ШЛИФОВАЛЬНО-ПОЛИРОВАЛЬНЫЙ АБРАЗИВ НА ГИБКОЙ ОСНОВЕ Российский патент 2006 года по МПК B24D11/00 

Изобретение относится к камнеобрабатывающей и металлообрабатывающей промышленности, а именно к фактурной обработке природного камня и металла.

Известны конструкции твердых полировальных инструментов. Твердые полировальные инструменты отличаются друг от друга видом полировального порошка (окисла хрома, алюминия, олова, алмаз) и типом связки (бакелитовая смола, резина) или неорганическая (магнезиальная) (Орлов А.М. Добыча и обработка природного камня. - М.: Стройиздат, 1977. - С.350).

Наиболее распространены среди твердых полировальников - алмазные полировальники.

Недостатком алмазного полировальника, как и всех других твердых полировальников, является недостаточное качество полировки природного камня.

Кроме того, полировальные свойства изменяются в процессе работы - рабочая поверхность "засаливается"; при задержке шпинделя на одном месте возникают прижоги поверхности камня; незначительный срок эксплуатации.

Известны также полировальные инструменты на гибкой основе, разработанные американской фирмой 3М (ИСОТ - Инструменты, Станки, Оборудование, Технологии. Специализированный журнал-дайджест популярной информации. Спецвыпуск-99. Шеф-редактор А.Б.Лигерман. Издание зарегистрировано в Государственном комитете РФ по печати. Рег. Свидетельство №018845 от 21.05.99).

Это абразивные инструменты, у которых сформированы структурированные абразивы в несколько слоев абразивных зерен. Если обычная шлифовальная лента прекращает работать, когда износ зерен составляет всего 30%, то структурированная шлифовальная лента работает до 100-процентного износа, максимально используя каждый новый слой абразивных элементов.

Известная конструкция гибкой структурированной шлифленты имеет следующие составляющие: мелкие зерна абразива со связующим сформированы в пирамиды правильной формы, жестко связанные с тканевой основой. Кроме того, в состав композиции входят химические вещества, которые улучшают технологический процесс шлифования.

Эта конструкция как наиболее близкая по технической сути и техническому результату принята за прототип.

Недостатком известной конструкции есть то, что производительность полирования со временем резко уменьшается из-за быстрого износа вершин абразивных пирамид; возможность прижогов обрабатываемой поверхности; недостаточный срок эксплуатации.

В основу изобретения поставлена задача создания такого абразива путем усовершенствования известного, который бы обеспечил стабильность полировальных свойств во времени, отсутствие прижогов поверхности, которая обрабатывается, увеличенный срок его эксплуатации. Кроме того, новая конструкция абразива должна иметь широкие функциональные возможности, которые бы обеспечили полирование труднодоступных криволинейных поверхностей, и др.

Поставленная задача решается следующим образом: шлифовально-полировальный абразив на гибкой основе, который состоит из гибкой основы, на которой размещен композиционный слой из структурированного абразива, сформированного в виде ячеек правильной формы, которые связаны с основой, согласно изобретению дополнительно содержит на гибкой основе укрепляющие элементы для обеспечения прочности сцепления абразива с основой, а ячейки размещены по поверхности композиционного слоя по типу "сотовой" структуры, разделены между собой углублениями, преимущественно криволинейной формы. Абразив на гибкой основе изготавливается преимущественно в виде диска. Количество прерывистых ячеек выбирают в зависимости от типа обрабатываемого материала, а углубления выполняют преимущественно трапециевидной формы. Размер углублений в зависимости от типа обрабатываемого материала составляет от 0,5 до 10 мм.

Наличие прерывистых поверхностей в конструкции, которая заявляется, обеспечивает прерывистый контакт торцевой поверхности композиционного слоя абразива с поверхностью, которая обрабатывается. Процесс совершается "всухую" без появления "засаливания" и прижогов поверхности, которая полируется. Это стало возможным благодаря тому, что на этапе сухой обработки происходит интенсивный отвод шлама из зоны обработки через углубления. Таким образом, снижается температура поверхности, которая обрабатывается. Это, в свою очередь, предупреждает припекание этой поверхности. Частичный контакт прерывистой поверхности композиционного слоя абразива с поверхностью, что обрабатывается, уменьшает интенсивность износа и увеличивает срок его службы. Причинно-следственная связь между достаточными во всех случаях существенными признаками предлагаемого решения и полученными итоговыми техническими результатами обеспечивают новые технические свойства, позволяя в сочетании с известными признаками получить технические результаты, обозначенные в поставленной задаче.

