Иглофреза

 

Изобретение относится к инструментам для удаления с поверхностей металлов шлака , ржавчины, окалины, заусенцев, для резания металлов. Цель изобретения - повышение долговечности. Иглофреза содержит U-образные пучки ворса, внешние концы которых образуют рабочую поверхность , втулку, несущую фланцы с кольцевыми выступами, внутренняя сторона которых обращенная к пучкам U-образного проволочного ворса, имеет форму двугранной конической поверхности, одна из граней которой, обращенная к периферии иглофрезы, образует с боковой конической поверхностью ворса зазор с углом, вершина которого расположена на ребре двугранной конической поверхности, контактирующем с боковой конической поверхностью ворса, установленные на втулке кольцеобразные держатели для крепления U-образных пучков ворса, имеющие различные радиусы наружной поверхности, величины которых, начиная от радиуса кольцеобразного держателя , проходящего через ось симметрии иглофрезы, до радиусов крайних по длине втулки кольцеобразных держателей, расположены в порядке убывающей арифметической прогрессии, а радиус кольцеобразного держателя, проходящего через ось симметрии иглофоезы, меньше расстояния от оси вращения иглофрезы до основания кольцевого выступа фланцев в зоне рабочих концов ворса на одну-три величины разности прогрессии. Рабочая поверхность ворса имеет пазы в форме полукруга, расположенные по периметру иглофрезы с равномерным шагом и имеющие равную глубину, Соотношение свободной длины проволочных элементов ворса, расположенных по нэклонным поверхностям пазов, и наименьшего радиуса инерции поперечного сечения проволочных элементов находится в пределах 50 - 100. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л Јх СО сл CN XJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 А 46 В 7/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ <л !

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4700923/12 (22) 05.06.89 (46) 30.06,92. Бюл. N 24 (71) Белгородский технологический институт строительных материалов им. И.А, Гришманова (72) И.Г. Гаврилен ко (53) 621.7.022.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1666052, кл. А 46 В 7/10, 1988. (54) ИГЛОФРЕЗА (57, Изобретение относится к инструментам для удаления с поверхностей металлов шлака, ржавчины, окалины, заусенцев, для резания металлов, Цель изобретения повышение долговечности. Иглофреза со-, держит U-образные пучки ворса, внешние концы которых образуют рабочую поверхность, втулку, несущую фланцы с кольцевыми выступами, внутренняя сторона которых обращенная к пучкам U-образного проволочного ворса, имеет форму двугранной конической поверхности, одна из граней которой, обращенная к периферии иглофрезы, образует с боковой конической поверхностью ворса зазор с углом, вершина которого расположена на ребре двугранной

Изобретение относится к инструментам для удаления с поверхностей металлов шлака, ржавчины, окалины, заусенцев, для резания металлов, Цель изобретения — повышение долговечности.

На фиг.1 изображена предлагаемая иглофреза с разрезом, общий вид; на фиг,2—

< > Я2 - 1 743567 А 1 конической поверхности, контактирующем с боковой конической поверхностью ворса, установленные на втулке кольцеобразные держатели для крепления U-образных,пучков ворса, имеющие различные радиусы наружной поверхности, величины которых, начиная от радиуса кольцеобраэного держателя, проходящего через ось симметрии иглофрезы, до радиусов крайних по длине втулки кольцеобразных держателей, расположены в порядке убывающей арифметической прогрессии, а радиус кольцеобразного держателя, проходящего через ось симметрии иглофрезы, меньше расстояния от оси вращения иглофрезы до основания кольцевого выступа фланцев в зоне рабочих концов ворса на одну — три величины разности прогрессии. Рабочая поверхность ворса имеет пазы в форме полукруга, расположен:.ые по периметру иглофрезы с равномерным шагом и имеющие равную глубину, Соотношение свободной длины проволочныхэлементов ворса, расположенных по наклонным поверхностям пазов, и наименьшего радиуса инерции попереч; ого сечения проволочных элементов находится в пределах 50 — 100. 2 з,п. ф-лы, 3 ил. то же, вид с торца; на фиг.3 — то же, с расположением пазов на рабочей поверхности под углом к оси вращения, Иглофреза содержит втулку 1 с установленными на ней кольцеобразными держателями 2 — 4, несущими огибающие их

