УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ ПРОФИЛИРОВАННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ИЗДЕЛИЙ

Устройство для шлифования профилированных поверхностей изделий
Полезная модель относится к устройствам для шлифования длинномерных профилированных поверхностей изделий (с постоянным по длине профильным сечением) из различных материалов, например из дерева, металла, пластика, гипса и т.д., и может быть использована для машинного шлифования или шлифования вручную.
Известные устройства для шлифования профилированных поверхностей изделий по принципу действия можно условно разделить на две группы: устройства, совершающие вращательное движение, и устройства, совершающие возвратно-поступательное движение.
К первой группе относятся объемные шлифовальные круги, воздействующие на обрабатываемую поверхность своим торцом, который имеет заданный профиль. Так, известно устройство для шлифования профилированных поверхностей [1], представляющее собой цилиндр из нетканого материала со сквозным отверстием вдоль его оси. Боковые поверхности цилиндра выполнены профилированными в соответствии с поверхностью обрабатываемого изделия. Шлифование поверхности изделия осуществляют путем его продвижения под вращающимся цилиндром вдоль плоскости указанного цилиндра.
Известное устройство не обеспечивает в процессе приложения нагрузки при шлифовании равномерного давления по всей площади обрабатываемой поверхности изделия вследствие малой упругости цилиндра, что приводит к недошлифовке острых внутренних углов и к прошлифовке (сглаживанию) острых внешних углов. Это приводит к относительно низкому качеству шлифования профилированной поверхности изделия. Кроме того, при высокой скорости вращения цилиндра чрезмерное его давление на обрабатываемую поверхность изделия при неравномерности распределения этого давления по указанной поверхности способствует образованию прижогов и локальному повышению толщины снимаемого слоя, что дополнительно снижает качество шлифования.
Ко второй группе устройств (совершающих возвратно-поступательное движение) относится устройство для шлифования профилированных поверхностей вручную [2]. Это устройство представляет собой брусок из жесткого полимерного материала (экструдированного пенополистирола), рабочая поверхность которого выполнена прямолинейной формы и профилированной в соответствии с контуром поверхности обрабатываемого изделия. На указанной поверхности размещена бумажная основа, на которой с помощью клея закреплен слой абразивных частиц.
Известное устройство имеет следующий недостаток. В процессе шлифования рабочий элемент (брусок) вследствие его жесткости воздействует на острые выступающие участки обрабатываемой поверхности изделия сильнее, чем на труднодоступные углубления, что приводит к неравномерности давления по указанную поверхность и, как следствие, к срезанию различных по толщине слоев изделия. Кроме того, бумажная основа, на которой закреплен слой абразивных частиц, не обеспечивает точного повторения профиля рабочего элемента (особенно на острых внутренних и внешних углах), что также способствует срезанию различных по толщине слоев изделия. В результате требуемое качество шлифования профилированных поверхностей изделий при использовании данного устройства не обеспечивается.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является устройство для отделочной обработки изделий, в частности для шлифования профилированных поверхностей изделий [3]. Устройство содержит держатель, выполненный в виде пластины, и соединенный с ним рабочий элемент, выполненный в виде протяженного объемного тела из полимерного материала, в качестве которого используют вспененный материал (пенопласт) с открытыми порами, например полиэфир, полиуретан и др. Рабочий элемент имеет верхнюю, боковые, плоские торцевые и рабочую поверхность, профилированную в соответствии с профилем поверхности обрабатываемого изделия, на которой размещен слой клея (связки) с абразивными частицами. Форма рабочей поверхности рабочего элемента выполнена прямолинейной.
Однако известное техническое решение, выбранное в качестве прототипа, не обеспечивает достигаемого при использовании полезной модели технического результата. Это обусловлено следующим. Известно, что вспененные материалы (в том числе с открытыми порами) по физико-механическим свойствам классифицируются на жесткие, полужесткие и эластичные [4, Стб. 549]. В известном устройстве [3] определяющей характеристикой материала рабочего элемента является наличие пор и тип их морфологического строения (форма, размер, конфигурация безъячеистого пространства), а не его упругие свойства. Однако материал, удовлетворяющий указанным требованиям, в ряде случаев не позволяет обеспечить адаптацию рабочего элемента к рельефу обрабатываемой поверхности в процессе шлифования, что, в свою очередь, существенно снижает вероятность достижения равномерности распределения давления по обрабатываемой поверхности изделия.
