Насадка шлифовальная, полировальная с дисковым рабочим органом (варианты)

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при шлифовании и полировании поверхностей изделий, имеющих как профильные формы различных конфигураций, так и плоские поверхности. Насадка содержит рабочий орган, состоящий из жесткого диска, рабочего диска и диска-подложки для установки шлифовального или полировального инструмента в виде гибкого диска. Предусмотрен гибкий плоский нерастяжимый диск малой толщины, жестко установленный на рабочем диске. Последний выполнен с боковой поверхностью в соответствии с геометрией обрабатываемой поверхности и жестко установлен на жестком диске. Диск-подложка выполнена с механизмом, обеспечивающим быструю установку и смену инструмента, и закреплена на гибком плоском нерастяжимом диске. Диаметр нерастяжимого диска больше диаметра жесткого и рабочего дисков на величину, необходимую для перекрытия пересечения боковой поверхности рабочего диска с плоской поверхностью, и равный диаметру диска-подложки. В рабочем органе выполнены сквозные отверстия для вывода пыли с обрабатываемой поверхности. Возможен вариант с использованием дополнительного диска-подложки, установленной между жестким и рабочим дисками с возможностью разъема насадки и ее перенастройки. В результате повышается качество обработки изделия с улучшением микро- и макрогеометрии его поверхности и с обеспечением равного давления инструмента на ее разные участки. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для механизации трудоемких процессов шлифования и полирования поверхностей в процессе выполнения отделочных работ и технологических операций. Устройство используется в различных вариантах комплектации рабочими органами. Комплексное применение сменных рабочих органов позволяет обрабатывать детали и изделия произвольной формы например, изделия, имеющие профильные формы различных конфигураций, а также поверхности деталей кузова автомобилей, криволинейные детали интерьеров, как выпуклые, так и вогнутые, поверхности пищевых и других емкостей, а также плоские поверхности, например мебельные щиты, стены, потолки и т.д.

Известно устройство "Шлифовальный или полировальный круг", патент DE 19500084 А1, предназначенное для обработки плоских поверхностей. В нем вопрос самоустановки рабочего инструмента по обрабатываемой поверхности решается путем использования оригинального шарнирного соединения ведущего вала и рабочего диска. Они соединены посредством резинового чашечной формы диска, имеющего центральное отверстие, в котором закреплен вал, а его периферия закреплена к нерабочей стороне жесткого диска. Изменение угла взаимного расположения вала и рабочего диска влечет деформацию резинового чашечного диска, но сохраняет его способность передавать вращение с ведущего вала на рабочий диск. К недостаткам этого устройства можно отнести его узкую специализацию - обработка плоских поверхностей, а также тот факт, что вся осевая нагрузка с ведущего вала на рабочий диск передается через резиновый чашечный круг, что не является необходимостью и подвергает его дополнительным нагрузкам, ведущим к его износу. Существенным признаком этого устройства, сходным с существенным признаком заявляемого изобретения, является наличие гибкого рабочего диска.

