06.IV.1966 dla zastrz. 1, 3, 4, 6, 10 07.VII.1966 dla zastrz. 2, 5, 7, 8, 9, 11 NRF Opublikowano: 15.1.1972 64506 KI. 49 c, 71/08 MKP B 23 d, 71/08 UKD Wlasciciel patentu: Richard Steding, Llidenscheid (Niemiecka Republika Federalna) Pilnik metalowy oraz sposób jego wytwarzania Przedmiotem wynalazku jest pilnik metalowy, który w celu uzyskania wymaganej sztywnosci jest mocowany, przewaznie naklejany, na podlozu narzedzia w (ksztalcie pilnika plaskiego, tarczy lub walca, oraz sposób do jego wytwarzania. Pilnik ten nadaje sie nie tylko do obróbki powierzchni przedmiotów z materialów niemetalowych jak róg, celuloid, tworzywa sztuczne o róznej twardosci ale równiez do obróbki miekszych i twardszych metali jak cyna, miedz, mosiadz az do stali o du¬ zej twardosci. Takie pilniki maja listwy uzebione tworzace powierzchnie robocza zlozona z równo¬ leglych linii przebiegajacych prosto lub z krzy¬ wizna lub tez krzyzujacych sie.Pilniki nacinane sa dotychczas bez wzgledu na ich grubosc, niezaleznie od tego, czy sa jednolite, czy przeznaczone do naklejenia na elemencie nos¬ nym, w stanie miekkim na swojej powierzchni recznie za pomoca dluta lub maszynowo, a na¬ stepnie hartowane. Ten sposób wykonywania po¬ woduje to, ze górny brzeg ich krawedzi tnacych posiada w przekroju zarys zaokraglony, zakrzy¬ wiony lub wyszczerbiony. Szczególnie gdy listwy uzebione krzyzuja sie, wówczas powstaja w miej¬ scach skrzyzowania wglebienia w listwach uze¬ bionych wzdluz dlugosci które przedstawiaja sie jako duza ilosc stosunkowo waskich zebów zwró¬ conych ostrymi krawedziami do przodu. Zeby te zaczepiaja W malych odstepach wzajemnych o po¬ wierzchnie przedmiotu obrabianego i zdejmuja 10 15 20 25 30 material. Pozostawiaja one dlatego na tej po¬ wierzchni duza ilosc nieregularnych rowków, a wiec powierzchnie szorstka.Ta powierzchnia przedmiotu obrabianego wy¬ maga z reguly specjalnej obróbki dodatkowej za pomoca zwyklych narzedzi i srodków polerskich, a zazwyczaj takze jeszcze powleka sie warstwa lakieru. Za pomoca drobnych pilników do paznok¬ ci z naklejonymi odlamkami kamieni szlachetnych mozna spilowywac jedynie brzegi paznokci, pod¬ czas gdy powierzchnia paznokcia, na której wy¬ polerowany wyglad zwraca sie szczególna uwage, powleka sie lakierem, który przerywa oddychanie porami paznokcia.Wypraski z tworzyw sztucznych i pewnych me¬ tali, wykonywane metoda wtryskowa lub tloczna z odprowadzeniem materialu w stanie plynnym w formach o powierzchniach wykonanych na wysoki polysk, posiadaja, jak wiadomo, juz po wyjeciu z formy powierzchnie o wysokim polysku, w ob¬ rebie której w miejscu wlewu pozostaje po od¬ cieciu nadmiaru materialu pewien wystep, który nawet po usunieciu za pomoca narzedzia typu pilnika widoczny jest jako powierzchnia szorstka i moze byc retuszowany jedynie przez bardzo cza¬ sochlonna i droga, wymagajaca zrecznosci, obrób¬ ke narzedziem polerskim, przy czym nie udaje sie jidnak z reguly uczynic to miejsce calkowicie niewidoczne. To samo dotyczy uszkodzen po¬ wierzchni spowodowanych przez wtracone ciala ob- 64 5063 ce lub miejsca wadliwe o innym zabarwieniu.Wysoki naklad pracy na taka obróbke dodatkowa