Известно, что рельеф микроструктуры вспененного материала с открытыми порами характеризуется множеством выемок различной глубины и формы [5, С. 164]. Имеются также сведения [6, С. 246], что толщина слоя связки влияет на геометрию (профиль) рабочей поверхности рабочего элемента. Авторами полезной модели экспериментально установлено, что слой клея (с абразивными частицами), нанесенный на рабочую поверхность рабочего элемента (выполненного из материала, предусмотренного в прототипе), при его толщине 0,2-0,3 мм полностью повторяет рельеф микроструктуры материала указанной поверхности (выемки и участки относительной возвышенности), что, в свою очередь, приводит к искажению рельефа рабочей поверхности как таковой. При силовом воздействии на устройство в ходе шлифования абразивные частицы, находящиеся на участках относительной возвышенности, оказывают более сильное давление на обрабатываемую поверхность изделия, чем абразивные частицы, находящиеся в выемках, что исключает возможность равномерного распределения давления по всей указанной поверхности. В результате неравномерности давления абразивные частицы, находящиеся на участках относительной возвышенности, в процессе шлифования срезают более толстый слой обрабатываемой поверхности изделия, абразивные частицы, находящиеся в выемках, - значительно меньший слой, а на некоторых участках контакт указанных частиц с обрабатываемой поверхностью полностью отсутствует. Все это не позволяет обеспечить заданную глубину шлифования на значительной части поверхности обрабатываемого изделия. Увеличение толщины слоя клея (с абразивными частицами) свыше 0,3 мм приводит к искажению рельефа рабочей поверхности рабочего элемента, параметры которого подбираются предварительно (до начала шлифования) таким образом, чтобы обеспечить максимальное соответствие рельефа его рабочей поверхности с рельефом обрабатываемой поверхности изделия. В этом случае при силовом воздействии на устройство в ходе шлифования толщина срезаемого слоя обрабатываемой поверхности изделия значимо превышает заданную глубину шлифования по всей поверхности обрабатываемого изделия. Кроме того, слой связки, выполненный из клея толщиной свыше 0,3 мм, минимизирует вероятность адаптации рабочего элемента в процессе шлифования, что приводит к еще более выраженной неравномерности давления на обрабатываемую поверхность в процессе эксплуатации устройства.
Выполнение держателя в виде пластины обуславливает возможность возникновения сдвиговых деформаций рабочего элемента в плоскости, перпендикулярной плоскости приложения нагрузки на устройство, что препятствует адаптации рабочего элемента к рельефу обрабатываемой поверхности в процессе шлифования, снижая тем самым вероятность равномерного распределения давления по обрабатываемой поверхности изделия. Кроме того, в случаях использования прототипа для шлифования изделий сложной геометрической формы, например в случае шлифования гнутого багета филенчатой двери, форма рабочей поверхности рабочего элемента не будет соответствовать форме обрабатываемого изделия, что приведет к неравномерности давления на обрабатываемую поверхность в процессе шлифования и, следовательно, к низкому качеству ее шлифования.
Негативное воздействие всех указанных выше факторов, в совокупности исключающих возможность добиться равномерного давления на всю обрабатываемую поверхность, является причиной в целом ряде случаев несоответствия результирующих параметров процесса шлифования (шероховатости поверхности, глубины шлифования) заданным (нормативным) параметрам, и, как следствие, относительно низкого качества шлифования профилированных поверхностей изделий.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение качества шлифования профилированных поверхностей изделий.
