ТОРЦОВАЯ ИГЛОФРЕЗА Российский патент 1996 года по МПК B23C5/06 B24D13/10 

Изобретение относится к конструкциям торцовых иглофрез, предназначенных для очистки поверхностей изделий, например, от продуктов коррозии, окалины, оксидных пленок, шлака, а также для зачистки сварных швов, удаления заусенцев и скругления острых кромок.

Известна цилиндрическая щетка, содержащая оправку, на которую устанавливают пакет проволочного ворса, скрепленного у основания склеиванием или сваркой. Пакет ворса поджимается с двух сторон шайбами, гайкой и контргайкой. Для исключения проворота шайб они выполнены с шлицевыми пазами и заштифтованы относительно оправки ( см. а. с. СССР N 707668, кл. А 46 В 7/10, 1978 г.).

В процессе эксплуатации цилиндрической щетки проволочный ворс подвергается значительным нагрузкам. В случае, если проволочный ворс у основания скреплен сваркой, то вследствие термического воздействия осуществляется разупрочнение проволочного ворса на некоторое расстояние от зоны сварного шва нерабочего торца. Величина зоны термического воздействия (ЗТВ) может быть различной и зависит от целого ряда факторов.

В процессе работы щетки возможны поломки ворса именно в ЗТВ, особенно в случае, когда ЗТВ распространяется за пределы прижимных фланцев, либо в случае ненадлежащей плотности упаковки ворса в ЗТВ щетки. Таким образом, известный инструмент обладает невысокой эксплуатационной надежностью и долговечностью.

Известна торцовая щетка, содержащая корпус с охватывающим его кольцом, причем образующая поверхность корпуса и торцевая отбортовка кольца с внутренней ее части выполнены коническими, а между ними установлен кольцевой пакет ворса на нерабочей торцовой поверхности которого установлено опорное кольцо. Закрепление кольцевого пакета между коническими поверхностями осуществляется посредством стяжных винтов ( см. а, с. СССР N 1168169, кл. А 46 В 7/10, 1982 г.).

В результате анализа данной конструкции необходимо отметить, что она довольно сложна, нетехнологична, трудоемка в сборке. На ворсовый пакет с тыльной стороны устанавливают опорное кольцо и соединяют его с ворсом путем пайки или склеивания. Формирование указанным выше методом ворсового пакета обуславливает его невысокую эксплуатационную надежность, так как прочность спаивания ( или склеивания) различна по поверхности соединения нерабочего торца ворсового пакета с опорным кольцом. Данное техническое принято за прототип.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение повышения надежности и долговечности торцовых иглофрез, у которых пакет ворса скреплен сваркой. Поставленная задача решается тем, что в торцовой иглофрезе, содержащей соединенные друг с другом корпус и вкладыш, между коническими поверхностями которых размещен кольцевой пакет проволочного ворса, скрепленного с нерабочего торца опорным элементом, выполненным в виде сварного соединения, причем на расстоянии 3 40 мм от сварного соединения в сторону рабочего торца кольцевого пакета, коэффициент заполнения проволочного ворса составляет 0,8 - 0,906.

При проведении патентных исследований не обнаружены технические решения с совокупностью существенных признаков идентичной заявленной, что позволяет считать заявленную конструкцию инструмента новой.

Предложенное решение задачи не следует явным образом для специалистов из уровня техники и благодаря ему удалось создать инструмент, обладающий высокими надежностью и долговечностью. На основании изложенного считаем, что предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень. Предлагаемая иглофреза может быть изготовлена и использована в промышленности, что позволяет считать предложенный инструмент промышленно применимым.

Таким образом, предлагаемое изобретение обладает всеми критериями патентоспособности, предусмотренными законодательством. Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 осевой разрез торцовой иглофрезы; на фиг.2 вид А по фиг.1.

Иглофреза выполнена в виде корпуса 1 с выполненной в нем конической полостью. В полости размещается вкладыш 2, образующая которого имеет коническую форму. Между коническими поверхностями полости и вкладыша располагают кольцевой пакет 3 проволочных игл ( ворса), крепление пакета осуществляется винтами 4. Нерабочая часть пакета "А" располагается между коническими поверхностями 5 корпуса и 6 вкладыша и в процессе работы иглофрезы не испытывает изгибных нагрузок в отличии от рабочей части "В".