prowadzil z reguly do tego, ze wadliwe wypraski musialy byc odrzucane jako odpady.Celem wynalazku jest wykonanie cienkiego pil¬ nika jako folii metalowej przy kladzie metalu, czasu i robocizny i o duzych po¬ wierzchniach tak, by ja mozna bylo podzielic na mniejsze czesci nadajace sie do naklejenia na pod¬ loze o odpowiednim ksztalcie oraz z jednej strony obnizyc istotnie calkowite koszty wytwarzania, z drugiej zas uzyskac równoczesnie przez odpo¬ wiednie uksztaltowanie przekroju, niezwykle wy¬ soka gladkosc obróbki przedmiotu, to jest bez row¬ ków i rys, a przy korzystnej odmianie wykonania nawet powierzchnie polerowana na wysoki polysk.Pilnik powinien równoczesnie sam odznaczac sie wysoka gladkoscia powierzchni tak, by czesci po¬ wierzchni przedmiotu oddzielone^ przez pilnik nie pozostawaly we wnekach miedzy krawedziami tna¬ cymi i zatykaly je, tylko natychmiast same z nich wypadaly wzglednie dawaly sie latwo usunac.Cel ten zostal osiagniety dzieki itemu, ze pilnik posiada na swojej powierzchni roboczej pomiedzy listwami zebatymi wneki o wysokiej gladkosci powierzchni, których brzegi tworza — w celu za¬ pewnienia równoczesnego dzialania polerujacego za pomoca polozonej miedzy nimi stanowiacej plaszczyzne robocza wysoce blyszczacej powierz¬ chni czolowej o szerokosci minimalnej równej co najmniej 10 /* — kat miedzy krawedziami równy ok. 90°, przy czym pilnik utworzony jest przez folie z twardego metalu, najkorzystniej twardego niklu, naniesiona galwanicznie lub bez uzycia pra¬ du elektrycznego, na forme negatywowa. Zwraca sie uwage na to, ze folia pilnika nazywana jest w dalszym (tekscie takze krótko „folia".Gdy mowa jest o warstwie metalowej wytwo¬ rzonej „galwanicznie", nalezy pod tym rozumiec, ze zostaje ona wytworzona w kapieli przy zasto¬ sowaniu pradu stalego na drodze anoda/katoda.Jezedi mowa jest o warstwie metalu wytworzonej „bezpradowo", wówczas nalezy pod tym rozumiec, ze zostaje ona wytworzona wedlug zasady reduk¬ cji przez wymiane jonów w odpowiedniej kapieli.W pewnej szczególnej odmianie wykonania pil¬ nika zdzierajacego, która za to wydajniej obrabia powierzchnie przedmiotu, konce wkleslych prze¬ strzeni pustych wnek polozone sa bez odstepów obok siebie tworzac bardzo ostry kat. W obu przy¬ padkach osiaga sie przez katy robocze krawedzi tnacych wynoszace ok. 90° ich dzialanie podobne jak skrobaka.Jezeli jeden z obu tyoh cienkich pilników po¬ siada krzyzujace sie listwy zebate, listwy zebate maja jednakowa wysokosc równiez w obrebie miejsc skrzyzowania.Pilnik tego rodzaju stanowiacy narzedzie obro¬ towe o napedzie mechanicznym w ksztalcie tarczy, sluzace do obróbki wadliwych powierzchni w wy- praskach z metalu lub tworzyw sztucznych, dzielo¬ ny jest najkorzystniej na obszary o ksztalcie wy¬ cinka kolowego, w których listwy zebate przebie¬ gaja równolegle do ich promieniowej osi symetrii.W korzystnej odmianie wytwarzania pilnika o wiekszej twardosci czesc przekroju folii, zwróco- 4 na do przedmiotu obrabianego tworzy warstwa metalu wykonana bezpradowo, a pozostala czesc przekroju — warstwa metalowa" wytworzona gal¬ wanicznie na pierwszej warstwie. 