Технический результат заключается в обеспечении равномерности давления устройства на всю обрабатываемую поверхность изделия в процессе шлифования.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для шлифования профилированных поверхностей изделий, содержащем держатель, соединенный с ним рабочий элемент, выполненный из полимерного материала в виде протяженного объемного тела с верхней поверхностью, боковыми поверхностями, плоскими торцевыми поверхностями и рабочей поверхностью, выполненной профилированной в соответствии с профилем поверхности обрабатываемого изделия, и слой связки с абразивными частицами, закрепленный на рабочей поверхности рабочего элемента, согласно полезной модели, рабочий элемент выполнен из эластичного полимерного материала, модуль упругости которого составляет 0,4-1,1 МПа, а форма рабочей поверхности указанного элемента выполнена соответствующей форме обрабатываемого изделия. Слой связки выполнен в виде пленки из эластомера, а держатель выполнен с возможностью охвата по меньшей мере двух из верхней, боковых и/или торцевых поверхностей рабочего элемента. Предпочтительным является использование в качестве эластичного полимерного материала пенополиуретана с модулем упругости 0,4-1,1 МПа, причем для обрабатываемых изделий с загрунтованной поверхностью  - пенополиуретана с модулем упругости 0,4-0,8 МПа, изделий из древесины - пенополиуретана с модулем упругости 0,5-1,1 МПа, а для обрабатываемых изделий из металла - 0,7-1,1 МПа. Лучшие результаты достигаются при выполнении слоя связки в виде пленки из эластомера, относительное удлинение при разрыве которого составляет 400-600 %, в частности из полимочевины с указанными характеристиками эластичности. Для обработки изделий различной геометрической формы (в частных случаях использования заявленного устройства) оптимальным является выполнение рабочей поверхности рабочего элемента прямолинейной или криволинейной формы; выполнение по меньшей мере одной торцевой поверхности рабочего элемента скошенной таким образом, что плоскость скоса расположена под углом 30-90˚ относительно плоскости сечения, находящейся в профильной плоскости; выполнение держателя П-образной, П-образной неравнополочной или Г-образной формы. В зависимости от условий эксплуатации заявленного устройства (в частных случаях использования) эффективным является: дополнительное оснащение держателя рукояткой (для работы в ручном режиме) или элементами крепления (для работы в механизированном режиме), а также снабжение держателя и рабочего элемента сквозными отверстиями для аспирации, выполненными соосными; выполнение рабочего элемента с фасками между рабочей и торцевыми поверхностями; выполнение боковых поверхностей рабочего элемента плоскими (для работы в механизированном режиме).
Экспериментальные данные авторов заявляемой полезной модели показали, что выполнение рабочего элемента из эластичного полимерного материала (в частности, из пенополиуретана), модуль упругости которого варьировал в диапазоне значений 0,4-1,1 МПа, при обработке различных поверхностей изделий обеспечивало получение обработанной поверхности изделий, качественные параметры которой полностью соответствовали заданным параметрам, включая соответствие числовых значений параметров шероховатости обработанной поверхности нормативным, в частности для изделий из металла - соответствие параметрам, указанным в ГОСТ 2789-73 [7], а для изделий из древесины - в ГОСТ 70216-2013[8]. Так, при шлифовании с применением заявленного устройства с характеристиками рабочего элемента в указанных пределах показатель шероховатости загрунтованных поверхностей 97-98 % изделий соответствовал нормативным, для изделий из древесины - 97-98 %, а для изделий из металла - 96-98 %. При использовании рабочего элемента, модуль упругости которого был меньше 0,4 МПа и больше 1,1 МПа отмечалось значительное отклонение от нормативных показателей. Например, в случае шлифования загрунтованных поверхностей изделий заявляемым устройством, модуль упругости которого составлял меньше 0,4 МПа, у 40-60 % всех обработанных изделий наблюдались искажения профиля обрабатываемой поверхности, а при использовании устройства с модулем упругости рабочего элемента больше 1,1 МПа - прошлифовка 30-50 % всей обработанной поверхности каждого изделия. Несколько меньшее отклонение от требуемых значений имело место при шлифовании устройством с модулем упругости рабочего элемента в пределах 0,8-1,1 МПа - прошлифовка 10-12 % всей обработанной поверхности каждого изделия. При шлифовании изделий из дерева заявляемым устройством, модуль упругости которого составлял меньше 0,4 МПа, у 20-40 % всех обработанных изделий наблюдалось искажение профиля обрабатываемой поверхности, а при использовании устройства с модулем упругости рабочего элемента больше 1,1 МПа у 45-50 % изделий отмечалась наличие не прошлифованных участков (20-30 % от всей площади обрабатываемой поверхности каждого изделия). В диапазоне 0,4-0,5 МПа упругости рабочего элемента 5-7 % изделий из дерева характеризовались искажением профиля. При шлифовании изделий из металла устройством, модуль упругости которого составлял меньше 0,4 МПа, у 30-45 % всех обработанных изделий наблюдалось наличие не прошлифованных участков (20-30 % от всей площади обрабатываемой поверхности каждого изделия), а при использовании устройства с модулем упругости рабочего элемента больше 1,1 МПа у 55-70 % изделий отмечалась превышение показателя шероховатости на 15-20 % от заданных. В диапазоне 0,4-0,7 МПа упругости рабочего элемента 92-96 % изделий из метала характеризовались наличием не прошлифованных участков (5-10 % от всей площади обрабатываемой поверхности каждого изделия).