U-Образные пучки ворса 5 из стальной пружинной проволоки с коэффициентом плот1743567 насти в пределах 0,785 — 0,890, и расположенные на противоположных концах втулки

1 прижимные фланцы 6. При этом кольцеобразные держатели 2 — 4 имеют различные радиусы наружной поверхности, величины которых, начиная от кольцеобразного держателя 4, проходящего через вертикальную ось симметрии иглофрезы, до радиусов крайних па длине втулки 1 кольцеобразных держателей 2, расположены в порядке убывающей арифметической прогрессии, а радиус кальцеобразного держателя 4, проходящего через вертикальную ось симметрии иглофрезы, меньше расстояния от оси вращения иглофрезы до основания кольцевого выступа фланца 6 в зоне зажима рабочих концов ворса 5 на Одну — три велиЧИНЬ(РаЗНаст в (зРОГР8ССИИ. BH Ö38HHßß Ста рона кальцевага выступа фланца 6, обращенная K (.равалачному ворсу 5, выполнена в виде дну(.ранной конической поверхности. При этом ребро этих граней расположено от рабочей поверхности иглафрезы на расстоянии, равном свободной длине рабочих проволочных элементов ворса 5, для ограничения поперечного отклонения проволочного ворса в процессе рабаты. Между гранью конической поверх" насти кольцевого выступа фланца 6, обращенной к периферии иглофрезы, и боковой конической поверхностью проволачнога ворса 5 имеется зазор с углом р1 = 1 — Зо, вершина которого находится на ребре двуграннай конической поверхности кольцевога выступа фланцев 6, контактирующем с боковой конической поверхностью проволочного ворса 5. Твердость проволочных элементов ворса 5 выше твердости кольцеобразных держателей 2 — 4, Разделяющие рабочую поверхность проволочного ворса 5 пазы 7 имеют форму полукруга, равную глубину, равномерный шаг по периметру и могут быть расположены как параллельно оси врашения иглафрезы. так и под углом к оси вращения.

Пр.; ;там .Ост аше;-гие своб.. дной ллины i проволочных элементов ворса 5, расположенных па наклонным поверхностям пазов; и наиме: шего радиуса инерции i

ПОП8Р;з;НОГО СЕЧЕНИЯ ПРаВОЛОЧНЫХ ЭЛЕМЕНтав наход(;гся в пределах 50 — 100, Величины радиусов рабочей поверхности проволочного ворса 5, ребра двугранной конической поверхности кольцевого выступа фланцев 6, основания кольцевого выступа фланцев 6, периферийной поверхности крайних па длине втулки 1 кольцеобразных держателей 2 и ширина рабочей поверхности провалочнога ворса 5, в сечении проволочного ворса 5 между ребрами двугранных конических поверхностей кольцевых выступов фланцев 6, в сечении у основания кольцевых выступов фланцев 6 и в сечении у периферийной поверхности крайних по дли5 не втулки 1 кольцеобразных держателей 2 определяются соотношением

0,785 ( ((2 (2 зз n (gy

- 2 зз в в = з гз в, в, = 2 зз вз вз

10 г(г) гп

О

22 ззЛзТвз — z(i -(в,з — з,с)з)

15 где О, 185 и 0,890 -- коэффициенты плотноп и проволочного ворса;

