ЛЕПЕСТКОВЫЙ ИНСТРУМЕНТ

Полезная модель лепестковый инструмент относится к области машиностроения и может быть использована при обработке и доводке наружных и внутренних поверхностей различных деталей и узлов из различного материала, преимущественно из металла на шлифовальном и полировальном оборудовании.
Известен 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, боковые фланцы 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. В24D 13/02 за 1998 год).
Недостатком этого вида лепесткового инструмента является низкий срок службы и ненадежность в работе из-за разрушения смеси под воздействием осевых сил зажима при закреплении на оборудовании и воздействия циклично изменяющейся силы прижима инструмента к обрабатываемой поверхности и окружной силы скорости вращения.
Это происходит потому что корпус выполнен из монолитной клеевой смеси имеет хрупкую структуру по всему объему слоя смеси и под воздействием боковых усилий зажима и нагрузок в процессе обработки изделия происходит ее разрушение в местах крепления к ней лепестков, что приводит 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 корпус с центральным сквозным отверстием из неметаллического материала, на периферии которого установлены рядами и зафиксированы от смещения U-образные пучки ворса, в вершинах каждого ряда установлено цилиндрическое кольцо, а наружный диаметр корпуса, по большей мере, равен наружному диаметру цилиндрических колец (см. патент РФ на изобретение №2179107 по кл. В24Д 13/06 за 1999 г.).
Недостатком этого вида инструмента является низкий срок службы и ненадежность в работе из-за разрушения корпуса под воздействием силы зажима инструмента на шлифовальном оборудовании, а также отрыв ворса под воздействием нагрузки и окружной силы от скорости вращения в процессе работы инструмента.
При всех преимуществах данного вида лепесткового инструмента у него имеется недостаток - это низкий срок службы и ненадежность в работе из-за разрушения корпуса под воздействием силы зажима инструмента на шлифовальном оборудовании, а также отрыв лепестков под воздействием нагрузки и окружной силы от скорости вращения в процессе работы инструмента, так как слой смеси по всему объему крепления лепестков имеет хрупкую структуру, приводящую к разрушению узла крепления лепестков со ступицей
Задачей предлагаемого лепесткового инструмента является повышение прочности корпуса от боковых и радиальных нагрузок в процессе закрепления инструмента на оборудовании, радиальных нагрузок и окружной скорости вращения инструмента в процессе работы.
Указанная задача достигается тем, что в лепестковом инструменте, содержащем жесткий корпус в виде втулки с центральным сквозным отверстием, лепестки в виде полос с волнистым внутренним торцем, закрепленных на корпуса слоем клеевой самотвердеющей смесью, в слой клеевой смеси дополнительно введена арматура, выполненная в виде плоской полосы со сквозными отверстиями по всей ее поверхности, а сама арматура может быть выполнена в виде металлической или неметаллической полосы, или сетки, или отдельных объемных твердых тел.
Суть предлагаемого лепесткового инструмента поясняется графической частью.
На фиг. 1 - изображен лепестковый инструмент с частичным сечением
На фиг. 2 - сечение А-А фиг 1 согласно п. 1 формулы
На фиг. 3 - сечение по А-А фиг. 1 где арматура в виде отдельных тел
На фиг. 4 - сечение по А-А фиг 1 согласно п. 5 формулы
На фиг. 5 - сечение по Б-Б фиг 2.
Как показано на графической части предлагаемый лепестковый инструмент содержит лепестки 1 с наружным 2 и внутренним 3 торцами. Лепестки 1 внутренним своим торцем 3 установлены по кругу вокруг жесткого корпуса 4, состоящего из втулки с центральным сквозным отверстием 5 и слоя самотвердеющей смеси 6. Внутренний торец 3 лепестков 1 выполнен в виде волновой линии и состоит из чередующихся - между собой выступов 7 и впадин 8. Внутри слоя 6 размещена арматура 9 со сквозными отверстиями 10. Арматура 9 может быть выполнена в виде полосы, сетки, или цилиндрического кольца из металла или неметаллического материала типа капролона, пластика, бумаги или в виде отдельных элементов типа гранул, фрагментов другой формы типа шаров, нитей и т.д. Внутренний торец 3 закреплен преимущественно в периферийной зоне слоя 6. В случае, когда арматура 9 выполнена в виде полос, сетки или цилиндрического кольца ее ширина выполнена по большей мере, равной высоте (b) корпуса 4, и установлена между - внутренним торцем 3 лепестков 1 и корпусом 4, а сквозные отверстия 10 выполнены по всей ее поверхности 11. На поверхности 11 арматуры 9 дополнительно могут быть выполнены боковые выступы 12, обеспечивающие гарантированный зазор между слоями арматуры в процессе сборки. В случае, когда арматура 9 выполнена в виде отдельных фрагментов, она располагается по всему объему слоя 6 хаотично относительно друг друга, но всегда между отдельными фрагментами располагается смесь 6. Если высота (t) слоя 6 смеси выполнена значительной или неравномерной, то арматура 9 может быть выполнена в виде нескольких слоев ленты, расположенных с гарантированным зазором между ними.
Сборка инструмента осуществляется следующим образом. Корпус 4 отверстием 5 устанавливается в форму. Затем лепестки 1 внутренним торцем 3 устанавливаются и набираются вокруг корпуса 4 по кругу вплотную друг к другу, образуя замкнутое кольцо с гарантированным зазором по отношению к корпусу 4. В зазор между торцем 3 и наружной поверхностью корпуса 4 устанавливается арматуры 9 и производится заливка самотвердеющей клеевой смесью 6. После заливки производится твердение смеси 6 и слой (t) смеси 6 превращается в монолит. После твердения смеси 6 сборка инструмента заканчивается.
Работа предлагаемого инструмента осуществляется следующим образом. Инструмент в сборе устанавливается отверстием 5 на вал шлифовального оборудования и производится боковой зажим до тех пор, пока инструмент будет прочно удерживается на валу без проворота, например с помощью резьбового соединения. Затем вал оборудования приводится во вращение, и лепестки 1 наружным торцем 2 прижимают к обрабатываемой поверхности, и осуществляется ее обработка. Перемещая инструмент по обрабатываемой поверхности, производится ее обработка по всей плоскости.
Все нагрузки на корпус и слой смеси от зажима, окружных и радиальных усилий распределяются между ними. Их максимальное значение становится меньше критических и слой смеси не разрушается в процессе работы инструмента. Кроме того монолитность клеевой смеси резко возрастает из-за введения арматуры, которая оказывается внутри слоя смеси и за счет отверстий в ней пронизана смесью, а слои смеси соединяются между собой через арматуру.
Использование предлагаемого технического решения позволит значительно снизить нагрузки на слой жидкотвердеющей смеси и полностью исключить его разрушение в процессе эксплуатации, повысить надежность крепления лепестков и полностью исключить разрушения клеевой смеси и корпуса в процессе эксплуатации.
Применение предлагаемого инструмента позволит повысить стойкость - корпуса и узла крепления лепестков к корпусу, сам корпус получается более жестким и не разрушается в процессе работы по сравнению с известным лепестковым инструментом аналогичного назначения.