Таким образом, выполнение рабочего элемента из эластичного полимерного материала, в частности из пенополиуретана, модуль упругости которого варьирует в заявленном диапазоне значений, особенности выполнения формы рабочей поверхности в совокупности с особенностями конструктивного выполнения держателя, позволяющими исключить возможность сдвиговых деформаций рабочего элемента в плоскости, перпендикулярной плоскости воздействия на устройство, обеспечивает адаптацию рабочего элемента к рельефу обрабатываемой поверхности в динамике процесса шлифования, что, в свою очередь, способствует достижению равномерности давления устройства на всю обрабатываемую поверхность изделия.
Выполнение слоя связки (в котором закреплены абразивные частицы) в виде пленки из эластомера (в частности из полимочевины), который, как известно [9], способен упруго растягиваться до размеров, значительно превышающих первоначальные, также вносит свой вклад в обеспечение адаптации рабочей поверхности рабочего элемента к рельефу обрабатываемой поверхности изделия в процессе силового воздействия на устройство в ходе шлифования, и, как следствие, в достижение равномерности давления устройства на всю обрабатываемую поверхность. Кроме того, выполнение слоя связки в виде пленки, которая, как известно [4, Стб. 645], представляет собой сплошной слой постоянной незначительной толщины (до 0,2-0,3 мм), обеспечивает нивелированность (сглаженность разности по высоте точек поверхности) рельефа микроструктуры рабочей поверхности рабочего элемента, что в совокупности способствует равномерности давления абразивных частиц на обрабатываемую поверхность в процессе шлифования.
Выполнение рабочей поверхности прямолинейной или криволинейной формы позволяет эффективно использовать заявленное устройство для изделий, имеющих различную геометрическую форму, в частности в случаях, когда изделие имеет изогнутую в горизонтальной плоскости форму, что также дополнительно способствует адаптации рабочего элемента в процессе шлифования к рельефу обрабатываемой поверхности изделия и, соответственно, равномерности давления на всю поверхность изделия.
Выполнение слоя связки в виде пленки из эластомера, в частности из полимочевины, относительное удлинение при разрыве которого варьирует в заявленном диапазоне значений, позволяет рабочему элементу максимально адаптироваться к рельефу обрабатываемой поверхности в динамике процесса шлифования, что дополнительно способствует достижению равномерности давления устройства и, как следствие, обеспечивает достижение числовых значений параметров шероховатости обрабатываемых поверхностей изделий нормативным. Например, при шлифовании устройством с характеристиками слоя связки в указанных пределах показатель шероховатости поверхности у 96-99 % обрабатываемых изделий соответствовал нормативным значениям. При использовании устройства со слоем связки из эластомера, относительное удлинение которого составляло менее 400 %, у большинства обработанных изделий (50-67 %) наблюдалось наличие непрошлифованных участков (15 % от всей площади обрабатываемой поверхности каждого изделия). При использовании устройства со слоем связки из эластомера, относительное удлинение которого составляло более 600 %, отмечалось несоответствие показателя шероховатости поверхности нормативным (на 20-26 % меньше норматиного).
Выполнение держателя П-образной, П-образной неравнополочной или Г-образной формы позволяет эффективно использовать заявленное устройство для изделий, имеющих различную геометрическую форму, в частности в случаях, когда противоположные грани обрабатываемого изделия имеют как равную, так и различную высоту (в том числе для изделий угловой формы), что дополнительно способствует адаптации рабочего элемента в процессе шлифования к рельефу обрабатываемой поверхности изделия и, соответственно, равномерности давления на всю поверхность изделия.
Таким образом, именно заявленная совокупность признаков позволяет добиться равномерности давления на всю обрабатываемую поверхность изделия за счет адаптации рабочего элемента к рельефу обрабатываемой поверхности изделия в ходе шлифования при нивелированности рельефа микроструктуры рабочей поверхности рабочего элемента и минимизации толщины слоя связки. Это, в свою очередь, обеспечивает соответствие обработанных поверхностей требуемым показателям качества.