Известно устройство " Насадка шлифовальная или полировальная", патент RU 2201861, предназначенное для обработки плоских и криволинейных поверхностей. В качестве рабочего органа применяется гибкий плоский нерастяжимый диск малой толщины, имеющий рабочую и нерабочую стороны. К рабочей стороне прикрепляется абразивный инструмент. Нерабочей своей стороной диск центрально соединен с ведущим валом посредством упругого чашечного диска, передающего вращение с него на диск под изменяющимся углом. Часть осевого усилия на насадку передается на диск через сферическую выемку, выполненную в утолщении в центре на нерабочей стороне диска, служащую опорной поверхностью для сферического нижнего торца вала. Свободным своим противоположным концом, имеющим шестигранное сечение, вал зажимается в зажимное устройство привода. По этому участку вала перемещается каретка с шестигранным осевым отверстием, пружинно соединенная с валом. Каретка обеспечивает передачу вращения с вала на нее, имеет четыре крестообразно расположенные вилки, лежащие в плоскости, перпендикулярной оси отверстия. На осях этих вилок качаются четыре жестких рычага. На конце каждого рычага, направленного к нерабочей поверхности диска, имеется ролик, катающийся по ней на горизонтальной в статике оси, закрепленной в вилке рычага, при работе устройства обеспечивающий передачу осевого давления на вал насадки на периферию гибкого диска, управляя его изгибанием и направляя его по обрабатываемой поверхности. В этой вилке каждого рычага располагается вращающийся на вертикальной в статике оси ролик. Через эти ролики на рычагах пропущена натянутая бесконечная гибкая нерастяжимая нить. К недостаткам этого устройства можно отнести то, что давление на периферию гибкого диска осуществляется не по всей его площади, задействованной в обработке поверхности, а только в пяти точках, т.е. по центру диска, и давление, передаваемое от четырех роликов расположенных на рычагах, что ведет к неравномерной обработке и изменению макрогеометрии обрабатываемой поверхности. Также к недостаткам можно отнести невозможность обработки данной насадкой профильных поверхностей с малыми радиусами или сопряженных поверхностей и сложность конструкции. Существенным признаком этого устройства, сходным с существенным признаком заявляемого изобретения, является наличие в качестве рабочего органа гибкого плоского нерастяжимого диска малой толщины, имеющего рабочую и нерабочую стороны.

Наиболее близким к описываемому в настоящей заявке устройству является "Абразивный инструмент", патент US 5383309. В качестве рабочего инструмента используется жесткий диск, имеющий центральный ведущий вал, жестко соединенный с ним. К диску посредством подложки, работающей по принципу "крючков и петель", крепится рабочий диск, содержащий упругий слой пенистого полиуретана, имеющий значительную толщину, и гибкий слой, содержащий абразив. При работе "Абразивного инструмента" упругий шлифовальный диск входит в контакт с обрабатываемой криволинейной поверхностью всей своей площадью. Однако это достигается за счет того, что этот диск изготавливается с использованием упругого материала значительной толщины. При приближении инструмента к обрабатываемой поверхности те его участки, что раньше входят в контакт с ней вследствие ее, например, вогнутости, перед началом работы, деформируются, т.е. сжимаются по толщине сильнее, чем те, что входят в контакт последними. Таким образом, наблюдается разная степень сжатия упругого материала инструмента по толщине между криволинейной поверхностью и его жесткой плоской подошвой. Это требует приложения значительных усилий на инструмент для получения полного его контакта с поверхностью. Наибольшая интенсивность обработки достигается в тех участках поверхности, которые вступают в контакт с абразивным слоем перед началом работы первыми, так как большая часть усилия на инструмент распределяется именно на эти площади. По всей остальной поверхности интенсивность обработки значительно меньше, так как инструмент давит на них малой частью приложенного на него осевого усилия. То есть он не обеспечивает равномерность давления абразивного слоя на криволинейную поверхность в силу своей конструкции. Отсюда возникает вероятность снятия излишних слоев материала в случае обработки, например, профильной поверхности и отклонения формы обработанной поверхности от заданной. Задача приближения интенсивности обработки криволинейных поверхностей к равномерной во всех точках контакта инструмента с поверхностью данной конструкцией не решается. Это можно назвать ее недостатком. Существенным признаком этого устройства, сходным с существенным признаком заявляемого изобретения, является наличие жесткого диска, имеющего центральный ведущий вал, жестко соединенный с ним.

Решаемая заявляемым изобретением техническая задача состоит в обеспечении процессов шлифования или полирования как криволинейных, профильных, выпуклых, вогнутых поверхностей, так и плоских поверхностей в режиме, обеспечивающем работу инструмента по всей обрабатываемой площади с равным давлением на разные ее участки, т.е. приближения интенсивности обработки на разных участках любых поверхностей к равномерной, а значит, усовершенствования как микрогеометрии, так и макрогеометрии обработанной поверхности.

