) частота вращения шпинделя:

n = 1000 об/мин.

Расчет режимов резания на 025 и 030 операцию ведем по [Косилова 2].

Операция 025 Токарная

Установ А: переход 1 (сверление отв.), переход 2 (зенкерование), переход 3 (нарезание резьбы метчиком); установ Б: переход 1 (сверление):

1) глубина резания:

для установа А: t₁ = 6 мм; t₂ = 1 мм;

для установа Б: t = 3 мм;

2) подача на оборот:

для установа А: S₁=0,17 мм/об; S₂=0,5 мм/об; S₃=0.9 мм/об;

для установа Б: S₁=0,11 мм/об

Скорость резания по формуле при сверлении V, м/мин:

, (6.19)

Скорость резания по формуле при зенкеровании V, м/мин:

, (6.20)

Скорость резания по формуле при нарезании резьбы метчиком V, м/мин:

, (6.21)

где С_V, m, x,y - коэффициент и показатели степени при обработке сверлами, зенкерами, нарезании резьбы метчиком, принимаем по табл. 49,29 [т.2ко];

T - стойкость инструмента, мин принимаем: для установа А: T₁=45 мин, , T₂=30 мин, T₃=90 мин; для установа Б: T₁=45 мин.

, (6.22)

где K_MV -коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки, табл.1;

K_иV -коэффициент, учитывающий материал инструмента, табл.6[кос];

K_lV -коэффициент, учитывающий глубину сверления, по табл. 31[кос];

Для установа А: переход 1- СV=7,0;q=0.40; y=0.70; m=0.20, KV=1,0

переход 2- СV=16,3; x=0,2; y=0.5; m=0.3, q=0,3;KV=0,705;

переход 3- С_V=64,8; q=1,2,y=0,5; m=0,90, K_V=1,0.

Для установа Б: СV=7,0;q=0.40; y=0.70; m=0.20, KV=1,0

Для установа А: переход 1-

переход 2-;

переход 3-

Для установа Б:

Частота вращения шпинделя:

Для установа А: переход 1- n₁ = 100030,12/3,1411,6= 826,9 об/мин;;

переход 2- n₂ = 100026,15/3,1418=462,67 об/мин;;

переход 3- n₃ = 100023,48/3,1412= 623,14 об/мин;

для установа Б: n₁ = 100023,18/3,146= 1230 об/мин.

Окончательно принимаем частоту вращения шпинделя для обработки всех поверхностей на установе А: по паспортным данным, такой частотой вращения является: n_ф = 800 об/мин, на установе Б n_ф = 1200 об/мин

Определим фактическую скорость резания согласно принятой частоты вращения шпинделя по формуле(6.7.):

Для установа А: переход 1- V_ф = 3,14·11,6·800/1000 = 29,14 м/мин;

переход 2- V_ф = 3,14·18·800/1000 = 45,22 м/мин;

переход 3- V_ф = 3,14·12·800/1000 = 30,14 м/мин;

Для установа Б: V_ф = 3,14·6·1230/1000 = 23,17 м/мин

Операция 030 Сверлильно-фрезерно-расточная:

переход 1 (сверление), переход 2 (зенкерование), переход 3 (нарезание резьбы метчиком), переход 4 (сверление):

1) глубина резания:

t₁ = 1,75 мм; t₂ = 2.25 мм; t₄ = 4 мм.

2) подача на оборот:

S₁=0,07 мм/об; S₂=0,5 мм/об; S₃=0,9 мм/об; S₃=0,14 мм/об;

Скорости резания рассчитываем по формуле (6.19) при сверлении, (6.20) при зенкеровании и (6.21) при нарезании резьбы.

T -принимаем: для T₁=45 мин, T₂=30 мин, T₃=90 мин, T₄=45 мин.

переход 1- СV=7,0;q=0.40; y=0.70; m=0.20, KV=1,0

переход 2- СV=16,3; x=0,2; y=0.5; m=0.3, q=0,3;KV=0,705;

переход 3- СV=64,8; q=1,2,y=0,5; m=0,90, KV=1,0.

переход 4 - СV=7,0;q=0.40; y=0.70; m=0.20, KV=1,0

переход 1-

переход 2-

переход 3-

переход 4 -

Частота вращения шпинделя:

Для установа А: переход 1- n₁ = 10004,96/3,143,5= 451,3 об/мин;;

переход 2- n₂ = 100012,77/3,144,5=903,75 об/мин;;

переход 3- n₃ = 10006,28/3,144= 500 об/мин;

переход 4- n₄ = 100029,74/3,148= 1183,9 об/мин;

Окончательно принимаем частоту вращения шпинделя для обработки поверхностей по паспортным данным, такими частотами вращения являются: n_ф1 = 500 об/мин; n_ф2 = 900 об/мин; n_ф3 = 500 об/мин; n_ф4 = 1200 об/мин.

Определим фактическую скорость резания согласно принятой частоты вращения шпинделя по формуле(6.):

Для установа А: переход 1- V_ф = 3,14·3,5·500/1000 = 5,49 м/мин;

переход 2- V_ф = 3,14·4,5·900/1000 = 12,7 м/мин;

переход 3- V_ф = 3,14·4·500/1000 = 6,28 м/мин;

переход 4 - V_ф = 3,14·8·1200/1000 = 30,14 м/мин.

переход 5, 6 (фрезерование):

1) глубина резания:

t = 11;

2) подача на зуб:

Sz = 0.04 мм/зуб;

2) скорость резания:

(6.24)

где С_V, m, x,y - коэффициент и показатели степени при обработке фрезами, принимаем по табл. 39 [т.2ко];

B - ширина фрезерования, мм;

z - количество зубьев, шт.