5 Sposób wytwarzania tych folii w celu wykona¬ nia pilnika o równoczesnym dzialaniu polerujacym polega na tym, ze w sposób znany jako taki (w celu wykonania formy negatywowej) na plyte me¬ talowa z warstwa swiatloczula nanosi sie obraz wzoru odpowiadajacy wzorowi, który ma byc wykonany, i po wywolaniu i utrwaleniu warstwy na jej czesciach przewodzacych nanosi sie galwa¬ nicznie lub bezpradowo z wykorzystaniem rozrostu bocznego odpowiednio warstwe metalowa o prze- 15 kroju wypuklym, dopóki ich brzegi nie zbliza sie na odleglosc równa co najmniej 10 [a, przy kacie roboczym wynoszacym jeszcze ponizej 90°, a na¬ stepnie po naniesieniu przewodzacej elektrycznie warstwy oddzielajacej wytworzona zostanie gal- 20 wanicznie lub bezpradowo na powierzchni formy negatywowej odlaczalna folia pozytywowa z twar¬ dego metalu na przyklad twardego niklu.Jezeli folia przeznaczona do wykonania pilnika nie ma mozliwosci równoczesnego dzialania pole¬ rujacego, wówczas galwaniczne lub bezpradowe nanoszenie warstwy metalowej kontynuowane jest tak dlugo, dopóki brzegi wypuklych wystepów nie zetkna sie ze soba przy kacie roboczym wynosza¬ cym jeszcze ponizej 90°.W celu wytwarzania folii przeznaczonych na pil- 30 niki o twardszej powierzchni roboczej postepuje sie tak, ze po bezpradowym wytworzeniu jedynie cienkiej, twardej warstwy odlaczalnej folii, pozo¬ stala czesc warstwy nanosi sie na nia galwanicz¬ nie. Twardosc powierzchni roboczej mozna przy tej 35 odmianie stosowania sposobu jeszcze podwyzszyc przez to, ze gotowa folie, odlacza sie od formy negatywowej, poddaje sie obróbce termicznej w celu zahartowania warstwy zwróconej w strone formy negatywowej. 40 Forma negatywowa do stosowania podanego sposobu charakterystyczna tym, ze ma plyte meta¬ lowa o powierzchni szlifowanej, na której tak nadrukowano lub odbito sposobem fotograficznym obraz odpowiadajacy pozytywowej folii pilniko- 45 wej, ze powierzchnie nieprzepuszczalne dla pra¬ du zmieniaja sie z powierzchniami przepuszczal¬ nymi i na drodze galwanicznej powstaja z wyko¬ rzystaniem nawarstwiania galwanicznego wystepy wypukle wystajace poza powierzchnie nieprzepusz- 50 czalne dla pradu, których brzegi zewnetrzne w celu wytwarzania folii pilnikowej o równoczesnym dzialaniu polerujacym zblizone sa do siebie na odleglosc co najmniej 10 /* a dla folii pilnikowej bez dzialania polerujacego stykaja sie ze soba bez- 55 posrednio i tworza kazdorazowo z powierzchnia miejsc nieprzepuszczalnych dla pradów kat rów¬ ny ok. 90°, oraz ze wystepy wypukle powleczone sa warstwa oddzielajaca przewodzaca elektrycz¬ nosc lub pochromowane. 6o W praktyce okazalo sie, ze przy stosowaniu warstw z twardych metali, jak twardy nikiel, osiagane juz sa dla tych pilników twardosci rów¬ ne do 60° Rockwella, którymi mozna obrabiac w ten sposób twardsze tworzywa sztuczne i takze mo- 65 siadz.64506 Twardosc pilnika mozna jednak jeszcze znacznie podwyzszyc przez podane zabiegi, na przyklad do ?5° Rockwella tak, ze mozna nim takze zdejmo¬ wac materialy o wysokiej twardosci, jak stal, przy czym powierzchnie uzyskane sa równoczesnie polerowane.Jezeli warstwa metalowa utworzona zostaje galwanicznie lub bezpradowo na