ОПИСАНИЕ ПО ВАРИАНТАМ

Поставленная техническая задача решается применением в устройстве (фиг.1, 2, 3) рабочего диска (2), имеющего поверхность (С), повторяющую профиль обрабатываемой поверхности (рис.4а, б, в), и гибкого плоского нерастяжимого диска малой толщины (3), в отличие от изделия прототипа (патент US 5383309). Само устройство состоит из четырех или трех дисков в зависимости от применяемых материалов (жесткий диск (1), рабочий диск (2), гибкий плоский нерастяжимый диск малой толщины (3) и диск-подложка (4)), все диски находятся в неразъемном состоянии между собой. Гибкий плоский нерастяжимый диск малой толщины (3) имеет рабочую (А) и нерабочую (В) стороны. Посредством диска-подложки (4), выполненного с механизмом, обеспечивающим быструю установку и смену, к рабочей стороне (А) прикрепляется абразивный (полировальный) инструмент в форме плоского гибкого диска из листового абразивного (полировального) материала на тканевой или бумажной основе, либо он крепится с помощью центрального отверстия(5), что не суть важно. Нерабочей своей стороной (В) гибкий плоский нерастяжимый диск малой толщины (3) либо выполнен как единое целое с рабочим диском (2) с поверхностью (С) из одного материала (например, полимера или другое), либо в комбинированном варианте, т.е., предположим, гибкий плоский нерастяжимый диск малой толщины (3) выполнен из пенополиуретана, а рабочий диск (2) из металла или другого материала. Применяемые материалы в данном устройстве могут применятся любые, лишь бы они обеспечивали необходимую жесткость и гибкость конструкции в зависимости от заданного технологического процесса, макрогеометрии, микрогеометрии и режимов обработки. Если рабочий диск (2) выполнен из мягкого, упругого материала, то для придания прочности конструкции и возможности жесткого крепления устройства на электропневмоинструмент или на шпиндель стационарного станка необходим жесткий диск (1), выполненный, например, из пластика или др., имеющий так же, как и диски (2, 3, 4), центральное отверстие (5) для возможности его установки на вышеперечисленное оборудование. Также возможна альтернатива центральному отверстию (5), это центральный ведущий вал, жестко соединенный с жестким диском (1). В такой комплектации насадка готова к обработке поверхностей, имеющих профильные формы различных конфигураций, а также поверхностей деталей кузова автомобилей, криволинейных деталей интерьеров, как выпуклых, так и вогнутых, поверхностей пищевых и других емкостей, а также плоских поверхностей, например, мебельных щитов, стен, потолков и т.д.

Второй вариант комплектации насадки предусматривает в устройстве возможность быстрой перенастройки с одного вида обрабатываемой поверхности на другую. Это достигается за счет того, что между жестким диском (1) и рабочим диском (2) устанавливается дополнительный диск-подложка (8), аналогичная диску-подложке (4), выполненная с механизмом, обеспечивающим быструю установку и смену, что естественно позволит сократить как время на перенастройку при обработке разных видов поверхностей, так и материалы при производстве данного устройства. Геометрия в предлагаемом устройстве поверхности (С) определяется геометрией обрабатываемых поверхностей, для которых проектируется конкретная модель заявляемого устройства. Это же относится и к полировальным инструментам.

Следует отметить, что в случае проектирования устройства как в первом варианте, так и во втором с дисками с различной формой поверхности (С), от плоской до профильной, при обработке заданной поверхности гибкий плоский нерастяжимый диск малой толщины (3) должен иметь необходимый диаметр для перекрытия пересечения боковой поверхности (С) рабочего диска и поверхности D, как показано на фиг.1. То есть каждый диск (3) должен иметь такой диаметр, который позволит ему в полной мере повторить необходимый профиль поверхности (С). Поверхность (С) в свою очередь в случае необходимости получения высокоточной макрогеометрии должна точно соответствовать геометрии обрабатываемой поверхности, что в деревообработке или отделочных работах встречается крайне редко. Для примера: при обработке художественного элемента (фиг.4, г), будь то из дерева или из гипсокартона, в количестве двух штук отклонение в размерах по форме между ними в 2...3 мм зрительно заметить практически невозможно.