, (6.25)

где K_MV -коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки, табл.1;

K_иV -коэффициент, учитывающий материал инструмента, табл.6[кос];

K_lV -коэффициент, учитывающий глубину сверления, по табл. 31[кос];

.

Стойкость фрез: Т = 80 мин.

СV=46,7;q=0,45; y=0.5; х = 0,5, m=0.33, u = 0.1, p = 0.1.

Частота вращения шпинделя:

n_5,6 = 100041,2/3,1422= 596 об/мин;;

Окончательно принимаем частоту вращения шпинделя для обработки всех поверхностей, по паспортным данным, такой частотой вращения является: n_ф = 600 об/мин

Определим фактическую скорость резания согласно принятой частоты вращения шпинделя по формуле(6.7.):

V_ф = 3,14·22·600/1000 = 41,44 м/мин.

Составим сводную таблицу по режимам резания:

Таблица 6.7. Сводная таблица по режимам резания

№	Название операции	№ переход, установа	Глубина резания t, мм	Стойкость инструмент T, мин	Подача на оборот So, мм/об	Минутная подача Sмин = Son мм/мин	Скорость резания V, м/мин	Частота вращения шпинделя n, об/мин
005	Фрезерно-центровальная	1	1	60	0,035	11.025	94,2	315
		2	2	45	0,035	70	25,12	2000
010	Токарная	А-1	3	60	0,303	60,6	57,9	200
		2	1,95	60	0,378	75,6	57,9	200
		3	3	60	0,274	54,8	57,9	200
		4	1,75	60	0,274	54,8	57,9	200
		Б-1	1,865	60	0,49	269,5	71,15	550
		2	1,88	60	0,49	269,5	71,15	550
		3	0,735	60	0,37	203,5	71,15	550
015	Токарная	А-1	0,5	60	0,378	119,07	91,19	315
		2	0,6	60	0,274	86,31	91,19	315
		Б-1	0,76	60	0,61	610	12,8,48	1000
		2	0,725	60	0,61	610	128,48	1000
		3	0,55	60	0,46	460	128,48	1000
020	Токарная с ЧПУ	А-1	0,13	60	0,274	86,31	86,05	315
		2	0,09	60	0,378	119,07	86,05	315
		3	0,05	60	0,378	119,07	86,05	315
		4	2,5	60	0,378	119,07	86,05	315
		Б	0,5	60	0,61	488	101,68	800
025	Токарная	А-1	6	45	0,17	136	29,14	800
		2	-	90	0,9	720	30,14	800
		Б	3	45	0,11	132	23,17	1200
030	Сверлильно-фрезерно-расточная	1	1,75	45	0,07	35	5,49	500
		2	2,25	30	0,5	450	12,7	900
		3	-	90	0,9	450	6,28	500
		4	4	45	0,14	168	30,14	1200
		5	11	80	0,04	24	41,4	600
		6	11	80	0,04	24	41,4	600
035	Фрезерная	1	4,1	80	0,0125	27,5	55,26	2200
		2	1,25	45	0,03	60	15,7	2000
		3	0,75	30	0,3	300	12,56	1000
050	Плоскошлифовальная	1	0,001	60	0,001 0,002	0,03	30	1000
055	Круглошлифовальная	А	0,001	60	0,001	0,03	30	1000
		Б	0,001	60	0,001	0,03	30	1000
060	Круглошлифовальная	А	0,001	60	0,001	0,03	30	1000
		Б	0,001	60	0,001	0,03	30	1000

6.2 Расчет технических норм времени

В серийном производстве, когда обработка заготовки идет периодически повторяющимися партиями, за норму времени принимают штучно-калькуляционное время:

( 6.26)

где Т_п.з. - подготовительно-заключительное время, мин;

n - объем партии запуска заготовок, n=% шт;

Т_шт - штучное время, мин.

( 6.27)

где Т_о - основное технологическое время, мин;

Т_в - вспомогательное время, мин;

Т_об - время обслуживания, мин;

Т_пер - время перерывов в работе, мин.

Основное технологическое время - время, в течение которого происходит непосредственное воздействие инструмента на заготовку и изменение ее состояния. При станочной обработке:

( 6.27)

где L_р.х. - длина рабочего хода, мм;

i - число рабочих ходов;

S_мин - минутная подача инструмента, мм/мин.

 ( 6.28)

где l - длина обрабатываемого участка, мм;

l_вр - длина участка врезаемого инструмента, мм;

l_пер - длина участка перебега инструмента, мм.

Сумма основного и вспомогательного времени составляет оперативное время:

( 6.29)

При расчете основного технологического времени воспользуемся данными таблицы 6.7, вспомогательное, время обслуживания, время перерывов, подготовительно-заключительное время назначаем по [горбац]. Штучно-калькуляционное время рассчитываем только на отдельные установы.