Снабжение держателя в частных случаях эксплуатации (в ручном или механизированном режиме работы) рукояткой или элементами крепления, и выполнение в держателе и рабочем элементе соосных сквозных отверстий для аспирации обеспечивает наибольшее удобство эксплуатации устройства при снижении физических (в случае ручного режима) и производственных затратах (в случае механизированного режима) и повышении эффективности эксплуатации устройства.
Кроме того, в частных случаях использования выполнение рабочего элемента с фасками между рабочей и торцевыми поверхностями, боковых поверхностей рабочего элемента плоскими и по меньшей мере одной торцевой поверхности рабочего элемента скошенной таким образом, что плоскость скоса расположена под углом 30-90˚ относительно плоскости сечения, находящейся в профильной плоскости, также способствует наибольшему удобству эксплуатации.
При анализе патентной и научно-технической литературы не обнаружено устройств аналогичного назначения, которым были бы присущи все признаки полезной модели, выраженные формулой. Таким образом, предложенное устройство для шлифования профилированных поверхностей изделий соответствует, по мнению заявителя, условию патентоспособности «новизна».
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид устройства, вид спереди (держатель П-образной формы), на фиг. 2 - устройство, вид спереди (держатель П-образной неравнополочной формы), на фиг. 3 - устройство, вид спереди (держатель Г-образной формы), на фиг. 4 - устройство, вид на рабочую поверхность и его сечение плоскостью А-А, на фиг. 5 - устройство в аксонометрической проекции (держатель не показан), на фиг. 6 -устройство, вид сбоку, на фиг. 7 - устройство, вид сверху.
Устройство содержит держатель 1 и рабочий элемент 2, выполненный из эластичного полимерного материала, например из пенополиуретана, в виде протяженного объемного тела, имеющего верхнюю поверхность 3, боковые поверхности 4 (фиг. 1-4), плоские торцевые поверхности 5 (фиг. 4-7 и рабочую поверхность 6 (фиг. 1-4). Рабочая поверхность 6 выполнена спрофилированной в соответствии с профилем 7 поверхности обрабатываемого изделия 8. Кроме того, рабочая поверхность 6, выполненная в  соответствии с формой обрабатываемого изделия, может иметь прямолинейную (фиг. 6) или криволинейную форму (фиг. 4).
В зависимости от материала поверхности обрабатываемого изделия 8 модуль упругости материала рабочего элемента 2 (пенополиуретана) может варьировать в диапазоне 0,4-1,1 МПа, причем для изделий с загрунтованной поверхностью диапазон оптимальных значений составляет 0,4-0,8 МПа, для изделий из древесины - 0,5-1,1 МПа, для изделий из металла - 0,7-1,1 МПа.
На рабочей поверхности 6 рабочего элемента 2 закреплен слой 9 связки
с абразивными частицами 10 (фиг.1, А). Слой 9 связки выполнен в виде пленки из эластомера, относительное удлинение при разрыве которого составляет 400-600 %, например из полимочевины с указанными характеристиками эластичности.
Держатель 1,  выполненный с возможностью охвата по меньшей мере двух из верхней, боковых и/или торцевых поверхностей рабочего элемента 2 в зависимости от вида и геометрической формы обрабатываемого изделия 8 может иметь, например П-образную форму (фиг. 1), П-образную неравнополочную (фиг. 2) или Г-образную форму (фиг. 3).
В зависимости от условий эксплуатации заявленного устройства держатель может быть дополнительно оснащен: для работы в ручном режиме  - рукояткой 11 (фиг.1, 2); для работы в автоматизированном режиме - элементами крепления, например текстильной застежкой («Velcro») или  винтами, болтами и т.п. (на фиг. не показаны). Кроме того, для работы в механизированном режиме в держателе 1 и рабочем элементе 2 могут быть выполнены соосные отверстия 12 для аспирации (фиг. 1), рабочий элемент может быть выполнен с фасками 13 между рабочей 6 и торцевыми 5 поверхностями (фиг. 6), боковые поверхности 4 рабочего элемента могут быть выполнены плоскими, а по меньшей мере одна торцевая поверхность - скошенной таким образом, что плоскость скоса расположена под углом 30-90˚ относительно плоскости сечения, находящейся в профильной плоскости (фиг. 7).