calkowicie plas¬ kiej powierzchni, na przyklad na szkle lustrza¬ nym, wówczas jedna czasteczka metalu uklada sie obok drugiej dokladnie na powierzchni podstawy, dzieki czemu osiaga sie najwyzszy stopien glad¬ kosci tak, ze te powierzchnie wnek i krawedzi tnacych mozna okreslic jako gladkie czasteczkowo.Przez to uzyskuje sie dodatkowo z jednej strony, ze na obrobionej powierzchni przedmiotu nie po¬ wstaja zadnego rodzaju bruzdy, lecz jest ona po¬ lerowana na wysoki polysk bez uzywania narze¬ dzi polerskich, co osiagane jest przez skrobiace dzialanie krawedzi roboczych. Z drugiej strony drobne czesci powierzchni przedmiotu nie moga osadzac sie we wkleslych wnekach folii.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym: fig. 1 — przedstawia folie pilnikowa w bardzo duzym powiekszeniu w widoku z boku, fig. 2 — przedsta¬ wia forme negatywowa do wykonywania tej folii, w widoku czesciowym, w tym samym powieksze¬ niu, fig. 3 i 4 — przedstawiaja narzedzie zaopa¬ trzone w taka folie (na przyklad pilnik do paznok¬ ci) z równoleglymi wzglednie równoczesnie krzy¬ zujacymi sie listwami zebatymi w widokach z góry, fig. 5 i 6 — przedstawiaja narzedzia tarczo¬ we wykonane przy uzyciu tej folii w dwóch róz¬ nych odmianach wykonania, fig. 7 — przedstawia narzedzie w ksztalcie walca zaopatrzone w taka folie, fig. 8 — przedstawia powierzchnie robocza folii z listwami zebatymi krzyzujacymi jak to przedstawiono na fig. 3 i 6 — w widoku z góry, równiez w duzym powiekszeniu, fig. 9 — przed¬ stawia forme negatywowa sluzaca do wytwarza¬ nia folii wykonana bez trawienia plyty metalo¬ wej w skali silnie powiekszonej, fig. 10 — przed¬ stawia równiez forme negatywowa z trawiona plyta metalowa, fig. 11 — przedstawia narzedzie w rodzaju pilnika wykonane przy uzyciu odla- czalnej folii naniesionej na forme negatywowa, a fig. 12 — przedstawia warstwe robocza, przy krzyzowym przebiegu krawedzi tnacych podobnie jak na fig. 8 — w perspektywicznym widoku od dolu.Folia pilnikowa 1 wytworzona z twardego me¬ talu, korzystnie z twardego niklu, posiada gru¬ bosc zalezna od rodzaju zastosowania, wynoszaca na przyklad 20 [a,, oraz liniowe listwy zebate la ograniczone przez powierzchnie czolowe Ib o wy¬ sokim polysku i szerokosci równej na przyklad 20 li, stanowiace plaszczyzne robocza. Miedzy kaz¬ dymi dwiema listwami zebatymi la, znajduje sie wklesla wneka lc o równi°z gladkiej powierzchni wykonczonej na wysoki polysk. Obie powierzch¬ nie czolowe ograniczone sa przz krawedzie skra¬ wajac? lub skrobiac Id, tworzace w bezposred¬ nim sasiedztwie plaszczyzny roboczej kat roboczy a równy okolo 90°.Drobne czesci powierzchni zdjete z przedmiotu przez krawedzie Skrawajace lub skrobiace Id do¬ staja sie do przestrzeni wglebionych (wnek), z których pózniej wypadaja wzglednie skutkiem wy- 5 sokiej gladkosci powierzchni daja sie latwo i bez reszty usunac. Powierzchnia tylna le folii 1 posia¬ da juz od chwili jej wytworzenia przebieg falisty, który ulatwia jej naklejanie za pomoca warstwy kleju 4 na podkladke 2 stanowiaca uchwyt narze- io dzia o odpowiednim ksztalcie i statecznosci. Folie tego rodzaju wytworzone galwanicznie w kapieli z