Операция 005 Фрезерно-центровальная

переход 1:

переход 2:

Оперативное время:

Штучно-калькуляционное время:

Операция 010 Токарная

Установ А, переход 1:

Установ А, переход 2:

Установ А, переход 3:

Установ А, переход 4:

Оперативное время на установ А:

Установ Б, переход 1:

Установ Б, переход 2:

Установ Б, переход 3:

Оперативное время на установ Б:

Штучно-калькуляционное время:

Операция 015 Токарная

Установ А, переход 1:

Установ А, переход 2:

Оперативное время на установ А:

Установ Б, переход 1:

Установ Б, переход 2:

Установ Б, переход 3:

Оперативное время на установ Б:

Штучно-калькуляционное время:

Операция 020 Токарная

Установ А, переход 1:

Установ А, переход 2:

Установ А, переход 3:

Установ А, переход 4:

Оперативное время на установ А:

Установ Б:

Оперативное время на установ Б:

Штучно-калькуляционное время:

Операция 025 Токарная

Установ А, переход 1:

Установ А, переход 2:

Установ А, переход 3:

Оперативное время на установ А:

Установ Б:

Оперативное время на установ Б:

Штучно-калькуляционное время:

Операция 030 Сверлильно-фрезерно-расточная

переход 1:

переход 2:

переход 3:

переход 4:

переход 5:

переход 6:

Оперативное время:

Штучно-калькуляционное время:

Операция 035 Фрезерная

переход 1:

переход 2:

переход 3:

Оперативное время:

Штучно-калькуляционное время:

Операция 035 Плоскошлифовальная.

( 2.4.36)

где n_2х - число двойных ходов стола в мин;

S_2х - подача на двойной ход стола, мм/дв;

К - коэффициент, учитывающий выхаживание и доводку при шлифовании К = 1,2…1,5.

Q - число одновременно обрабатываемых деталей.

.

Штучно-калькуляционное время:

Операция 040 Круглошлифовальная.

( 2.4.37)

где S_в - вертикальная подача, мм/об;

В_к - ширина шлифовального круга, мм;

n_Д - частота вращения детали, об/мин;

i - число проходов инструмента,

( 2.4.38)

где Z - припуск на сторону, мм.

Штучно-калькуляционное время:

Операция 060 Круглошлифовальная.

Штучно-калькуляционное время:

Сведем рассчитанные нормы времени в таблицу 6.8 технических норм времени:

Таблица 6.8. Технические нормы времени

Номер и наименование операции, установа	То	Тв	ТоП	Тоб	Тпер	Тшт	Тп.з.	n	Тш.К.
005 Фрезерно-центровальная	8,627	0,113	8,74	0,699	0,175	9,614	22	54	10,02
010 Токарная	9,79 0,776	1,01 1,11	10,8 1,886	0,89	0,25	13,83	8,5	54	13,98
015 Токарная	3,44 0,339	0,91 0,91	4,35 1,249	0,39	0,11	6,099	8,5	54	6,26
020 Токарная с ЧПУ	2,41 0,44	0,91 0,94	3,35 1,19	0,32	0,09	4,95	8,5	54	5,10
025 Токарная	0,8 0,93	0,85 0,99	1,65 1,92	0,25	0,07	3,89	9,5	54	9,67
030 Сверлильно-фрезерно-расточная	4,956	0,83	5,786	0,41	0,12	6,316	7,5	54	6,45
035 Фрезерная	2,78	0,73	3,51	0,25	0,07	3,83	7,5	54	3,97
050 Плоскошлифовальная	1,43	0,65	2,08	0,17	0,04	2,29	9,19	54	2,46
055 Круглошлифовальная	0,19	0,70	0,89	0,08	0,08	0,99	9,37	54	1,16
060 Круглошлифовальная	0,19	0,70	0,89	0,08	0,08	0,99	9,37	54	1,16

7. Линейная оптимизация режимов резания на токарной операции

7.1 Исходные данные

Переход чистового точения цилиндрических пов. 46,8985_-0,025 мм, 40,480_-0,025 мм, 30,352_-0,069 мм на токарно-винторезном станке с ЧПУ 16К20Ф3 Резом-вставкой для контурного точения с углом в плане 93є, ТУ-2-035-892-82, Т15К6 с углом в плане - = 93⁰.

1) обрабатываемый материал - сталь 30ХМ;

2) предел прочности материала инструмента= 690 МПа;

3) диаметр обрабатываемой поверхности - 46,8985_-0,025 мм;

4) режущий инструмент - резец-вставка (ТУ-2-035-892-82); материал режущей части - Т15К6:

5) главный угол в плане - = 93⁰;

6) глубина резания - t = 0,13 мм;

7) оборудование - токарный - винторезный станок с ЧПУ 16К20Ф3:

7.1) мощность электродвигателя = 10 кВт;

7.2) Подача минимальная продольная (минутная) = 3 мм/мин;

Подача максимальная продольная (минутная) = 1200 мм/мин;

7.3) Частота вращения минимальная = 12,5 об/мин;

Частота вращения максимальная = 2000 об/мин.

7.2 Расчет ограничений:

7.2.1 Ограничение по кинематике станка

а) Рассчитаем ограничения, устанавливающие связь между расчетной подачей и кинематическими, соответственно минимальными и максимальными, возможностями станка:

> , ^мм/_об; ; ;

, ^мм/_об; ; ;

;

;

.

б) Рассчитаем ограничения, устанавливающие связь между скоростью резания и кинематическими, соответственно минимальными и максимальными, возможностями станка:

, , ,

.

7.2.2 Ограничение по мощности привода главного движения:

(7.1)

(7.2)



7.2.3 Ограничение по температуре в зоне резания:

(7.3)

7.2.4 Ограничение по прочности инструмента:

, (7.4)

где - напряжения, возникающие в процессе обработки;

- предел прочности материала инструмента

(7.5)

7.2.5 Ограничение по стойкости инструмента:

,

где С_v=420, табл.17, стр.269[кос];

x=0.15, табл.17, стр.269[12];

y=0.2, табл.17, стр.269[12];

m=0.2, табл.17, стр.269[12];

K_V=1,3.

7.2.6 Расчет целевой функции

(7.6)

7.3 Решение графическим методом

Система ограничений:

(7.7)

На графике (см. лист графической части № 05.М15.269.69.000) построим систему ограничений и целевую функцию.