20 тс = 3 14 — Отношение длины Окружности к диаметру;

d — диаметр проволочных элементов ворса, мм; гп — общее число проволочных элемен25 тов на поверхности выступов и поверхности пазов, R,R1,É2,R3 радиусы рабочей пОВ8рхна сти проволочного ворса, ребра двугранной конической поверхности кольцевого высту30 па фланцев, основания кольцевого выступа фланцев, периферийной поверхности крайних по длине втулок кольцеабразн ых держателей соответственно, мм;

35 В,I31,Â2,!33 — ширина рабочей г(аверхнасти проволочного ворса, в сечении право лачнаго ворса между ребрами дву(-раиных конических поверхностей кольцевых выступов фланцев, в сечении у основания кол ьце40 вых выступов фланцев и в сечении у периферийной поверхности крайних по длине втулки кол ьцеобразных держателей соответственно, мм;

z — число кольцеобразных держателей в

45 наборе проволочного ворса; и — толщина кольцеобразных держателе:i да сборки и Опрессавки иглафр8зы, viM. указанное сог»тнашениг-; выведена из условия равенства площадей рабочей r ОьО:..:8»хнасти проволочного ворса и ега се ений.

Толщина h кольцеобразных держателей до сборки и опрессовки иглофрезы должна быть больше двух наименьших «о(-гструктив55 но допустимых радиусов rK гиба U- образных провала ных элементов на величину примерна Одного диаметра i".(праволоч(ого элемента. Зто необходимо для тога, -ггабы пр;." сборке и опрессовке иглсбрезь(-образны(.

ПРОВаззачНЫФь ЭЛЕМ(а(т((з; ЛИ П зз 1 (И1зс в,ав .(ваться з боковь((-. Оверх.гости.:<- i

1743567 цеобразных держателей на глубину, примерно равную 0,05-0,5 б с каждой стороны.

При гибке U-образных проволочных элементов их технологический радиус гиба r> должен быть больше наименьшего конст- 5 руктивно допустимого радиуса гиба гк и соответственно больше половины принятой толщины h кольцеобразного держателя.

15

При коэффициенте плотности проволочного ворса, т.е, отношении суммы площадей торцов всех проволочных элементов ворса иглофрезы к занимаемой им площади на периферийной поверхности, равном

0,785, проволочные элементы могут располагаться правильными рядамй по осям и соприкасаться между собой. Число 0;785 характеризует отношение площади вписанного круга к площади описанного прямоугольника (квадрата). При расположении двух соседних рядов проволочных элементов в шахматном порядке и соприкасании проволочных элементов между собой коэффициент плотности будет равен 0,837 (определяется геометрическим построением и расчетом), Приувеличении числа рядов проволочных элементов, расположенных в шахматном порядке, коэффициент плотности сояпветственно Iloвышается до 0,856 при трех рядах проволочных элементов, до 0,866 при четырех рядах, до 0,872 при пяти рядах, до 0,885 при одиннадцати рядах, до 0,890 при двадцати рядах и т,д. При расположении проволочных элементов в шахматном порядке и соприкасании их между собой они не имеют зазоров, позволяющих им перемещаться один относительно другого и упруго изгибаться, При рабочей поверхности иглофрезы, состоящей по ширине более чем из.20 рядов проволочных элементов и имеющей общий коэффициент плотности проволочного ворса 0,890, проволочные элементы могут соприкасаться между собой и вместе с тем будут иметь зазоры, позволяющие им отклоняться в стороны один от другого и упруго изгибаться в процессе работы, В расчетах на устойчивость стальных стержней по формуле Эйлера их гибкость должна составлять Л=,и 1/i =--100 — 200, где л,— гибкость стержня,,и — коэффициент приведения длины, 1 — длина стержня, i — наименьший радиус инерции поперечного сечения стержня. Для консольно закрепленного стержня коэффициент приведения длины,и = 2. Тогда для стальных проволочных элементов ворса иглофрезы iL = 21/i =

100 — 200 или I/! = 50 — 100.

