Технологический процесс изготовления червяка (стр. 8 из 22)

7.2.4 Описание усовершенствованного объекта

Червячная фреза предназначена для фрезерования зубьев цилиндрической вал-шестерни.

Червячная фреза, рис.7.3, изготовленная из быстрорежущей стали Р6М5, содержит режущие зубья 1, образованные впадинами 2 производящего червяка и стружечными канавками 3. Зубья 1 червячной фрезы расположены таким образом, что их передние поверхности 4 повернуты вокруг касательной, проведенной к боковой левой режущей кромке 5 или правой режущей кромке 6, в точке, принадлежащей делительному цилиндру производящего червяка.

Червячная фреза производит нарезание зубьев методом обката, при этом ось червячной фрезы наклоняется под углом так, чтобы в зоне обработки касательная к витку ее резьбы была параллельна зубу обрабатываемой заготовки. Резание осуществляется поочередно левой и правой режущими кромками.

Эскиз усовершенствованной фрезы

Рис. 7.3

Преимуществом фрезы является расположение зубьев фрезы таким образом, что их передние поверхности повернуты вокруг касательной, проведенной к боковой режущей кромке зуба фрезы в точке, принадлежащей делительному цилиндру производящего червяка, благодаря чему повышается качество обрабатываемой поверхности.

7.3. Исследование патентной чистоты усовершенствованного объекта

Целью экспертизы патентной чистоты объекта является установление его использования.

7.3.1 Составление регламента поиска №2

Из выявленных при составлении регламента поиска №1 ТР выбираем ИТР:

а) в зависимости от объема выпуска объекта, его стоимости и значимости ТР для объекта в целом.

Учитывая, что червячная фреза является объектом серийного производства, поэтому для экспертизы на патентную частоту оставляем все ТР п.7.2.1.

б) в зависимости от сроков известности ТР.

Предварительное знакомство с патентной документацией показало, что в ведущих странах регулярно патентуются конструкции червячных фрез. Поэтому это ТР оставляем в перечне для исследования.

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.

Данные заносим в табл.7.1.

7.3.2 Патентный поиск

Просматриваем источники информации в соответствии с регламентом №2, табл. 7.1. Сведения о ТР, имеющих отношение к ИТР, дополнительно заносим в табл. 7.2.

Отбираем аналоги ИТР и включаем их в перечень для детального анализа. Запись об этом делаем в графе 6 табл.7.2.

7.3.3 Анализ результатов поиска

Выявляем существенные признаки усовершенствованного объекта и группируем их.

Заносим признаки группы а) элементы, б) форма элементов, в) взаимное расположение элементов в табл.7.4.

Таблица 7.4

Существенные признаки ИТР «Фреза»

Номер ТР	Признаки ТР	ИТР	Аналоги
Номер ТР	Признаки ТР	ИТР	США пат № 1140376	Россия (СССР) пат № 1337209	Россия (СССР) пат № 1366329	Россия (СССР) пат № 1168362	Россия (СССР) пат № 2070847
1	2	3	4	5	6	7	8
а) Элементы
1	Режущие зубья	+	+	+	+	+	+
2	Стружечные канавки	+	+	+	+	+	+
3	Впадины образующего червяка	+	+	+	+	+	+
4	Заходная часть фрезы	-	-	+	-	-	-
6	Профилирующая часть фрезы	+	+	+	+	+	+
7	Стружкоразделительные фаски	-	-	-	-	-	+
б) Форма элементов
1	Смещение исходного контура	-	-	+	-	-	-
1	2	3	4	5	6	7	8
2	Наклон стружечных канавок	+	+	+	+	+	+
3	Расположение фасок зубьев	-	-	+	-	-	-
в) Взаимное расположение элементов
1	Положение передней поверхности зубьев	+	+	-	-	+	-

Проверяем наличие каждого из признаков ИТР в каждом аналоге. Наличие признака отмечаем знаком «+», отсутствие – «–». Дополнительные признаки аналогов также заносим в таблицу, а отсутствие их у ИТР отмечаем знаком «–».

Сопоставляем совокупности признаков группы а) «элементы» ТР, защищенных действующими патентами, и ИТР (табл.7.4). Видим, что здесь ни один патент исключать из дальнейшего рассмотрения нельзя.

Аналогичным образом анализируем признаки группы б) «форма элементов» и в) «взаимное расположение». Видим, что в ИТР не использованы совокупности признаков на патенты России пат № 1337209, пат №1366329, пат № 2070847, но имеются в патенте №1168362.

Усовершенствованная червячная фреза не обладает патентной чистотой по России, т.к. является запатентованной с 1987 г. Следовательно, чтобы выпускать и эксплуатировать червячную фрезу в России надо приобрести лицензию на производство у авторов патента, либо запустить производство годом позже, когда закончится срок действия патента.

Активное внедрение технологий прогрессивных технологий в значительной мере связано с современным ростом производительности механической обработки. Шлифование является финишной операцией большинства технологических процессов и применяется для повышения точности размеров и формы поверхностей. Поэтому повышение эффективности процесса абразивной обработки путем управления структурными параметрами абразивного инструмента следует считать актуальным.

При производстве абразивного инструмента в настоящее время применяют технологию, которая, однако, имеет ряд недостатков:

- с увеличением номера структуры абразивного инструмента его твердость значительно снижается и уменьшается равномерность распределения зерен и пор по объему черепка инструмента;

- с ростом неравномерности распределения зерен значительно увеличивается дисбаланс абразивных кругов, что делает невозможным их эксплуатацию на высоких скоростях и снижает качество обрабатываемой поверхности.

Эти недостатки являются следствием неравномерности распределения абразивного зерна в черепке инструмента.

Примеры дефектных структур абразивного инструмента

На практике возможны ситуации, когда в процессе прессования зерна собираются в конгломераты (рис.8.1.а), характеризующиеся высокой твердостью и минимальным объемом порового пространства внутри конгломерата.

С другой стороны, появление конгломератов в инструменте влечет за собой появление обратного дефекта - образование пустот (рис.8.1.б). При этом в области появления пустот будет наблюдаться значительное снижение твердости черепка.

Одним из путей устранения этих явлений является управление структурным строением материала абразивного инструмента, что достигается использованием наполнителей различных видов. На сегодняшний день известны следующие виды наполнителей: разрушающиеся при термической обработке инструмента, разрушающиеся в процессе работы инструмента и наполнители с высокой собственной пористостью (полые частицы). Однако технологии изготовления инструмента с использованием указанных наполнителей не лишены недостатков, одни из них чрезвычайно дороги, другие низкотехнологичны.

В качестве наполнителя наиболее целесообразно применение абразивного зерна того же материала, что и зерна основной фракции, но меньшего размера. Идея применения такого наполнителя заключается в том, что зерна более мелкой фракции, находясь внутри черепка инструмента, будут выполнять роль упорядочивающих и армирующих частиц, а при выходе их на поверхность абразивного инструмента — выкрашиваться с образованием поверхностной поры.

Размер частиц наполнителя выбирали с условием, что они должны размещаться в межзерновом пространстве, образуемом зернами основной фракции. Для расчета размера зерен наполнителя в системе МаthCAD разработана физическая пространственная модель, описывающая межзерновое пространство.