Патентные исследования

5. Патентные исследования

5.1 Обоснование необходимости проведения патентного исследования

В машиностроении сквозные и глухие отверстия цилиндрической формы наиболее часто выполняют методом сверления, и это в равной степени относится к единичному, серийному и массовому производству деталей, изготавливаемых из разнообразных конструкционных материалов.

Процесс сверления отверстий имеет ряд недостатков: относительная низкая стойкость инструмента вследствие быстрого износа материала режущей части (быстрорежущая сталь); высокие температуры резания вследствие скапливания в каналах сверла стружки, препятствующей доступу СОЖ в зону обработки; высокая стоимость сверла, так как она целиком изготавливается из дорогого быстрорежущего материала; потеря точности и качества поверхности вследствие возникающих при резании вибраций и др.

С целью устранения приведенных недостатков необходимо провести патентные исследования достигнутого уровня развития вида техники, что позволит выявить прогрессивное техническое решение (ТР).

Использовать усовершенствованное сверло на территории России можно только в том случае, если оно обладает патентной чистотой в отношении России. Установить, обладает ли усовершенствованное сверло патентной чистотой в отношении России можно в результате экспертизы сверла на патентную чистоту.

Поскольку предполагается (в учебных целях) экспорт усовершенствованных лицензий на их производство в Германию и Японию, то необходимо также провести экспертизу на патентную чистоту в отношении Германии и Японии.

5.2 Описание объекта

Сверло спиральное предназначено для выполнения цилиндрических отверстий в деталях из различных материалов. Сверло может быть использовано для обработки сквозных и глухих отверстий.

Сверло (рис. 5.1) содержит рабочую и хвостовую части, разделенных шейкой, изготавливаемые из быстрорежущей стали. Рабочая часть, состоящая из режущей и калибрующей частей осуществляет образование, отделение и транспортировку стружки. Рабочая часть содержит две винтовые канавки, расположенные вдоль оси сверла и образующие переднюю поверхность у режущей части. Режущая часть содержит заднюю поверхность, имеющую форму конуса. Передняя и задняя поверхности образуют кромку. Калибрующая часть содержит ленточку шириной 0,2…2 мм, которая снижает силы трения спинки сверла об обработанную поверхность и направляет сверло вдоль осевого перемещения. У самой вершины сверла в рабочей его части ленточки работают как вспомогательные режущие кромки. По направлению к хвостовику режущая часть сверла имеет обратную конусность 0,03…2 мм на 100 мм длины сверла, позволяющую снизить трение сверла о поверхность отверстия.

Сверло работает следующим образом. Сверлу сообщают прямолинейное движение подачи в осевом направлении и вращательное движение резания вокруг оси, а заготовку неподвижно закрепляют. Главные режущие кромки снимают слой материала в осевом направлении, а вспомогательные режущие снимают слой материала со стенок отверстия. Стружка отводится по винтовым канавкам, расположенным вдоль оси сверла.

Недостатками сверла являются: относительная низкая стойкость вследствие быстрого износа материала режущей части (быстрорежущая сталь); высокие температуры резания вследствие скапливания в каналах сверла стружки, препятствующей доступу СОЖ в зону обработки; высокая стоимость сверла, так как она целиком изготавливается из дорогого быстрорежущего материала; потеря точности и качества поверхности вследствие возникающих при резании вибраций.

Рис. 5.1. Сверло спиральное

5.3 Цель патентного исследования

Целью исследования достигнутого уровня развития вида техники «Сверло спиральное» является усовершенствование исследуемого сверла за счет устранения недостатков, указанных в описании объекта, а именно: увеличение стойкости сверла за счет повышения износостойкости режущего материала; удешевление сверла за счет уменьшения доли дорогостоящего режущего материала.

5.4 Выбор стран проверки, обоснование выбора

Исследуемое сверло относится к области механической обработки. Исследования проводим в отношении ведущих стран: РФ (СССР), ФРГ, Япония. Эти страны выбираем в качестве стран проверки.

5.5 Изучение особенностей патентного законодательства стран проверки

Необходимые положения патентного законодательства стран проверки заносим в табл. 5.1.