twardego niklu maja twardosc do 60° Rockwella.Zezwalaja one na obróbke odpowiednich przed¬ miotów, które otrzymuja przy tej Obróbce oszli- 15 fowana powierzchnie. Dlatego nadaja sie one w szczególnej mierze na pilniki do paznokci (fig. 3 i 4), które poleruja zarówno powierzchnie paznok¬ cia jak i brzegi tak jak gdyby byly one lakiero¬ wane. 20 Galwaniczne wytwarzanie tych folii 1 odbywa sie na formie negatywowej wykonanej galwanicz¬ nie (fig. 2 i 10). Forma ta sklada sie tutaj z plyty metalowej 3 o szlifowanej powierzchni lub folii metalowej naklejonej na plyte z tworzywa sztucz- 25 nego, co znajduje obecnie zastosowanie w obwo¬ dach drukowanych. Na jej powierzchni zostaje najpierw nadrukowana w celu uzyskania obrazu listwy zebatej folii pilnikowej warstwa materialu izolacyjnego lub odbita przy uzyciu warstwy swia- 30 tloczulej znana metoda fotograficzna. Pomiedzy naswietlonymi i utrwalonymi czesciami 3a nie przedstawionej izolacyjnej warstwy kopiujacej po¬ zostaja szczelinowate przelomy 3d, w których od¬ slonieta jest powierzchnia metalu 3 po usunieciu 35 stamtad warstwy kopiujacej.W razie potrzeby, moze tez byc dokonane gle¬ bokie trawienie a nastepnie wypelnienie za po¬ moca materialu izolacyjnego (fig. 11). Jezeli plyta ta 3, 3a przygotowana w taki sposób zostanie wlo- 40 zona do kapieli galwanicznej, korzystnie niklowej, nikiel osadza sie najpierw na swobodnych po¬ wierzchniach 3d az do powierzchni 3a. Nastepnie tworza sie skutkiem nawarstwienia galwanicznego wypukle wystepy 3b wystajace poza brzegi 3a, 45 których dolne brzegi 3c utrzymane sa w odleglosci wzajemnej wynoszacej co najmniej 10 ji i— od¬ powiednio do szerokosci powierzchni czolowych Ib listw zebatych formowanej w ten sposób folii 1.Po osiagnieciu pozadanej odleglosci nawarstwia- 50 nie (galwaniczne przerywa sie. Powierzchnie wy¬ puklych wystepów 3b, 3c maja wysoki polysk i daja gwarancje, ze przy pózniejszym wytwarza¬ niu folii 1 równiez zwrócone ku nim powierzch¬ nie beda odznaczaly sie wysokim polyskiem, któ¬ rego nie mozna by uzyskac przez obróbke polero¬ waniem zwyklego rodzaju. W tym celu aby folia 1, która ma byc pózniej naniesiona na forme, da¬ wala sie oddzielic, zostaje tak dalece gotowa for¬ ma negatywowa zaopatrzona w znany sposób w przewodzaca elektrycznie warstwe oddzielajaca, na przyklad przez dzialanie na nia dwuchromianem amonu, lub t?z pochromowana w tym obszarze.Do us wania wystepów, jak na przyklad widocz¬ nej pozostalosci nadlewu w wypraskach z tworzyw sztucznych, nadaje sie tarczowe podloze Z narze- 65 dzia, oki jone folia 1 w ksztalcie tarczy, które 551 obraca sie w swojej plaszczyznie (fig. 5). Przy obróbce tym narzedziem 1, 2 zostaje pozostalosc nadlewu tak dokladnie usunieta, ze tego miejsca nie mozna juz praktycznie rozpoznac. Zaleca sie podzielic folie tarczowa 1 na obszary w ksztalcie wycinka kola, w których listwy zebate la prze¬ biegaja równolegle do ich promieniowej osi. Li¬ stwy zebate la moga tez przebiegac krzyzujac sie (fig. 6). W tym przypadku mozna zrezygnowac z podzialu na czesci w postaci wycinków.Po polaczeniu w warstwy folie 1 staja sie juz samonosne. Mozna je tez parami sklejac