Найдем оптимальную точку, т.е. ту, в которой целевая функция Z будет максимальной. Рассмотрим точки фигуры, наиболее удаленные от начала координат - точки B и C.

Определим их координаты:

т. B:

т. С:

Найдем значение целевой функции в этих точках:

Z_Bmax т. B - оптимальная.

Рассчитаем скорость резания и подачу, используя полученные данные:

Отсюда:

8. Расчет и проектирование станочного приспособления

Произведем описание конструкции и расчет магнитной плиты с постоянными магнитами для обработки детали на плоскошлифовальной операции.

8.1 Сбор исходных данных

Вид и материал заготовки - поковка, сталь 30ХМ ГОСТ 4543-71, твердость НRС 22…29.

Материал и геометрия инструмента - Электрокорунд белый, круг шлифовальный с односторонней выточкой 250х20х50 25А 20 С1 6 К5 35м/с 1 кл А ГОСТ 2424-75 .

Режимы резания (см. п. 6): глубина t=0,001 мм, подача S= 0,001 мм/об, скорость круга V = 30 м/с.

Тип приспособления - одноместное универсальное сборочное (УСП).

Металлообрабатывающий станок - плоскошлифовальный станок 3П732 (габариты стола 1250х320).

8.2 Расчет плиты с постоянными оксидно-бариевыми магнитами

Расчет будем вести по методике изложенной в [О.Я. Константинов Магнитная технологическая оснастка Ленинград, Машиностроение, 1974, 384 с.].

8.2.1 Назначим в качестве исходных данных основные параметры плиты

- ширина магнита b_м = 19 см;

- длина магнита l_м = 2 см;

- высота магнита a_м = 5 см;

- толщина полюсников силового блока (стали) a_ст = 0,7 см;

- высота адаптерной плиты a_a = 1 см;

- ширина полюса a_п = 0,7 см;

- длина полюса b_п = b_м = 19 см;

- поперечное сечение детали в см²:

(8.1)

где h - толщина детали, см, h = 20,45 см;

- рабочий зазор _р = 0,02 мм = 0,002 см;

- площадь поперечного сечения рабочего зазора:

(8.2)

- магнитная индукция в нейтральном сечении магнита:

B_мi = 3000 Гс;

- площадь поперечного сечения магнита S_м, проходящего через lм/2:

(8.3)

- полный магнитный поток:

(8.4)

8.2.2 Расчет проводимости утечки системы

Суммарная проводимость путей потока утечки, не попадающего в сталь:

, (8.5)

где

Суммарная проводимость путей потока утечки на участке адаптерной плиты:

, (8.6)

где

8.2.3 Расчет абсцисс кривой намагниченной системы

Поток утечки, не попадающей в сталь полюсников Ф_у2, в Мкс:

Ф_у2 0,1Ф_мi (8.7)

Ф_у2 0,13000 = 300 Гс;

- магнитный поток, проходящий по стали полюсников на участке a_м:

Ф_ст1 = Ф_мi - Ф_у2 (8.8)

Ф _ст13000-300 = 2700 Гс;

- сопротивление стали полюсников на участке a_м в 1/см:

(8.9)

- поток утечки на участке адаптерной плиты Ф_у1, в Мкс:

Ф_у1 0,1Ф_ст (8.10)

Ф_у1 0,12700 = 270 Гс;

- магнитный поток, проходящий по стали полюсников адаптерной плиты, Ф_ст2, в Мкс:

Ф_ст2 0,9Ф_ст1 (8.11)

Ф_ст2 0,92700 = 2430 Гс;

- магнитное сопротивление Ry1 пути потока утечки Ф_у1 в 1/см:

(8.12)

- магнитное сопротивление стали полюсников адаптерной плиты Ra в 1/см:

 (8.13)

где _ст - магнитная проницаемость стали полюсников адаптерной плиты, определяется по кривым намагничивания B = f(Н), при этом

_ст = 3000

- магнитное сопротивление рабочего зазора R в 1/см

(8.14)

- магнитная проницаемость стали детали _д - определяется по кривой намагничивания детали, при этом

_д = 3000

- магнитное сопротивление стали детали в 1/см:

(8.15)



- эквивалентное сопротивление разветвленного участка цепи в зоне адаптерной плиты (между точками 1-2) R_э в 1/см:

(8.16)

- эквивалентная проводимость разветвленного участка цепи в зоне адаптерной плиты (между точками 1-2):

(8.17)

- магнитное сопротивление пути прохождения потока R_эо по системе (между точками 1-2), исключая путь с G_y2, в 1/см:

(8.18)

- эквивалентная проводимость пути прохождения магнитного потока 9между точками 1-2) G_эо в см:

(8.19)



- полная проводимость магнитной системы:

(8.20)

- абсцисса рассчитываемой точки кривой намагничивания H_мi в Э:

(8.21)

Э.