Объем испрашиваемой правовой охраны распространяется на шлифовальную и полировальную насадку с дисковыми рабочими органами в вариантах.

Фиг.1 - чертеж заявляемого устройства, в первом варианте комплектации.

Фиг.2 - чертеж заявляемого устройства, в разрезе.

Фиг.3 - чертеж заявляемого устройства, во втором варианте комплектации.

Фиг.4 - чертеж некоторых поверхностей, которые возможно обрабатывать данным приспособлением.

Поставленная техническая задача решается заявляемым устройством, подробная конструкция которого рассматривается ниже и показана на фиг.1, 2 и 3

Подробная конструкция заявленного устройства

В первом варианте шлифовальная (полировальная) насадка является цельной (фиг.1).

Насадка шлифовальная, полировальная со сменным шлифовальным или полировальным инструментом содержит рабочий орган, состоящий из:

1 - жесткий диск, пластмассовый (или выполненный из любого материала, способного обеспечить необходимую жесткость конструкции в зависимости от заданного технологического процесса и режимов оброботки, например, из металла и т.д.) диск обеспечивает жесткость в конструкции данного приспособления;

2 - рабочий диск, пенополиуретановый(или выполненный из любого материала, способного обеспечить необходимую гибкость или жесткость в зависимости от заданного технологического процесса и режимов оброботки, например, из металла и т.д.) диск обеспечивает необходимую гибкость либо жесткость при обработке профильных и других поверхностей;

3 - гибкий плоский нерастяжимый диск малой толщины, пенополиуретановый(или выполненный из любого материала, способного обеспечить необходимую гибкость в зависимости от заданного технологического процесса и режимов обработки, например, резиновый и т.д.) диск обеспечивает необходимую гибкость при обработке профильных и других поверхностей;

4 - диск-подложка, выполнен с механизмом, обеспечивающим быструю установку и смену гибкого абразивного материала (также возможно крепление абразивного материала при помощи центрального винта), а также данный диск увеличивает прочностные характеристики диска (3).

Насадка имеет сквозное центральное отверстие 5 и металлическую шайбу (втулку) 7, расположенную в центре устройства, необходимые для возможности крепления и увеличения прочности и износостойкости жесткого диска (1) при установке его с помощью болта на ручной электро- или пневмоинструмент или на шпиндель стационарных станков. Также имеются сквозные отверстия 6 для отвода пыли.

Во втором варианте шлифовальная (полировальная) насадка является разъемной (фиг.3).

Это достигается за счет того, что между диском (1) и (2) устанавливается дополнительный диск-подложка (8), аналогичный диску-подложке (4), выполненный с механизмом, обеспечивающим быструю установку и смену, что естественно позволяет сократить время на перенастройку при обработке разных видов поверхностей.

Рассмотрим работу устройства.

Перед началом работы насадка (фиг.1) устанавливается центральным отверстием 5 на рабочем органе ручного электро- или пневмоинструмента или на шпиндель стационарного станка. Далее на рабочую поверхность (А) диска-подложки 4 закрепляется абразивный материал. Затем устройство вводится в контакт, предположим, с обрабатываемой профильной поверхностью (см. рис.4, а), в этот момент рабочая поверхность (А) и нерабочая поверхность (В) диска 3 и 4 оказывается между обрабатываемой поверхностью и нерабочей поверхностью (С) диска 2 и 1, принимая точную форму обрабатываемой поверхности, это достигается правильным сочетанием степени гибкости снаряженного абразивным инструментом гибкого плоского нерастяжимого диска малой толщины (3) и диска-подложки (4), тем самым обеспечивая усовершенствования как микрогеометрии, так и макрогеометрии обработанной поверхности и равномерное распределение давления на обрабатываемую поверхность. В процессе обработки образующаяся пыль с обрабатываемой поверхности удаляется через сквозные отверстия 6.