5.6 Выбор технических решений, подлежащих исследованию (ИТР)

Сверло спиральное характеризуется конструктивными признаками – формой элементов, их взаимным расположением, соотношением размеров. Это признаки устройства. Признаки способа и вещества отсутствуют. Следовательно, как объект изобретения сверло представляет собой устройство.

Исследуемый объект «сверло спиральное» содержит следующие технические решения:

а) общая компоновка;

б) рабочая часть, ее форма;

в) материал рабочей части;

г) техпроцесс, определяющий работу сверла;

д) способ изготовления сверла.

Таблица 5.1. Особенности патентного законодательства стран проверки

Сверло спиральное является объектом серийного производства. Сложность сверла относительно невысокая, поэтому для экспертизы на патентную чистоту оставляем все технические решения из п. 5.5.2.

а) Общая компоновка известна давно (см. например: Родин П.Р. «Металлорежущие инструменты» – издательское объединение «Высшая школа», 1974 г.) – не подлежит исследованию.

б) Рабочая часть, ее форма, как показывает предварительный обзор патентной документации, регулярно патентуется в ведущих в этой области странах. Оставляем данное ТР в перечне исследований.

в) Материла режущей части известен давно (см. например, Космачев И.Г. «Справочник технолога – инструментальщика» – Л.: Машиностроение, 1969 г.) – исследуем на возможность замены более дешевым или стойким.

г) Техпроцесс, определяющий работу сверла известен давно (см. например Филоненко С.Н. «Резание металлов» – Техника, 1975 г.) – не исследуем.

д) Способ изготовления сверла известен давно – исследуем на возможность изготовления конструкции.

Таким образом, для исследования выбираем технические решения:

а) рабочая часть, ее форма;

б) материал рабочей части;

в) способ изготовления.

Исследование будем проводить по следующей технической документации:

– официальный бюллетень «Открытия, изобретения»;

– реферативный сборник ВНИИПИ «Изобретения стран мира» РЖ ВИНИТИ раздел А14;

– экспресс-информация ВИНИТИ «Режущие инструменты»;

– журналы: «СТИН», «Вестник машиностроения», «Машиностроитель», «Изобретатель и рационализатор».

Задача данного этапа – определить перечень классификационных индексов ИТР, минимальные ретроспективность и широту поиска, а также перечень источников информации, обеспечивающие достаточную полноту и достоверность исследования объекта техники «сверло спиральное».

Классификация изобретений, действующая в России – Международная классификация изобретений (МКИ), национальная классификация изобретений (НКИ); Германии – МКИ, НКИ; Японии – МКИ, НКИ.

Для определения рубрик МКИ по ИТР «сверло спиральное» определяем ключевые слова. Принимаем за ключевое слово «сверло» по «Алфавитно-предметному указателю» т. 2.

Определяем для слова «Сверло» предполагаемую рубрику В23В51/00. По указателю «МКИ» т. 2., раздел В, уточняем рубрику МКИ.

Принимаем рубрику МКИ В23В51/02.

На основании общего анализа состояния мехобработки, и в частности вида техники «Сверло спиральное» считаем, что наиболее прогрессивные ТР содержатся в изобретениях, сделанных в последнее время (примерно в течение 15 лет с 1986–2001 г.).

Срок действия патентов в странах проверки составляет в России – 20 лет, в Германии – 20 лет. Согласно этим срокам устанавливаем и глубину поиска по каждой из стран проверки при проведении экспертизы «Сверла спирального» на патентную чистоту. Учитывая учебный характер экспертизы, глубина поиска может быть уменьшена в соответствии с имеющимися в нашем распоряжении фондов информации.

В качестве источников информации принимаем источники, имеющиеся в библиотеках ТолПИ и ВАЗа, в кабинете патентоведения ТолПИ (на кафедре ТМ); описания к авторским свидетельствам и патентам, бюллетень «Открытия, изобретения», реферативный сборник «Изобретения стран мира», РЖ ВИНИТИ – 14А, технические журналы и книги по областям мехобработки.

Таблица 5.2. Регламент поиска

Цель патентного поиска – обеспечение достаточной полноты и достоверности исследования объекта техники «сверло спиральное», установление уровня технического решения, объема прав владельца и условий реализации этих прав за счет тщательного отбора и исследования патентной документации.

Принимаем тематический поиск. Тематический поиск проводится по фонду описаний изобретений; фонду описаний к заявкам на изобретение; фонду полезных моделей и промышленных образцов.