8.2.4 Расчет усилия притяжения детали

Полная проводимость элементарной магнитной системы в см:

(8.22)

- эквивалентная проводимость пути прохождения магнитного потока (между точками 1-2) G_эо в см:

(8.23)

;

- магнитный поток, проходящий по стали полюсников на участке а_м в Мкс:

 (8.24)

- сопротивление стали полюсников на участке a_м в 1/см:

- эквивалентное сопротивление разветвленного участка цепи в зоне адаптерной плиты R_э в 1/см:

(8.25)

;

- эквивалентная проводимость разветвленного участка цепи в зоне адаптерной плиты Gэ в см:

(8.26)

- поток утечки в зоне адаптерной плиты Ф_у1, в Мкс:

(8.27)

- полезный магнитный поток, проходящий по стали полюсников адаптерной плиты Ф_у1, в Мкс:

 (8.28)

Мкс;

- магнитная индукция в рабочем зазоре B в Гс:

(8.29)

- удельная сила притяжения на полюсе:

(8.30)

- полная сила притяжения детали Q в кгс:

(8.31)

где

- удельная сила притяжения детали p_уд, отнесенная к площади опорной поверхности детали в кгс/см²:

(8.32)

8.3 Описание конструкции и принципа работы приспособления

Магнитная плита с продольным расположением постоянных магнитов предназначена для закрепления вала при обработке на плоскошлифовальном станке. Плита состоит из корпуса 1, в котором при помощи винта 5 перемещается магнитный блок. Корпус плиты закрыт верхней адаптерной крышкой 2. На боковой стене корпуса имеются два винта 16 для регулировки по ширине. Магнитный блок состоит из магнитов 9, магнитопроводящих пластин 8, разделенных магнитоизолирующим материалом 7 и защитной плитой 6. Адаптерная крышка состоит из вставок 3, отделенных от нее диамагнитным материалом и двух упоров 11 и 12. Магнитная плита работает следующим образом. Деталь устанавливают на поверхность адаптерной крышки и при помощи рукоятки 13, закрепленной на винте 5 включают силовые магниты. Магнитные блоки перемещаются до соединения с магнитосодержащими вставками 3 адаптерной крышки, и магнитный поток выходит во внешнее пространство, замыкаясь через деталь на внешнюю крышку.

9. Расчет и проектирование режущего инструмента

9.1 Обоснование необходимости проектирования

На операциях для обработки отверстий с цековками применяются последовательно сверло и зенковка. Недостатком такого метода является низкая производительность вследствие необходимости смены инструментов.

Поэтому, основная задача проектирования - создание конструкции комбинированного инструмента для обработки отверстия с цековкой с целью устранения указанного выше недостатка. Проектирование будем вести, руководствуясь [Фельдштейн, Алексеев].

9.2 Проектирование и расчет комбинированного сверла

В качестве объекта проектирования примем сверло для обработки отверстия, используемое при обработке отверстия заготовки вала на 025 токарной операции.

Инструментальные материалы.

Так как диаметр обрабатываемого отверстия больше 8 мм проектируемое сверло будет изготавливаться из 2 частей: рабочей и присоединительной. Соединение будет обеспечиваться сваркой. Материал рабочей части - быстрорежущая сталь Р6М5, присоединительной (хвостовика) - сталь 40Х.

2. Геометрические параметры комбинированного сверла.

1) Диаметр рабочей части сверла: так как цель проектирования - разработать инструмент, обрабатывающий сразу отверстие под резьбу М12 и цековку 12/18, рабочая часть представляет собой спиральное сверло, переходящее в зенковку. Диаметр спирального сверла: 11,2_-0,043; диаметр зенковки: 11,8_-0,043/17,8_-0,043.

2) Угол при вершине: 2 = 118, т.к. обрабатываемый материал относится к конструкционным сталям.

3) Угол наклона винтовой канавки:

, (10.1)

где _т - табличное значение угла наклона, винтовой канавки [Фельдштейн];

_т = 30;

d - диаметр сверла, мм; d = 11,2 мм.

4) Задний угол:

, (10.2)

где _т - табличное значение угла наклона, винтовой канавки [Фельдштейн];

_т = 12.

.

5) Угол наклона режущей кромки зенковки: 60.

3. Конструктивные элементы рабочей части.

1) Ленточка сверла: ширина ленточки сверла f = 0,7 мм [Алексеев].

2) Центральный угол канавки: v = 90[Фельдштейн].

3) Ширина пера:

, (10.3)



4) Толщина сердцевины сверла: k =1,8 мм [Фельдштейн].

4. Параметры присоединительной части (хвостовика).

1) Диаметр хвостовика равен диаметру конечной ступени сверла: d_хв = d_кон = 17,8 мм.

2) Допуск хвостовика равен допуску конечной ступени сверла: _dхв = _dкон = 0,043 мм.

3) Длина хвостовика:

, (10.4)

4) Конус Морзе хвостовика:

, (10.4)

где М_кр - крутящий момент, Нмм;

P_p - сила, действующая вдоль сверла, Н.

, (10.5)

где С_м - коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал [кос2]; C_м = 345;

S - подача, мм/об; S = 0,17 мм/об;

, (10.6)

где С_p - коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал [кос2]; C_p = 0,0345;

S - подача, мм/об; S = 0,17 мм/об;

.

Общая длина сверла:

, (10.6)

где L₀ - длина отверстия с учетом врезания и перебега, мм; L₀ = 38+5 = 43 мм;

(0,3…1)d - запас для выхода стружки из отверстия, мм;

L_к - длина стружечной канавки неполной глубины, мм; L_к = 0,5d = 5,6 мм;

L_ш - длина шейки, мм; L_ш = 10 мм;

L_хв - длина хвостовика, мм; L_хв = 47 мм.

Проверка сверла на прочность.

, (10.7)

где m = k/d, m = 0,15;

n = B/d, n = 9,73/11,2 = 0,87;

_к = 1650 МПа - предел прочности материала сверла на кручение;

q -диаметр спинки; q = 10 мм.

, (10.8)

где K = 0,22…0,25;

F - площадь поперечного сечения рабочей части сверла;

F = 0,314d² = 0,31411,2 = 3,52 мм²;

_т - предел текучести при сжатии материала сверла; _т = 3 ГПа;

, (10.9)

где - коэффициент, учитывающий завитость сверла; = 1,67;

E - модуль упругости материала сверла; E = 225 ГПа;

I_min - моментальный момент инерции сверла; I_min = 0,0054d⁴ = 0,005411,2 = 0,06;

l - вылет сверла из шпинделя, мм; l = L - L_хв = 114,8 - 47 = 67,8 мм.