Заявляемое устройство используют следующим образом. Предварительно в зависимости от материала обрабатываемого изделия (загрунтованная поверхность, металл, древесина и т.п.) и требуемой чистоты обработки поверхности изделия на заданной стадии шлифования (тонкое, окончательное, предварительное или черновое шлифование) выбирают заявленное устройство в том варианте исполнения,  который соответствует поставленной задаче шлифования (материал и показатель упругости рабочего элемента, форма его рабочей поверхности, материал и показатель относительного удлинения при разрыве слоя связки, форма держателя, наличие дополнительных элементов крепления, отверстий для аспирации, фасок, скоса торцевой поверхности рабочего элемента).
В случае проведения шлифования в ручном режиме предложенное устройство помещают на профилированную поверхность 7 обрабатываемого изделия 8 таким образом, чтобы его профилированная рабочая поверхность 6 совместилась с обрабатываемой. Затем с помощью рукоятки 11 осуществляют силовое воздействие на устройство, обеспечивая его возвратно-поступательное перемещение, в результате чего абразивные частицы 10 срезают верхний слой изделия. Шлифование в механизированном режиме может осуществляться, например с использованием пневмо- или электроинструментов, совершающих возвратно-поступательное движение, либо на промышленном оборудовании (в частности, на автоматической линии фрезерования). В этом случае, заявляемое устройство закрепляется на рабочем органе указанных инструментов или оборудования посредством элементов крепления (например, винтов, болтов или текстильной застежки «Velcro»). В случае использования пневмо- или электроинструмента осуществляют силовое воздействие на устройство, закрепленное на движущемся возвратно-поступательно по поверхности обрабатываемого изделия инструменте, в результате чего абразивные частицы срезают верхний слой изделия. В случае установки заявляемого устройства на промышленное оборудование обрабатываемое изделие подают под предложенное устройство, в результате чего абразивные частицы срезают верхний слой изделия.
Заявляемое устройство иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1
Проводилось шлифование поверхности гнутого багета филенчатой двери (10 дверей, по 24 пог. м багета на каждой). Предварительно поверхность багетов была покрыта белым полиуретановым грунтом (фирма «AkzoNobel», Нидерданды). На загрунтованной поверхности наблюдалось наличие дефекта «шагрень» (на багетах всех дверей). Задача шлифования -. получение ровной поверхности без рисок. Для устранения указанного дефекта шлифование осуществлялось в две стадии вручную с использованием заявленного устройства в двух вариантах исполнения (разных для каждой стадии).
На первой стадии (предварительное шлифование) было использовано предложенное устройство следующего варианта исполнения: рабочий элемент выполнен из пенополиуретана с модулем упругости  0,8 МПа; форма рабочей поверхности рабочего элемента - криволинейная; слой связки с абразивными частицами (из оксида алюминия, размер Р120) выполнен в виде пленки толщиной  0,2 мм из полимочевины, относительное удлинение при разрыве которой составляло 500 %; держатель выполнен Г-образной формы и снабжен рукояткой (далее по тексту - «У1»).
В ходе шлифования У1 помещали на профилированную загрунтованную поверхность багета каждой двери таким образом, чтобы  профилированная рабочая поверхность У1 совместилась с обрабатываемой поверхностью багета, после чего с помощью рукоятки осуществляли силовое воздействие на У1, обеспечивая его возвратно-поступательное перемещение, в результате чего абразивные частицы срезали верхний слой обрабатываемой поверхности. Шлифование загрунтованной поверхности багета каждой двери осуществлялось до удаления дефекта (среднее время шлифования составляло 1 мин. на один метр багета). После этого на поверхность багетов повторно наносился грунт и осуществлялась вторая стадия шлифования.
На второй стадии (окончательное шлифование) было использовано предложенное устройство следующего варианта исполнения: рабочий элемент выполнен из пенополиуретана с модулем упругости  0,4 МПа; форма рабочей поверхности рабочего элемента - криволинейная; слой связки с абразивными частицами (из оксида алюминия, размер Р180) выполнен в виде пленки толщиной  0,2 мм из полимочевины, относительное удлинение при разрыве которой составляло 500 %; держатель выполнен Г-образной формы и снабжен рукояткой (далее по тексту - «У2»).
a
z
Шлифование с помощью У2 проводилось аналогично первой стадии. Среднее время шлифования составляло 40 сек. на один метр багета. При последующем покрытии грунтом или краской поверхности всех багетов (после второй стадии шлифования) наблюдалась визуально ровная поверхность без рисок. Показатель шероховатости поверхности багетов, измеренный профилометром SJ-210P (фирма Mitutoyo Surftest, Япония), соответствовал R =2,4 и R =8,3.