1. Насадка шлифовальная, полировальная со сменным шлифовальным или полировальным инструментом, содержащая рабочий орган, состоящий из жесткого диска, рабочего диска и диска-подложки для установки шлифовального или полировального инструмента в виде гибкого диска, отличающаяся тем, что она снабжена гибким плоским нерастяжимым диском малой толщины, жестко установленным на рабочем диске, выполненном с боковой поверхностью в соответствии с геометрией обрабатываемой поверхности и жестко установленном на жестком диске, а диск-подложка выполнена с механизмом, обеспечивающим быструю установку и смену инструмента, и закреплена на гибком плоском нерастяжимом диске малой толщины, имеющем диаметр, больший диаметра жесткого и рабочего дисков на величину, необходимую для перекрытия боковой поверхности рабочего диска, и равный диаметру диска-подложки, при этом в рабочем органе выполнены сквозные отверстия для вывода пыли с обрабатываемой поверхности.

2. Насадка по п.1, отличающаяся тем, что в рабочем органе выполнено центральное отверстие для установки насадки на ручном электро- или пневмоинструменте.

3. Насадка по п.2, отличающаяся тем, что в центральном отверстии установлена металлическая шайба для прочной установки насадки на ручном электро- или пневмо-инструменте.

4. Насадка по п.2, отличающаяся тем, что в центральном отверстии установлена металлическая втулка для прочной установки насадки на промышленных стационарных станках.

5. Насадка по п.1, отличающаяся тем, что рабочий диск выполнен из твердого или упругого мягкого материала.

6. Насадка по п.1, отличающаяся тем, что жесткий диск выполнен с центральным ведущим валом, жестко соединенным с упомянутым диском.

7. Насадка шлифовальная, полировальная со сменным шлифовальным или полировальным инструментом, содержащая рабочий орган, состоящий из жесткого диск, рабочего диска и диска-подложки для установки шлифовального или полировального инструмента в виде гибкого диска, отличающаяся тем, что она снабжена гибким плоским нерастяжимым диском малой толщины, жестко установленным на рабочем диске, выполненном с боковой поверхностью в соответствии с геометрией обрабатываемой поверхности и жестко установленном на жестком диске, и дополнительным диском-подложкой, установленной между жестким и рабочим дисками с обеспечением возможности разъема насадки и быстрой ее перенастройки с обработки одного вида поверхности на другой, а диск-подложка для шлифовального или полировального инструмента выполнена с механизмом, обеспечивающим быструю его установку и смену, и закреплена на гибком плоском нерастяжимом диске малой толщины, имеющем диаметр, больший диаметра жесткого и рабочего дисков на величину, необходимую для перекрытия боковой поверхности рабочего диска, и равный диаметру диска-подложки для инструмента, при этом в рабочем органе выполнены сквозные отверстия для вывода пыли с обрабатываемой поверхности.

8. Насадка по п.7, отличающаяся тем, что в рабочем органе выполнено центральное отверстие для установки насадки на ручном электро- или пневмоинструменте.

9. Насадка по п.8, отличающаяся тем, что в центральном отверстии установлена металлическая шайба для прочной установки насадки на ручном электро- или пневмо-инструменте.

10. Насадка по п.8, отличающаяся тем, что в центральном отверстии установлена металлическая втулка для прочной установки насадки на промышленных стационарных станках.

11. Насадка по п.7, отличающаяся тем, что рабочий диск выполнен из твердого или упругого мягкого материала.

12. Насадка по п.7, отличающаяся тем, что жесткий диск выполнен с центральным ведущим валом, жестко соединенным с упомянутым диском.