Вывод: спроектированное сверло имеет достаточный запас прочности.

Выполняем чертеж резца с указанием всех предельных отклонений и технических требований.

10. 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.

10.1 Обоснование необходимости патентных исследований

В качестве объекта усовершенствования операций 55 и 60 круглошлифовальных 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 55 и 60 круглошлифовальных 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. 10.1

10.2 Исследование достигнутого уровня техники

Недостатком применяемого объекта является низкая стойкость круга, причинами этого могут быть:

- условия резания;

- 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 устройство.

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 10.1. Регламент поиска №1,2

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 D17 УДК 621.9 621.9.02 621.922.079	Россия (СССР) США Франция Япония Великобритания Германия	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 D17 УДК 621.9 621.9.02 621.922.079	Россия (СССР) США Франция Япония Великобритания Германия	20 17 20 17 20 20	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. 11.2.

Изучим сущность занесенных в табл. 11.2. 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. 10.2.

Таблица 10.2. Патентная документация, отобранная для анализа

Предмет поиска (ИТР)	Страна выдачи, вид и номер охранного документа, рубрика МКИ (УДК)	Автор, заявитель, страна, дата приоритета, дата публикации, название	Сущность технического решения и цель его создания	Подлежит детальному анализу при исследовании	(не подлежит)
				достигнутого уровня	патентной чистоты
1. Шлифовальный круг	РФ (СССР) а.с. № 948647 В24 D5/06// В24 D5/14	Прокофьев В.С. 16.09.80, 1986, Шлифовальный круг	Шлифовальный круг по авт. свид. № 948647, отличающийся тем, что с целью повышения стойкости жестких абразивных сегментов на эл-х участках инструмента, граничащих с жесткими абразивными сегментами выполнены переходные зоны жесткости длиной L = (0,5 - 8) B, где В - толщина.	подлежит	подлежит
2. Абразивный инструмент	РФ (СССР) а.с. № 1266724 В24 D5/00	Промышлянский Н.М., Збитнев И.М., Ерошенко С.Е. 26.06.84, 1986, Абразивный инструмент	Абразивный инструмент, выполненный в виде установленных на корпусе подпружиненных относительно него и расположенных с возможностью поворота в плоскости, проходящей через ось вращения инструмента, держателей абразивных элементов, отличающийся тем, что с целью повышения стойкости инструмента, абразивные элементы выполнены бочкообразной формы и установлены с возможностью вращения в держателях, при этом ось вращения в каждого абразивного элемента расположена между осью поворота держателя и осью вращения инструмента.	подлежит	подлежит
3. Шлифовальный круг	РФ (СССР) а.с. № 1263514 В24 D17/00// В24 D5/00// В24 D5/06	Прокофьев В.М. 15.11.82, 1986, Шлифовальный круг	Шлифовальный круг по авт. свид. № 948649, отличающийся тем, что с целью повышения стойкости круга путем обеспечения стабилизации условий резания, крайние участки абразивных сегментов очерчены кривыми радиуса r R, где R радиус сегмента на оси его симметрии	подлежит	подлежит
4. Абразивный инструмент	РФ (СССР) а.с. № 1305014 В24 D17/00	Буюкин И.М., Якимов А.В. 03.04.84, 1987, Абразивный инструмент	Абразивный инструмент, выполненный в виде планетарной головки, шпиндель которой несет расположенные по окружности и кинематически связанные с солнечным колесом оправки, с установленными на каждой из них шлифовальным кругом, а на друшом - шестерней, отличающийся тем. Что с целью повышения стойкости инструмента, инструмент дополнительно снабжен жестко установленным на шпинделе шлифовальным кругом, периферийная поверхность которого расположена на одном уровне с периферийными участками кругов, расположенными на оправках, при этом соотношение чисел зубьев солнечного колеса и шестерни оправки равно бесконечной дроби.	подлежит	подлежит
5. Абразивный инструмент	РФ (СССР) а.с. № 1440684 В24 D17/00	Белов В.И., Осипенков В.И. 04.01.87, 1989, Абразивный инструмент	Абразивный инструмент, рабочая часть которого выполнена из алмазосодержащего проката на медно-оловянистой основе, отличающийся тем, что с целью повышения стойкости инструмента на рабочей части расположен алмазно-гальванический слой, толщина которого выбрана из условия 0,15-0,8 толщины алмазосодержащего проката, а зернистость алмазного покрытия выбрана из условия 0,6-2,0 зернистости проката.	не подлежит	подлежит
6. Шлифовальный круг	РФ (СССР) а.с. № 1838085 5В24 D5/00// В24 В55/00	Юсупов Г.Х., Чучков Е.М., Осокин В.С. Альфонсо Зарубин Хорхе (ES) 30.03.90, 1993, Шлифовальный круг	Шлифовальный круг, выполненный в виде корпуса, на периферии которого установлены абразивные элементы и расположены радиальные отверстия, сообщающие полость корпуса с периферийной его поверхностью, отличающийся тем, что с целью повышения стойкости круга и качества обработанной поверхности круг снабжен расположенными в полости лопастями, каждая из котротых установлена так, что одна из ее плоскостей является продолжение стенки отверстия	подлежит	подлежит
7. Шлифовальный круг	РФ (СССР) а.с. № 1838086 5В24 D5/00	Юсупов Г.Х., Чучков Е.М., Осокин В.С. Альфонсо Зарубин Хорхе (ES) 30.03.90, 1993, Шлифовальный круг	Шлифовальный круг, на передней части корпуса которого образованы выступы, несущие алмазоносный слой, отличающийся тем, сто с целью повышения стойкости круга и качества обработки, круг снабжен установленной на его периферии гибкой лентой, при этом алмазоносный слой расположен на указанной ленте	подлежит	подлежит
8. Сборный абразивный круг	РФ (СССР) а.с. № 1493449 5В24 D5/06	Селех В.Ф., Шепелев А.А., Скрябин В.А., Петренко В.П. 26.03.87, 1989, Сборный абразивный круг	Изобретение относится к изготовлению абразивного инструмента и позволяет повысить стойкость круга путем увеличения его жесткости. В круге, выполненном в виде корпуса с расположенными в них стяжными кольцами 5, на последних в местах их сопряжения с указанными торцовыми поверхностями абразивных брусков, выполнены кольцевые пазы 7 типа «ласточкин хвост». При этом стяжные кольца 5 установлены с возможнеостью взаимодействия посредством соединительных элементов 12, выполненных из упругого материала с абразивными брусками. В абразивных брусках пазы 10 могут быть выполнены с пазами 7 стопорных колец ил в абразивных брусках могут быть выполнены отверстия, в которых установлены соединительные элементы в виде стержней, входящих своими концами в пазы стяжных колец.	подлежит	подлежит
9. Инструмент из высокоэффективного абразива	США 5В24 D5/02	Frodin James E., Pellow Scott 29.03.93, 1995, Инструмент из высокоэффективного абразива	Инструмент с режущей или шлифующей плоскостью имеет связку, в которой диспергированы абразивные зерна, состоящие из одного или нескольких компонентов из высокоэффективного абразива и нитеобразных абразивных частей из оксида алюминия с однородной ориентацией. При этом нитеобразные частицы оксида алюминия располагают главным образом вдоль 2 параллельных сторон инструмента перпендикулярно к режущей или шлифующей плоскости инструмента.	не подлежит	подлежит
10. Режущий инструмент	Япония JP7022902 5В24 D17/00	Мацуда Юсаку 25.01.88, 1995, Режущий инструмент	Режущий инструмент содержит проволочный элемент 12, например многожильная скрученная нержавеющая проволока, поверх которого по спирали намотана обмотка 14, например круглая проволока из нержавеющей стали, а в промежутках между витками обмотки 14 по спирали намотан режущий элемент 16, например полученная прессованием или волочением проволока из спеченной смеси металла и абразивных порошков. Инструмент прост в изготовлении, пригоден для непрерывного резания, отличается высокой механической прочностью и стойкостью.	не подлежит	подлежит
11. Шлифовальный круг	Япония JP7016883 5В24 D5/00	Сато Гэньити 12.12.86, 1995, Инструмент из высокоэффективного абразива	Круг 6 из абразивных зерен на связке имеет рабочий слой 8, который оформлен в виде полосы, наклоненный к оси 9 вращения круга и сохраняющий неизменную по окружности площадь контакта с обработанной поверхностью 1, при этом поверхность слоя 8 и детали 10 параллельна оси 9 вращения круга 6. благодаря перемещению зоны резания вдоль поверхности детали ограничено тепловыделение, повышена эффективность охлаждения, что позволяет повысить скорость шлифования при повышенной стойкости круга.	подлежит	подлежит