Тематический поиск наиболее распространенный, так как решает задачи только при выявлении описания изобретения, имеющего отношение к рассматриваемому вопросу.

Трудность этого поиска заключается в том, что в различных странах по разному определяется область поиска по тому или иному вопросу.

Просматриваем источники информации в соответствии с регламентом поиска. Сведения о просмотренных источниках заносим в таблицы 5.3 и 5.4.

В просмотренных источниках информации выбираем такие документы, по названиям которых можно предположить, что они имеют отношение к ИТР «Сверло спиральное». По этим документам знакомимся с рефератами, аннотациями, формулами изобретений, чертежами. Сведения о технических решениях, имеющих отношение к ИТР заносим в таблицу 5.3 и 5.4.

Изучаем сущность технических решений, занесенных в таблицы 5.5 и 5.6, по сведениям, содержащимся в графе 4 таблицы 5.5 и 5.6, а также путем просмотра текстов патентных описаний, статей и т.п. Если из рассмотрения сущности технического решения видно, что оно решает принципиально иную задачу по сравнению с задачей повышение стойкости сверла спирального, повышение производительности, уменьшения вибраций при резании, повышение точности обработки, повышение качества обработки, которую решает ИТР, документ из дальнейшего рассмотрения исключаем. Если видно, что техническое решение решает ту же или близкую задачу, документ включаем в перечень для детального анализа. Запись об этом делаем в графе 6 табл. 5.5 и 5.6.

По МКИ, НКИ согласно действующему законодательству стран проверки (Россия, Германия, Япония):

1. Россия, патент 2035270.

2. Россия, патент 2053053.

3. Германия, патент DE 4424885 A1.

4. Германия, патент WO 9627469 A1.

5. Германия, патент DE 4403300 A1.

6. Япония, патент JP 6028811 B4.

Отметку об этом делаем в графе 5 табл. 5.5 и 5.5

Задача данного этапа – путем сопоставления признаков ИТР сверла спирального и отобранных технических решений установить, какое из отобранных ТР является наиболее прогрессивным; обладает ли усовершенствованное сверло патентной чистотой.

В России, Германии и Японии принята немецкая система построения формулы, по которой независимым является только первый пункт формулы.

Выявляем существенные признаки ИТР сверла спирального и группируем их. Выявленные и сгруппированные признаки ИТР заносим в табл. 5.7 графы 1, 2. Проверяем наличие каждого из признаков ИТР в каждом аналоге. Наличие признаков отмечаем в графах 3…9 знаком «+», отсутствие – знаком «–». Новые признаки аналогов заносим в графы 1, 2, а в графах 3…9 отмечаем их наличие или отсутствие у ИТР и аналогов знаком «+» или «–».

Таблица 5.3. Перечень просмотренной патентной документации

Таблица 5.4. Перечень просмотренной научно-технической документации

Таблица 4.6. Научно-техническая документация, отобранная для анализа

При исследовании патентоспособности ИТР «сверло спиральное» определяем прототип из числа аналогов по максимальному числу признаков, общих с признаками ИТР. В таблицу 5.8 заносим число общих признаков каждой группе для каждого из аналогов. В нижнюю строку вписываем суммарное число общих признаков по каждому аналогу. Аналог, выбранный в качестве прототипа ИТР №1 – патент России №2035270 по максимальному числу общих признаков, обводим в таблице жирной чертой.

Определение показателей положительного эффекта сверла спирального при исследовании достигнутого уровня.

а) Показатели, обеспечивающие достижение цели усовершенствования объекта:

– канавки для подвода СОЖ (снижение температуры, повышение стойкости);

– твердосплавная режущая часть (повышение стойкости и скорости резания);

– покрытие из твердых материалов (повышение стойкости и скорости резания);

– режущая вставка из СТМ (повышение стойкости и скорости резания);

– ломаная режущая кромка (повышение стойкости и скорости резания);

– выпуклая режущая кромка (повышение стойкости и скорости резания);

– крестообразная перемычка (повышение стойкости и скорости резания).

