Лепестковый инструмент для обработки и доводки наружных и внутренних поверхностей деталей на шлифовальном оборудовании

Предлагаемый лепестковый инструмент относится к области машиностроения и может быть использован при обработке и доводке наружных и внутренних поверхностей различных деталей и узлов преимущественно из металла на шлифовальном оборудовании. Известен лепестковый инструмент, содержащий набор лепестков с наружными канавками, закрепленных между боковыми и внутренними фланцами посредством торцевых захватов и выполненных со ступенчатым пазом с большой ступенью под внутренние фланцы, распорный элемент и заполненные жидкотвердеющей клеевой смесью полости, торцевой захват внутренних и боковых фланцев выполнен с кромкой прямоугольной формы, на торцевых захватах внутренних фланцев выполнены пазы прямоугольной формы шириной, соответствующей толщине 2-3 лепестков инструмента, распорный элемент расположен на одном из внутренних фланцев, при этом жидко твердеющей клеевой смесью заполнены диаметральная поверхность лепестков вместе с распорным элементом, наружные канавки и полости между лепестками и соответственно боковыми фланцами и внутренней поверхностью торцевых захватов (патент РФ на изобретение №2239540 по кд. B24D 13/04 за 2002 г.).
Основным недостатком этого вида лепесткового инструмента является низкий срок службы и ненадежность в работе из-за отсутствия жесткого корпуса, роль которого выполняет ступица. Под воздействием нагрузки, в процессе работы инструмента, и окружной силы скорости вращения происходит отрыв сначала одного из лепестков и его выброса из пакета. После отрыва одного лепестка происходит аналогичное явление и с другими лепестками и как следствие разрушается весь инструмент.
Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому положительному эффекту является лепестковый инструмент содержащий набор лепестков с пазами, закрепленных между боковыми и внутренними фланцами при помощи торцевых захватов, паз в лепестках под внутренние фланцы выполнен ступенчатой формы, а между внутренними фланцами размещен распорный элемент, торцевой захват на боковых и внутренних фланцах выполнен с кольцевой острой кромкой, толщина захвата меньше ширины пазов лепестков, а полости между фланцами и лепестками вместе с пазами и внутренней диаметральной поверхностью монолитно заполнены жидкотвердеющей композиционной клеевой смесью, причем расстояние между торцевыми захватами внутренних фланцев, в сжатом положении, превышает ширину меньшей ступени внутреннего паза лепестков, а распорный элемент выполнен в виде выступов, торцевые захваты фланцев плотно прижаты острыми кромками к стенкам пазов лепестков, а выступы выполнены конусообразными, боковых фланца с отгибами в периферийной зоне, установленные в канавках лепестков, причем оба фланца выполнены с равными наружным и внутренним диаметром (см. патент РФ на изобретение №2151050 по кл. B24D 13/02 за 1998 год).
При всех преимуществах данного вида лепесткового инструмента у него имеется недостаток - это низкий срок службы и ненадежность в работе из-за разрушения узла крепления лепестков на корпусе и отрыв лепестков под воздействием нагрузки и окружной силы от скорости вращения в процессе работы инструмента. Кроме того, наличие внутренних фланцев приводит к увеличению веса инструмента, усложняет конструкцию и увеличивает время на изготовление. Отрыв лепестков и выброс их из пакета производится из-за ненадежного крепления лепестков на основании инструмента, так как крепление лепестков произведено по прямой линии, а наличие углублении в средней части лепестков образуют концентраторы напряжений.
Задачей предлагаемого лепесткового инструмента является повышение качества закрепления лепестков на корпусе, увеличение срока службы, снижение веса и упрощение конструкции лепесткового инструмента
Указанная задача достигается тем, что в предлагаемом лепестковом инструменте для обработки и доводки наружных и внутренних поверхностей на шлифовальном оборудовании, содержащем жесткий корпус, выполненный в виде втулки со сквозным центральным отверстием для закрепления на шлифовальном оборудовании, множество лепестков в виде полос, каждая из которых закреплена на корпусе внутренним своим торцом клеевой самотвердеющей смесью, внутренний торец каждого лепестка выполнен в виде волновой линии из чередующихся между собой выступов и впадин с плавным переходом между ними, лепестки выполнены из тканевой основы с закрепленным на ней абразивным материалом, преимущественно на одной ее стороне, или лепестки выполнены из нетканого абразивонаполненного материала или абразивной сетки, акорпус выполнен из жидкой самотвердеющей смеси или из полипропилена или полиамида
Суть предлагаемого лепесткового инструмента поясняется графической частью.