razem ich stronami tylnymi, jezeli zrezygnuje sie ze spe¬ cjalnej podkladki stanowiacej podloze. Bylaby ona wtedy uzyteczna dwustronnie. Fig. 7 — przedsta¬ wia walcowa odmiane narzedzia, na którego ob¬ wodzie naklejona jest odpowiednia folia 1 w po¬ staci pasków, przy czym listwy zebate la moga przebiegac krzyzujac sie, jak na fig. 3 i 6. Za po¬ moca takiego waskiego narzedzia walcowego lub w ksztalcie freza daja sie wyzej wymienione po¬ zostalosci nadlewów szczególnie latwo usuwac. Na fig. 8 — przedstawiono folie 1, której listwy zeba¬ te la i powierzchnie czolowe Ib krzyzuja sie pod pewnym katem. Jest na nim szczególnie wyraznie widoczne, ze listwy zebate la a tym samym rów¬ niez ich powierzchnie czolowe Ib przebiegaja w miejscach skrzyzowan na jednakowej wysokosci, a wiec nie sa przerywane, jak to ma miejsce w nacietych pilnikach.Odmiana wykonania uwidoczniona na fig. 9 róz¬ ni sie od przedstawionej na fig. 1 tylko tym, ze brzegi wkleslych wnek lc stykaja sie bezposred¬ nio ze soba w celu utworzenia szczególnie ostrych krawedzi skrawajacych Id lub skrobiacych. Rów¬ niez i w tym przypadku ostra krawedz skrawa¬ jaca lub skrobiaca Id o ostrym kacie jest gladka czasteczkowo tak, ze nie pozostawia bruzd w po¬ wierzchni obrabianej jak to czynia inne pilniki.Wytwarzanie tej folii 1, la, lc, Id odbywa sie na formie negatywowej, w której tworzenie wy¬ stepów wypuklych 3b w kapieli galwanicznej jest tak dlugo kontynuowane, dopóki ich brzegi zetkna sie ze soba bezposrednio tworzac ostry kat /?. For¬ ma negatywowa (fig. 10) sklada sie ze szlifowanej plyty metalowej 3, na której znanym sposobem fotograficznym skopiowana jest i wywolana we¬ dlug przedlozonego wzoru kopiujaca warstwa izo¬ lacyjna.Plyte metalowa 3 mozna jednak równiez (fig. 11) w znany sposób poddac w nienaswietlonych miejscach glebokiemu trawieniu jako matryce przy zastosowaniu odwrotnego wzoru rysunku, po czym uzyskane w ten sposób wneki 3e wypelnione zo¬ staja materialem izolacyjnym 3a. Równiez i w tym przypadku srodkowe czesci 3d sa odkryte po ze- szlifowaniu powierzchni plyty.Jezeli wytwarzanie folii 1 odbywa sie w dzia¬ lajacej bezpradowo metalowej kapieli osadowej, wówczas uzyskuje sie bardzo twarda warstwe ro¬ bocza. Poniewaz wytwarzanie tej twardszej war¬ stwy w osadowej kapieli metalowej jest stosunko¬ wo czasochlonne i dlatego kosztowne, postepuje sie korzystnie tak, ze po utworzeniu sie tylko cien¬ kiej warstwy osadu metalowego do linii przery- 8 wanej 1* na fig. & *w kapieli pracujacej bezpra- dowo pozostala czesc warstwy zostaje na nia na¬ niesiona w kapieli galwanicznej, .przy czym mozna stosowac metale osadzajace sie szybciej i tansze, 5 jak miedz lub miekki nikiel.Mozna tez folie 1, V zdjeta z formy negatywo¬ wej poddac metodom utwardzania przebiegajacym przy zastosowaniu Obróbki cieplnej.Na fig. 12 mozna rozpoznac szczególnie wyraz- 10 nie, ze w tej odmianie wykonania brzegi po¬ wierzchni przebiegajacych lukowo stanowiacych wklesle wneki folii 1 stykaja sie ze soba bezpo¬ srednio nawet wówczas, jezeli krawedzie skrawa¬ jace lub skrobiace Ib krzyzuja sie pod jakimkol- 15 wiek katem, a wiec sa niezwykle ostre. PL PL PL