б) Показатели, косвенно содействующие достижению цели:

– стружкоразделительные канавки (улучшение отвода стружки и снижение тепловыделения);

– канавки для дробления стружки на задней поверхности (улучшение отвода стружки и снижение тепловыделения);

– утолщенная сердцевина (повышение жесткости сверла, точности обработки);

– оппозитно расположенные центрирующая цилиндрическая и эксцентрическая поверхность (снижение вибраций, повышение точности обработки).

в) Показатели, не влияющие на достижение цели, но усиливающие полезные свойства объекта:

– целиком из керамики (уменьшение стоимости инструментального материала и упрощение конструкции).

г) Показатели, не влияющие на достижение цели, но ослабляющие вредные свойства объекта:

– прямолинейные стружечные канавки (снижение трудоемкости изготовления).

Показатели положительного эффекта заносим в таблицу 5.9, графы 1, 2.

Сопоставительный анализ преимуществ и недостатков ИТР и аналогов сверла спирального при исследовании достигнутого уровня.

Оцениваем обеспечение каждого показателя положительного эффекта каждым аналогом в баллах от –4 до 4. ИТР по каждому показателю выставляем оценку «0». Заносим оценки в графы 3…9 табл. 5.9. Суммируем оценки по каждому аналогу, заносим их в нижнюю строку табл. 5.9. Видим, что наибольшую сумму баллов имеет аналог №1 – патент №2035270 России. В этом ТР в наибольшей степени обеспечивается повышение износостойкости, жесткости сверла и скорости резания, улучшение отвода стружки, снижение температуры и вибраций. Следовательно, данное техническое решение является наиболее прогрессивным. Его принимаем для использования в усовершенствованном объекте «сверло спиральное».

Таблица 5.8. Число существенных признаков аналогов, общих с существенными признаками ИТР

Таблица 5.9. Оценка преимуществ и недостатков аналогов

Сопоставительный анализ признаков при исследовании патентной чистоты.

Сопоставляем совокупности признаков каждого из аналогов графы 4…9 табл. 5.7 с признаками ИТР графы 3 табл. 5.7. ИТР не попадает под действие патентов России, Германии и Японии.

Сверло спиральное патент России №2035270 обладает патентной чистотой в отношении России, Германии и Японии.

Экспертиза показала, что проверяемое сверло (действующий патент №2035270 России) под действие патентов Германии и Японии не попадает, следовательно, сверло спиральное по патенту России №2035270 обладает патентной чистотой в отношении стран проверки Россия, Германия и Япония.

Возможно изготовление и эксплуатация сверл спиральных по патенту России №2035270 и экспорт их в Германию и Японию.

Похожие работы

Устройство и принцип действия заднего моста автомобиля ВАЗ–2107

Скачать

30578

0

22

... . После произведенных операций, опускаю домкрат и снимаю задний мост. Установка заднего моста производится в порядке, обратном снятию. 3. Разработка технологического процесса разборки заднего моста автомобиля ВАЗ – 2107 3.1 Снятие тормозного барабана ·  ключом на «12» отворачиваю два направляющих штифта 1 (рис. 3.1); ·  вставляю направляющие штифты в технологические отверстия; ·  ...

Разработка технологического процесса механической обработки детали

Скачать

114131

28

14

... нам необходимо придерживаться принципа сохранения баз для получения детали большей точности и исключение погрешностей переустановки. 2.6. Разработка технологического маршрута обработки детали   В условиях производства разработка технологических процессов изготовления деталей производится с учетом технического и экономического принципов. В соответствии с техническим принципом проектируемый ...

Восстановление полуоси заднего моста автомобиля

Скачать

19993

5

0

... Шлифование производиться на специальных круглошлифовальных станках. Выбираем круглошлифовальный станок: КШС 3В151 Заключение   В результате работы был разработан технологический процесс восстановления полуоси заднего моста автомобиля ГАЗ-53, проведён расчёт технико-экономический анализ выбранного способа восстановления, т.е. выбранный способ с точки зрения экономичности, сложности ...

Технологический процесс восстановления рычага блокировки дифференциала

Скачать

26139

6

23

... наличием соответствующих по наименованию и цене запасных частей, используемых при ремонте автомобилей. Целью данного курсового проекта является разработка технологического процесса восстановления детали, рычага блокировки дифференциала промежуточного правого (рычаг) номер детали по каталогу 214-1804106. При этом в проекте решаются следующие задачи: - выбор эффективного способа ...