Иглы кольцевого пакета 3 с нерабочей части соединены сварным соединением 7. В связи с тем, что в зоне термического влияния ( ЗТВ ) "В" сварочного соединения механические свойства проволоки снижены, необходимо, чтобы в процессе работы иглофрезы данная зона испытывала минимальные нагрузки, особенно изгибные. Для этого нерабочая часть пакета зажимается коническими поверхностями 5 и 6. Зажим осуществляется на длине 3 40 мм от сварного шва таким образом, чтобы в этой части коэффициент заполнения находился в пределах 0,80-0,906. Коэффициент заполнения больший 0,906 теоретически невозможен для игл цилиндрической формы. При значении коэффициента заполнения меньше 0,80 у отдельных элементов кольцевого пакета в процессе работы иглофрезы не исключена возможность сдвига ( перемещения ) отдельного элемента (иглы) в кольцевом пакете 3, что влечет за собой снижение надежности скрепления игл и ухудшение эксплуатационных характеристик инструмента ( иглофрезы ).

Длина участка, на котором коэффициент заполнения достигает отмеченных выше значений, не может быть менее З мм, так как в этом случае велика вероятность действия в ЗТВ иглы изгибных нагрузок в процессе работы иглофрезы, а величина участка более 40 мм приводит к нерациональному расходу проволочных игл.

Размеры ЗТВ зависят от многих факторов, в том числе от режима и способа сварки, квалификации сварщика и т.д.

Металлографические исследования сварного соединения игл и околошовной зоны показали, что на участке, непосредственно примыкающем к сварному шву, в металле игл появляются хрупкие структуры, приводящее к образованию трещин. Как показали исследования, величина ЗТВ колеблется от 3 до 40 мм.

При повторных напряжениях изгиба возникающих в процессе работы иглофрезы, происходит поломка игл в местах их разупрочнения, т.е. в ЗТВ, поэтому обязательным является соблюдение условия относительно коэффициента заполнения проволочного ворса 0,8 0,906 на расстоянии 3 40 мм от сварного соединения кольцевого пакета в сторону его рабочего торца.

Торцовая иглофреза работает следующим образом. С помощью механизма прижима станка (например, вертикально-фрезерного) иглофреза доводится до соприкосновения с обрабатываемой деталью (установленной на столе станка), поджимается к ней с заданным усилием, после чего включается привод вращения фрезы. Под действием крутящего момента и усилия прижатия каждый из режущих элементов по линии контакта с деталью отгибается в сторону, противоположную направлению вращения. Режущие элементы, отгибаясь, опираются на расположенные сзади, а те в свою очередь опираются на расположенные за ними. Таким образом создается жесткость, необходимая для осуществления процесса резания.

При работе заявленного инструмента напряжения изгиба не передаются на разупрочненные участки ворса кольцевого пакета, a обеспечение заданной плотности упаковки позволяет надежно удерживать ворс в пакете при работе иглофрезы. Применение заявленной конструкции иглофрезы позволяет повысить долговечность в 10 100 раз в сравнении с традиционными конструкциями, а также повысить стабильность работы иглофрез.

Использование: для очистки поверхностей изделий от окалины, коррозии, окисных пленок, а также для зачистки сварных швов, удаления заусенцев и скругления кромок. Сущность изобретения: между коническими поверхностями корпуса 1 и вкладыша 2 размещен кольцевой пакет 3 проволочного ворса. С нерабочей стороны проволочный ворс соединен сварным соединением 7. На расстоянии 3-40 мм от сварного соединения коэффициент заполнения проволочного ворса составляет 0,8-0,906. 2 ил.

Торцовая иглофреза, включающая расположенный между конической наружной поверхностью вкладыша и внутренней конической поверхностью корпуса кольцевой пакет проволочного ворса, скрепленного с нерабочей стороны, отличающаяся тем, что проволочный ворс скреплен сварным соединением, а на участке на расстоянии 3-40 мм от сварного соединения коэффициент заполнения проволочным ворсом равен 0,8-0,906.