На фиг. 1 - изображено продольное сечение лепесткового инструмента предлагаемой конструкции.
Как показано на графической части предлагаемый лепестковый инструмент содержит набор множества лепестков 1, с наружным 2 и внутренним 3 торцами. Лепестки 1 внутренним своим торцем 3 установлены по кругу вокруг жесткого корпуса 4 с центральным сквозным отверстием 9 и закреплены жидкой самотвердеющей смесью 5. Внутренний торец 3 лепестков 1 выполнен в виде волновой линии и состоит из чередующихся между собой выступов 6 и впадин 7. Выступы 6 и впадины 7 торца 3 соединены между собой плавными линиями перехода 8 без концентраторов напряжения. Жесткий корпус 4 выполнен с центральным сквозным отверстием 9. Корпус 4 может быть выполнен металлическим, из полиамида или полипропилена, а лепестки 1 выполнены на тканевой основе, с закрепленным на ней абразивным материалом, в виде зерен различной крупности или из нетканого абразивонаполненного материала, сизали, войлока или из абразивной сетки. При этом высота (t) выступов 6 и (11) впадин 7 внутреннего торца 3 может быть одинаковой или различной по величине. Чередование выступов 6 и впадин 7 осуществляется по всей высоте (b) лепесткового инструмента. Линия внутреннего торца 3 лепестков 1 может как разновидность волновой линии быть выполнена в виде меандра, трапеции, треугольника с плавными переходами между ними в виде закругленных вершин.
Сборка инструмента осуществляется следующим образом. Изготовленные лепестки 1 устанавливаются по кругу вплотную друг к другу, образуя замкнутое кольцо, а их внутренний торец 3 располагался в центре формы. После этого устанавливается внутренний знак с установленной на нем втулки 4 и производится заливка смесью 5 с последующим ее твердением. После твердения клеевой смеси 5 вместе с втулкой 4 образуется жесткий корпус с центральным сквозным отверстием 9, с помощью которого производится закрепление на шлифовальном оборудовании, образованным внутренним знаком формы
Работа предлагаемого инструмента осуществляется следующим образом. Инструмент в сборе устанавливается отверстием 9 на вал шлифовального оборудования и производится боковой зажим до тех пор, пока инструмент прочно удерживается на валу без проворота например с помощью резьбового соединения. Затем вал приводится во вращение, а к наружному торцу 2 лепестков 1 прикладывается осевая нагрузка и приводится во вращение, под воздействием которых наружный торец 2 прижимают к обрабатываемой поверхности и осуществляется ее обработка. Перемещая инструмент по обрабатываемой поверхности, производится ее обработка по всей поверхности.
Выполнение внутреннего торца лепестков в виде волновой линии с выступами и впадинами по всей высоте инструмента увеличивает длину крепления лепестков на жестком корпусе, т.к линия торца не является прямой, а любая кривая линия, проходящая через две точки длиннее прямой линии, проходящей через эти же точки. Наличие выступов и впадин в зоне крепления лепестков позволяет улучшить крепление лепестков потому, что каждый из лепестков крепится на корпусе со смещением от корпуса. Выполнение жесткого корпуса в виде втулки со сквозным центральным отверстием обеспечивает компенсацию бокового усилия зажима инструмента на рабочем оборудовании и исключить разрушение монолита смеси, которая имеет хрупкую структуру в осевом направлении. Кроме того, выполнение торца лепестков с выступами и впадинами по всей высоте инструмента позволяет повысить усилие нагрузки на лепестки и увеличить скорость вращения инструмента, что приводит к увеличению скорости обработки обрабатываемой поверхности.
Использование предлагаемого технического решения позволит улучшить качество крепления лепестков на корпусе инструмента, упрощает конструкцию, снижает вес инструмента, позволяет увеличить производительность труда, за счет увеличения скорости обработки поверхности.
Указанные выше изменения позволяют повысить качество, увеличить срок службы, упростить конструкцию и снизить вес лепесткового инструмента по сравнению с известными лепестковыми инструментами для шлифовки и полировки поверхностей из любого материала.