В качестве ворса иглофрезы применяется проволока стальная углеродистая пружинная по ГОСТ 9389;75, изготовленная, например, из стали марки 65 Г по ГОСТ

1050-74, или проволока стальная легированная пружинная по ГОСТ 14963-78, изготовленная из стали марок 51ХФА, 60С2А, 65С2ВА, 70СЗА по ГОСТ 14959-79.

Применяется проволока диаметром

0,56 мм, а также диаметром 0,5, 0,63 и 0,7 мм;

В качестве материала кольцеобразных держателей применяется малоуглеродистая сталь, например сталь марки 20, а также бронза, латунь, алюминиевые сплавы и т.п.

Пазы полукруглого профиля на рабочей поверхности проволочного ворса иглофрезы получают путем шлифования после сборки иглофрезы, Благодаря тому, что разделяющие рабочую поверхность проволочного ворса иглофрезы пазы имеют форму, полукруга, равную глубину, равномерный шаг по периметру, а соотношение свободной длины проволочных элементов ворса, расположенных по наклонным поверхностям пазов, и наименьшего радиуса инерции поперечного сечения проволочных элементов находится в пределах 50 — 100, обеспечивается упругое поджатие крайних рядов рабочих участков проволочного ворса и предотвращение их пластического деформирования в процессе работы, уменьшение разновысотности неровностей профиля формируемой поверхности металла и следов их поверхностной пластической деформации, улучшение условий отвода тепла и удаления микростружки из рабочей зоны, что в конечном итоге повышает долговечность проволочного ворса и качества обработки.

Благодаря определенному соотношению величин радиусов рабочей поверхности проволочного ворса, ребра двугранной конической поверхности кольцевого выступа прижимных фланцев, основания кольцевого выступа фланцев, периферийной поверхности крайних по длине втулки кольцеобразнь:х держателей и ширинь рабочей поверхности проволочного ворсс, в сечении проволочного ворса между ребрами двугранных конических поверхностей кольцевых выступов фланцев, в сечении у основания кольцевых выступов фланцев и в сечении у периферийной поверхности крайних по длине втулки кольцеобразных деталей обеспечивается равномерная плотность проволочного ворса в пределах оптимальных значений коэффициента плотности, составляющих 0,785 — 0,890, при которых проволочные элементы ворса соприкасают1743567 ся между собой и имеют зазоры, позволяющие им упруго изгибаться в процессе работы, образовывать рабочие углы и режущие кромки, что в итоге повышает долговечность проволочного ворса и качество обработки.

Благодаря тому, что разделяющие рабочую поверхность проволочного ворса пазы расположены под углом к оси вращения иглофрезь), причем угол выражен определенной зависимостью, обеспечивается непрерывное эластичное взаимодействие проволочного ворса с обрабатываемой поверхностью металла, что повышает долговечность ворса и качество обработки, Иглофреза может работать в режимах зачистки и резания металлов, Для работы иглофрезы в режиме резания необходимо, чтобы твердость и предел прочности при растяжении материала проволочных элементов ворса были выше соответственно твердости и предела прочности при растяжении обрабатываемого металла, соотношение свободной длины рабочих проволочных элементов ворса и наименьшего радиуса инерции поперечного сечения проволочного элементов находилось в пределах 50 — 100, коэффициент плотности проволочного ворса находился в пределах 0,785

-- 0,890. При работе в режиме резания иглофрезы с пазами на рабочей поверхности ворса происходит перераспределение работы формирования поверхностного слоя обрабатываемого металла между проволочными элементами в сторону увеличения работы резания и уменьшения работы поверхностной пластической деформации, что приводит к уменьшению разновысотности неравностей профиля формируемой поверхности и следов их поверхностной пластической деформации.