Пример 2
Проводилось шлифование поверхности плинтуса из сосны (10 штук, длина каждого плинтуса 3 пог. м). На плинтусах наблюдалось наличие дефекта «волна от фрезы». Задача шлифования - получение ровной поверхности. Для устранения указанного дефекта шлифование осуществлялось вручную с использованием заявленного устройства в следующем варианте исполнения: рабочий элемент выполнен из пенополиуретана с модулем упругости  0,8 МПа; форма рабочей поверхности рабочего элемента - прямолинейная; слой связки с абразивными частицами (из оксида алюминия, размер Р100) выполнен в виде пленки толщиной  0,2 мм из полимочевины, относительное удлинение при разрыве которой составляло 500 %; держатель выполнен Г-образной формы и снабжен рукояткой (далее по тексту - «У3»).
Шлифование осуществлялось аналогично примеру 1. Среднее время шлифования составляло 2-3 мин. на один плинтус. При последующем покрытии плинтусов лаком наблюдалась ровная гладкая поверхность, отсутствовал подъем древесных волокон.
Пример 3
Проводилось шлифование поверхности перил из дуба (10 штук,  длина каждого изделия 3 пог. м). На изделиях наблюдалось наличие дефекта «волна от фрезы». Задача шлифования - получение ровной поверхности. Для устранения указанного дефекта шлифование осуществлялось в механизированном режиме с использованием пневматической машинки марки MDL 57404 (фирма Dynabrade, США) (далее по тексту - «Пневматическая машинка») в две стадии с применением заявленного устройства в двух вариантах исполнения (разных для каждой стадии).
На первой стадии (предварительное шлифование) было использовано предложенное устройство следующего варианта исполнения: рабочий элемент выполнен из пенополиуретана с модулем упругости 1,1 МПа; форма рабочей поверхности рабочего элемента - прямолинейная; слой связки с абразивными частицами (из оксида алюминия, размер Р60) выполнен в виде пленки толщиной  0,3 мм из полимочевины, относительное удлинение при разрыве которой составляло 400 %; держатель выполнен П-образной равнополочной формы; держатель и рабочий элемент (каждый) снабжены двумя сквозными соосными отверстиями для аспирации диаметром 3 мм, расстояние между отверстиями 15 мм (далее по тексту - «У4»).
Предварительно У4 закрепляли на рабочем органе пневматической машинки посредством текстильной застежки («Velcro»). Затем осуществляли силовое воздействие на У4, закрепленное на пневматической машинке, движущейся возвратно-поступательно по поверхности обрабатываемого изделия, в результате чего абразивные частицы срезали верхний слой поверхности изделия. Среднее время шлифования составляло 2-3 мин. на одно изделие. В результате на первой стадии  шлифования  на всех изделиях был удален дефект «волна от фрезы», однако наблюдались риски от шлифовального зерна.
На второй стадии (окончательное шлифование) было использовано предложенное устройство следующего варианта исполнения: рабочий элемент выполнен из пенополиуретана с модулем упругости 0,9 МПа; форма рабочей поверхности рабочего элемента - прямолинейная; слой связки с абразивными частицами (из оксида алюминия, размер Р100) выполнен в виде пленки толщиной  0,2 мм из полимочевины, относительное удлинение при разрыве которой составляло 500 %; держатель выполнен П-образной равнополочной формы; держатель и рабочий элемент (каждый) снабжены двумя сквозными соосными отверстиями для аспирации диаметром 3 мм, расстояние между отверстиями 15 мм (далее по тексту - «У5»).
Шлифование с помощью У5 проводилось аналогично первой стадии. Среднее время шлифования составляло 2 мин. на одно изделие. В результате  шлифования  на всех изделиях были устранены риски от шлифовального зерна. При визуальном осмотре отмечалась ровная поверхность, при последующем покрытии матовым лаком подъем древесных волокон на изделиях не отмечен.