Эскизы аналогов объекта

Рис. 10.2

Анализ результатов поиска

Устанавливаем, какие показатели положительного эффекта желательно получить в идеальном усовершенствованном объекте. К таким показателям будем относить:

а) показатели, обеспечивающие достижения цели усовершенствованного объекта;

б) показатели, улучшающие полезные свойства объекта;

в) показатели, ослабляющие вредные свойства объекта.

Показатели положительного эффекта заносим в табл. 11.3.

Оцениваем обеспечение каждого показателя положительного эффекта каждым аналогом в баллах по группе а) - от 0 до 10 баллов, по группам б) и в) - от -2 до 2 баллов. ИТР по каждому показателю выставляем оценку 0 оценки заносим в табл. 10.3. Суммируем оценки по каждому аналогу.

Таблица 10.3. Оценка преимуществ и недостатков и его аналогов

Показатели положительного эффекта	ИТР	Аналоги
		а.с. № 948647	а.с. № 1266724	а.с. № 1263514	а.с. № 1305014	а.с. № 1838085	а.с. № 1838086	а.с. № 1493449	Япония JP7016883
а) повышение стойкости шлифовального круга	0	7	8	8	9	8	8	10	8
б)повышение удобства обслуживания	0	0	-2	0	-1	0	0	0	0
в)уменьшение трудоемкости изготовления	0	-1	-2	-1	-2	-2	-2	-2	-1
уменьшение сложности конструкции	0	0	-2	-1	-2	0	-2	-1	-1
Суммарный положительный эффект		6	2	6	4	6	4	7	6

10.3 Описание усовершенствованного объекта

Изобретение относится к изготовлению абразивного инструмента и позволяет повысить стойкость круга путем увеличения его жесткости. В круге, выполненном в виде корпуса с расположенными в них стяжными кольцами 5, на последних в местах их сопряжения с указанными торцовыми поверхностями абразивных брусков, выполнены кольцевые пазы 7 типа «ласточкин хвост». При этом стяжные кольца 5 установлены с возможностью взаимодействия посредством соединительных элементов 12, выполненных из упругого материала с абразивными брусками. В абразивных брусках пазы 10 могут быть выполнены с пазами 7 стопорных колец или в абразивных брусках могут быть выполнены отверстия, в которых установлены соединительные элементы в виде стержней, входящих своими концами в пазы стяжных колец.