Формула изобретения

1, Иглофоеза, содержащая U-образные пучки ворса, внешние концы которых обра .уют рабочую поверхность, втулку, несущую на своих противоположных концах фланцы с кольцевыми выступами, внутренняя сторона которых, обращенная к пучкам 0-образного проволочного ворса, имеет форму двугранной конической поверхности, одна из граней которой, обращенная к периферии иглофрезы, образует с боковой конической поверхностью ворса зазор с углом, вершина которого расположена на ребре двугранной конической поверхности, контактирующем с боковой конической поверхностью ворса, установленные на втулке кольцеобразные держатели для крепления

U-образных пучков ворса, имеющие различные радиусы наружной поверхности, величины которых, начиная от радиуса

40

10

55 кольцеобразного держателя, проходящего через ось симметрии иглофрезы, до радиусов крайних по длине втулки кольцеобразных держателей, расположены в порядке убывающей арифметической прогрессии„а радиус кольцеобразного держателя, проходящего через ось симметрии иглофрезы, меньше расстояния от оси вращения иглофрезы до основания кольцевого выступа фланцев в зоне рабочих концов ворса на одну — три величины разности прогрессии, отличающаяся тем,что,сцелью повышения долговечности, рабочая поверхность ворса имеет пазы в форме полукруга, расположенные по периметру иглофрезы с равномерным шагом и имеющие равную глубину, при этом соотношение свободной длины проволочных элементов ворса, расположенных по наклонным поверхностям пазов, и наименьшего радиуса инерции поперечного сечения проволочных элементов нахо. ится в пределах 50 — 100.

2. Иглофреза по и 1, отличающаяся тем, что величины радиусов рабочей поверхности проволочного ворса, ребра двугран. ной конической поверхности кольцевого выступа фланцев, основания кольцевого выступа фланцев, периферийной поверхности крайних по длине втулки кольцеобразных держателей и ширина рабочей поверхности проволочного ворса, в сечении проволочного ворса между ребрами двугранных конических поверхностей кольцевых выступов фланцев, в сечении у основания кольцевых выступов фланцев и в сечении у периферийной поверхности крайних по длине втулки кольцеобразных держателей определяются соотношением г(— ) -.и л (— ) m 7i(— ) m

d 9 d ..о

0785 (2, 2 2

2_#_Я 8 2XR183 2XR2 В2.dx ж(— )m

3 2 *:л .Я)Вз — z! h -(01 - )O d)$

0,890 где 0,785 и 0,890 — коэффициенты плотности проволочного ворса, d — диаметр проволочных элементоь ворса, мм;

m — общее число проволочных элементов на поверхности периферии ворса. т,е. на раЬочей поверхности выступов M nGBepxHo" сти пазов;

P.,R,R,йз — радиусы рабочей поверхности проволочного ворса., ребра двугранной конической поверхности кольцевого высту1743567

10 па фланцев, основания кольцевого выступа фланцев, периферийной поверхности крайних по длине втулки кольцеобразныхдержателей соответственно, мм;

В, В, Bz, Вз — ширина рабочей поверхности проволочного ворса в сечении проволочного ворса между ребрами двугранных конических поверхностей кольцевых выступов фланцев, в сечении у основания кольцевых выступов фланцев и в сечении у периферийной поверхности крайних по длине втулки кольцеобразных держателей соответственно,мм;

z — число кольцеобразных держателей в наборе проволочного ворса;

h — толщина кольцеобразных держателей до сборки и опрессовки иглофрезы, мм, 3. Иглофреза по п.1, отличающаяся тем, что пазы расположены под углом к оси

5 ее вращения, при этом угол определяется по следующей зависимости р = arcing(b/В), 10 где p — угол наклона паза на рабочей поверхности проволочного ворса относительно оси вращения иглофрезы, град;

Ь вЂ” ширина паза на рабочей поверхно. сти иглофрезы в направлении, перпендику15 лярном оси вращения иглофрезы, мм;

 — ширина рабочей поверхности иглофрезы, мм.

1743567

1743567

Составитель M.Ñîíèíà

Редактор M.Êîáûëÿíñêàÿ Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор А.Осауленко

Заказ 2142 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101