Пример 4
Проводилось шлифование поверхности профиля для выставочного стеллажа из алюминия марки Д16Т (10 штук длиной 2 пог.м каждый). На изделиях наблюдалось наличие дефекта «окисная пленка». Задача шлифования - устранение окисной пленки для последующей покрытия прозрачным лаком. Для устранения указанного дефекта и нанесения рисок шлифование осуществлялось вручную с использованием заявленного устройства в следующем варианте исполнения: рабочий элемент выполнен из пенополиуретана с модулем упругости  0,7 МПа; форма рабочей поверхности рабочего элемента - прямолинейная; слой связки с абразивными частицами (из оксида алюминия, размер Р240) выполнен в виде пленки толщиной  0,2 мм из полимочевины, относительное удлинение при разрыве которой составляло 600 %; держатель выполнен П-образной не равнополочной формы и снабжен рукояткой (далее по тексту - «У6»).
Шлифование осуществлялось аналогично примеру 1. Среднее время шлифования составляло 2 мин. на одно изделие. В результате обработки устранены следы проката, окисная пленка, нанесены риски. При дальнейшем покрытии лаком наблюдалась зеркально ровная блестящая поверхность.
Пример 5
а
Проводилось шлифование поверхности гнутого листа из стали марки Ст3 (12 штук длиной 1,2 пог. м каждый лист). Задача шлифования - получение поверхности с показателем шероховатости  8 класса (R от 0,4 до 0,5) для последующего хромирования. Для решения указанной задачи шлифование осуществлялось в механизированном режиме с использованием электрической машинки марки LS 130 EQ (фирма Festool, США) с использованием заявленного устройства в следующем варианте исполнения: рабочий элемент выполнен из пенополиуретана с модулем упругости 0,7 МПа; форма рабочей поверхности рабочего элемента - прямолинейная; слой связки с абразивными частицами (из оксида алюминия, размер Р240) выполнен в виде пленки толщиной  0,2 мм из полимочевины, относительное удлинение при разрыве которой составляло 600 %; держатель выполнен П-образной неравнополочной формы  (далее по тексту - «У7»).
Шлифование осуществлялось аналогично примеру 3. Среднее время шлифования составляло 2 мин. на одно изделие. В результате обработки устранены следы проката, окисная пленка, нанесены риски требуемой шероховатости. При дальнейшем хромировании поверхности наблюдалась зеркально ровная блестящая поверхность без видимых рисок и дефектов поверхности.
Таким образом, заявленные конструктивные особенности устройства для шлифования профилированных поверхностей изделий обеспечивают при шлифовании различных поверхностей изделий получение обработанной поверхности, качественные параметры которой полностью соответствуют заданным параметрам, включая соответствие числовых значений параметров шероховатости обработанной поверхности нормативным за счет обеспечения равномерности давления устройства на всю обрабатываемую поверхность изделия в процессе шлифования.
Источники информации
1. Шлифование профильных погонажных изделий / ООО «Лайнер-Белт»// URL: http//www.cora.ru/topmenu/tehnicheskie_rekomendacii/ shlifovanie_profilnyh_pogonazhnyh_izdeliy/ - дата обращения: 28.04.2015.
2. How to sand woodwork by hand/ The Family Handyman// URL: http://www.familyhandyman.com/woodworking/how-to-sand-woodwork-by-hand/view-all - дата обращения: 28.04.2015.
3. Устройство из вспененного материала для отделочной обработки изделий: пат. 2623303 Канада. № CA 2006/001563; заявл. 23.09.2005; опубл. 29.03.2007.
4. Энциклопедия полимеров: в 3 т. / ред. коллегия В.А. Кабанова (гл. ред.) [и др.]. М.: Советская энциклопедия, 1974. Т. 2: Л - Полинозные волокна. Стб. 549, 645.
5. Маския Л. Добавки для пластических масс / пер. с англ. М.Д. Френкеля. М.: Химия, 1978. С. 164.
6. Справочник технолога-машиностроителя: в 2 т. / под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. Изд. 4-е, перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1986. Т. 1. С. 246
7. ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики. [Текст]. Введ. 01.07.1987. М.: Стандартинформ, 2006. 6 с.
8. ГОСТ  7016-2013. Изделия из древесины и древесных материалов. [Текст]. Введ. 01.01.2014. М.: Стандартинформ, 2014. 15 с.
9. Эластомеры// Химик. Сайт о химии: [сайт]. URL: http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/5290.html (дата обращения 02.04.2015).