Усовершенствованный объект



Рис. 10.3

10.4 Исследование патентной чистоты усовершенствованного объекта

Целью экспертизы патентной чистоты объекта является установление возможности его использования.

Составление регламента поиска №2

Из выявленных при составлении регламента поиска №1 ТР выбираем ИТР в зависимости от объема выпуска объекта, его стоимости и значимости ТР для объекта в целом, сроков известности ТР.

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.

В качестве страны поиска принимаем Россию (СССР), где будет изготовляться, и использоваться объект.

Ретроспективность (глубину) поиска устанавливаем в 20 лет - срок действия патентов в РФ.

Рубрики МКИ и УДК, перечень источников информации остаются теми же, что и в регламенте №1.

Патентный поиск

Просматриваем источники информации в соответствии о регламенте №2, табл. 11.1. Сведения о ТР, имеющих отношеня к ИТР, дополнительно заносим в табл. 11.2.

Отбираем аналоги ИТР для детального анализа. Запись об этом делаем в графе 6 табл. 11.2.

Анализ результатов поиска

Выявляем существенные признаки усовершенствованного объекта и группируем их.

Заносим признаки группы а) Элементы в табл. 10.4.

Проверяем наличия каждого из признаков ИТР в каждом налоге. Наличие признака отмечаем знаком «+», отсутствие «-». Дополнительные признаки аналогов также заносим в таблицу, отсутствие их у ИТР отметим знаком «-».

Выявляем аналоги, которые содержат признаки, не использованные в ИТР.

Таблица 10.4. Существенные признаки ИТР "Шлифовальный круг" и его аналогов

Признаки технического решения	ИТР	Аналоги
		а.с. № 948647	а.с. № 1266724	а.с. № 1263514	а.с. № 1305014	а.с. № 1838085	а.с. № 1838086	а.с. № 1493449	Япония JP7016883
а) Элементы: 1.Режущая часть 2. Полоса или лента 3.Сегменты 4.Другие элементы	+ - - -	+ - + -	+ - - -	+ - + -	+ - - +	+ - - -	+ + - -	+ - + +	+ + - -
б)Форма элементов: 1. Элементы бочкообразной формы 2. Пазы типа «ласточкин хвост"	- -	- -	+ -	- -	- -	- -	- -	- +	- -
в) Материалы: 1.Алмаз 2.Другие	+ -	+ -	+ -	+ -	+ -	+ -	+ -	+ -	+ -

При исследовании патентной чистоты сопоставим совокупности признаков группы а) «элементы ТР», защищенных действующими патентами и ПТР. Видим, что а.с. № 1493449 содержит признаки, не использованные в ПТР. Следовательно ПТР не попадает под действие этого свидетельства.

Аналогичным образом анализируем признаки группы б) «Форма элементов». Видим, что а.с. № 1266724 и а.с. № 1493449 содержат признаки, не использованные в ПТР. Следовательно ПТР не подпадает под действие этих документов.

Таким образом, ПТР не подпадает ни под один из применяемых охранных документов России. Следовательно, объект «Шлифовальный круг» обладает патентной чистотой в отношении России.

По результатам экспертизы патентной чистоты составляем патентный формуляр на объект.

11. Научные исследования по обеспечению требуемой шероховатости боковых поверхностей шпоночного паза

11.1 Описание ситуации

Обработка шпоночного паза вала осуществляется на фрезерном станке шпоночной фрезой из быстрорежущей стали Р6М5.

Обрабатываемый материал - Сталь 30ХМ ГОСТ 4543-75, твердость 197-232 НВ.

Фрезерование - метод, при котором получается сравнительно высокая шероховатость поверхности. Трудность получения требуемой шероховатости и точности паза заставляет применять технологические приемы, к которым следует отнести фрезерование с маятниковой подачей по глубине и многопроходную обработку по ширине паза. При маятниковом фрезеровании достигается требуемая шероховатость боковых сторон шпоночного паза, однако получение требуемой точности при этом весьма затруднительно. При многопроходном фрезеровании по ширине паза может быть достигнута требуемая шероховатость и точность шпоночных пазов, однако этот метод, так же как и маятниковое фрезерование, малопроизводителен.

11.2 Анализ описанной ситуации

Установлено, что для повышения производительности и получения точности шпоночного паза необходимо применить метод фрезерования, позволяющий получить шпоночный паз сразу на полную глубину за один проход.

11.3 Разработка обобщенного технического решения (ТР)

Возникает следующая идея применить для получения шпоночного паза метод, позволяющий обработать паз сразу на полную глубину за один проход с требуемой точностью и шероховатостью.

11.4 Поиск информации

Задачей данного этапа является обеспечение достаточной полноты и достоверности исследования путем тщательного отбора и анализа патентно-технической информации.

В качестве источника информации принимаем следующую патентную документацию:

описание изобретений к авторским свидетельствам и патентам,

бюллетень изобретений РФ,

реферативный сборник ВНИИПИ,

изобретения стран мира, а также следующую техническую литературу:

реферативный журнал ВИНИТИ (14А)

журналы ''Вестник машиностроения'', ''Машиностроитель'', ''Станки и инструменты'', ''Изобретатель и рационализатор'' а также книги и работы в области обработки металлов резанием, режущего инструмента, токарной обработки.

Просматривая источники информации, отбираем такие документы, по названиям которых можно предположить, что они имеют отношение к исследуемому техническому решению (ИТР) - повышению стойкости твердосплавных пластин.