По имеющимся у заявителя сведениям предлагаемая совокупность признаков, характеризующих сущность изобретения, неизвестна из уровня техники, то есть изобретение отвечает критерию "новизна".

Изобретение поясняется чертежами, на которых одинаковые элементы имеют одинаковые цифровые обозначения.

На чертеже в разрезе представлен общий вид шлифовально-полировального абразива на гибкой основе. Абразив состоит из гибкой основы 1, на которой с помощью укрепляющих элементов 4 закреплен композиционный слой 2 в виде ячеек 3. Ячейки размещены по поверхности композиционного слоя по типу "сотовой" структуры, разделены между собой углублениями 5 преимущественно криволинейной формы.

Работает абразив на гибкой основе следующим образом: его соединяют гибкой основой 1 с укрепляющими элементами 4 с рабочей поверхностью шлифовальной машины, придают вращательное движение. Рабочий композиционный слой 2 в виде ячеек «сотовой» структуры подводится в контакт с поверхностью, которая обрабатывается, с плавным повышением нагрузки на абразив и перемещением его по поверхности обрабатываемого материала. При этом абразивный компонент, который содержится в ячейках 3 композиционного слоя 2, выполняет послойное снятие материала поверхности, которая обрабатывается, а образованный шлам с помощью центробежных сил выносится из зоны обработки по углублениям 5.

Суть изобретения не вытекает явным образом для специалиста из известного уровня техники. Совокупность признаков, которые характеризуют известное решение, не обеспечивает достижения новых свойств и только наличие отличительных признаков изобретения позволяет получить новые свойства, новый технический результат. Потому изобретение отвечает критерию "изобретательский уровень".

Предложенная конструкция абразива изготовлена на уровне промышленного образца и при испытании выявила положительные результаты. Промышленные образцы из структурированных абразивов изготавливаются не менее 2-х типов с разнообразными основами и абразивами зернистостью от 630 мкм до 1,0 мкм. Конструкция абразива, которая предлагается, выполняется методом прессования с использованием оснастки специальной конструкции. В настоящее время осуществляется подготовка производства для его серийного выпуска.

Таким образом, предлагаемое техническое решение отвечает критерию "промышленная применимость" и в целом может быть защищено патентом на изобретение.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении абразива на гибкой основе для фактурной обработки природного камня и металла. На гибкой основе расположен композиционный слой из структурированного абразива, сформированного в виде ячеек правильной формы. Для обеспечения прочности сцепления структурированного абразива с гибкой основой предусмотрены укрепляющие элементы. Ячейки в композиционном слое размещены по типу "сотовой" структуры и разделены между собой углублениями. В результате обеспечивается стабильность полировальных свойств во времени, увеличивается срок эксплуатации абразива и расширяются его функциональные возможности. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Шлифовально-полировальный абразив на гибкой основе, содержащий расположенный на гибкой основе композиционный слой из структурированного абразива, сформированного в виде ячеек правильной формы, отличающийся тем, что он снабжен укрепляющими элементами для обеспечения прочности сцепления структурированного абразива с гибкой основой, а ячейки в композиционном слое размещены по типу "сотовой" структуры и разделены между собой углублениями.2. Шлифовально-полировальный абразив на гибкой основе по п.1, отличающийся тем, что он выполнен в виде диска.3. Шлифовально-полировальный абразив на гибкой основе по п.1, отличающийся тем, что количество ячеек выбрано в зависимости от типа обрабатываемого материала.4. Шлифовально-полировальный абразив на гибкой основе по п.1, отличающийся тем, что углубления выполнены трапециевидной формы.5. Шлифовально-полировальный абразив на гибкой основе по п.1, отличающийся тем, что углубления в зависимости от типа обрабатываемого материала имеют размер от 0,5 до 10 мм.6. Шлифовально-полировальный абразив на гибкой основе по п.1, отличающийся тем, что углубления выполнены криволинейными.