RO122484B1

RO122484B1 - Roată abrazivă pentru înlăturarea materialului dintr-o piesă de prelucrat şi procedeu de fabricare a acesteia

Info

Publication number: RO122484B1
Application number: ROA200300498A
Authority: RO
Inventors: Karen M. Conley; Janet L. Hammarstrom; Bruce E. Vigeant
Original assignee: Saint-Gobain Abrasives, Inc.
Priority date: 2000-12-09
Filing date: 2001-11-14
Publication date: 2009-07-30
Also published as: CN100402238C; JP2008006583A; ES2384511T3; KR100540863B1; EP1463608B1; JP2004527384A; DK1463608T3; NO20032578D0; AU2002216693B2; PT1463608E; KR20030059319A; TW496816B; JP2011212840A; WO2002045908A1; CZ20031613A3; WO2002045908A8; NZ526238A; BR0116469A; HU229209B1; NO328161B1

Abstract

Invenţia se referă la o roată abrazivă, polizoare, care permite vizualizarea suprafeţei piesei de prelucrat, şi la un procedeu de fabricare a acesteia. Roata abrazivă, conform invenţiei, este prevăzută cu o apertură de prindere (111) dispusă central într-o matrice abrazivă (110) realizată dintr-un material granulat şi care are un perimetru (926) care defineşte, în timpul rotirii operaţionale, un cilindru imaginar, iar axial, prin matrice este extins un spaţiu gol (112). Procedeul de fabricare a roţii abrazive, conform invenţiei, constă în folosirea unei matrice abrazive conţinând granule din care se fasonează roata, cu formarea cel puţin a unui gol care se extinde axial prin matrice, la care, în timpul rotirii operaţionale, golul defineşte o fereastră imaginară, prin care poate fi vizualizată piesa de prelucrat, iar roata este un monolit.

Description

Prezenta invenție se referă la o roată abrazivă și la un procedeu de fabricare a acesteia ce permite vizualizarea piesei de prelucrat în timpul polizării.

Roțile abrazive sunt utilizate pe scară largă la mașinile de polizat convenționale și la polizoare de mână înclinate. Când este utilizată pe aceste mașini, roata este ținută de centrul său și este rotită cu o viteză relativ mare în timp ce este apăsată pe piesa de prelucrat. Suprafața abrazivă a roții polizor uzează prin frecare suprafața piesei de prelucrat prin acțiunea colectivă de tăiere a granulelor abrazive ale roții abrazive.

Roțile abrazive sunt utilizate atât în polizare brută cât și în operații de polizare de precizie. Polizarea brută este utilizată pentru a realiza o rapidă înlăturare de material fără o preocupare anume pentru finisarea suprafeței și pentru o frecare excesivă. Exemple de polizare brută cuprind înlăturarea rapidă a impurităților din lingouri, pregătirea cordonului de sudare și retezarea oțelului. Polizarea de precizie se referă la controlarea cantității de material înlăturată pentru a obține tolerantele dimensionale dorite și/ sau finisarea suprafeței. Exemple de polizare de precizie cuprind înlăturarea unor cantități precise de material, ascuțirea, pilirea și operații generale de finisare a suprafeței cum arfi lustruirea și nivelarea (adică netezirea asperităților sudurii).

Roțile convenționale pentru șlefuire frontală sau pentru rectificare plană, la care fața în general plană a roții abrazive este aplicată piesei de prelucrat, pot fi utilizate atât pentru polizare brută cât și pentru polizare de precizie, utilizând o mașină convențională de rectificat plan sau un polizor înclinat având fața plană orientată cu un unghi de aproximativ 6° față de piesa de prelucrat. Un exemplu de operație de rectificare plană este polizarea unei punți de ardere a unui bloc motor bimetalic așa cum este prezentat în brevetul US nr. 5951378.

Roțile convenționale pentru șlefuire frontală sau pentru rectificare plană sunt adeseori fabricate prin turnarea unei mixturi aglomerate de particule abrazive cu sau fără armare cu fibre, pentru a forma o roată abrazivă compozit, rigid, monolitic. Un exemplu de abraziv aglomerat adecvat cuprinde granule de alumină într-o matrice aglomerată de rășină. Alte exemple de abrazive aglomerate cuprind diamant, nitrură de bor cubică, alumină sau granule de carbură de siliciu într-un liant vitrificat sau de metal. Diverse forme de roți așa cum sunt desemnate de ANSI (Institutul American Național pentru Standarde - American National Standards Institute) sunt uzual utilizate la operațiunile de rectificare frontală sau plană. Aceste tipuri de roți cuprind roți drepte (ANSI tip 1), cilindrice (tip 2), canelate (tipurile 5 și 7), drepte și cupă evazată (tipurile 10 și 11), roți aplatizate și concave (tipurile 12 și 13), reliefat și/sau canelat (tipurile 20 până la 26) și roți cu centrul turtit (tipurile 27, 27A și 28). Variații ale roților de mai sus, cum ar fi roțile de tipul ANSI 29, pot fi de asemenea adecvate pentru șlefuire frontală sau pentru rectificare plană.

Un dezavantaj asociat cu roțile convenționale pentru șlefuire frontală sau pentru rectificare plană constă în aceea că operatorul nu poate vedea în timpul operației suprafața piesei de prelucrat care este polizată; operatorul poate vedea doar materialul care nu este acoperit de disc. Este adeseori dificil de realizat o operație de precizie fără a verifica în mod repetat piesa în lucru pentru a atinge o cât mai bună aproximare a rezultatului dorit. Uneltele de mână, cum ar fi polizoare înclinate, nu pot fi reaplicate cu precizie astfel încât verificarea repetată nu este o opțiune bună pentru a obține rezultate bune.

O roată care să albă perforații devine semitransparentă când se rotește cu o viteză de la moderată la înaltă datorită persistenței imaginii pe retina ochiului uman, adică efectul de persistență a imaginii. Imaginea văzută printr-o roată perforată care se rotește este de asemenea îmbunătățită dacă există un contrast de lumină și/ sau culoare între roata care se rotește și fundalul și/ sau prim-planul sau. Pentru a mări dimensiunea ferestrei sau efectul de transparență când roata este rotită, perforațiile sunt uzual proiectate ca să se suprapună una pe cealaltă. Roțile abrazive care folosesc acest fenomen sunt arătate, de exemplu, în brevetele US cu numerele 6159089; 6077156; 6062965; și 6007415; care sunt deplin încorporate prin referirile din prezenta.

RO 122484 Β1

Din cauza consecințelor presupus catastrofale ale spargerii roților compozite monolite 1 rășină/granule și/sau ale ieșirilor în afară în aperturi mari, utilizarea acestor ferestre până acum a fost limitată la lamele de taiere cu multiple componente metalice și/sau la roțile 3 flexibile abrazive.

Astfel, există nevoia de o unealtă îmbunătățită și/ sau un procedeu de rectificare 5 plană.

în conformitate cu o aplicație a prezentei invenții, o roată abrazivă este prevăzută 7 pentru rotire operațională în jurul axei sale pentru a înlătura material din piesa de prelucrat.

Roata abrazivă include o apertură de prindere, o matrice abrazivă conținând granule și o 9 periferie care definește un cilindru imaginar în timpul rotirii operaționale. Roata include cel puțin un spațiu gol care se extinde axial prin matrice, astfel încât în timpul rotirii operaționale 11 golul definește o fereastră imaginară prin care poate fi văzută piesa de prelucrat. Roata este de asemenea în esență monolitică și are o flexibilitate de aproximativ 1 până la 5 mm în 13 direcția axiala ca răspuns la o încărcare de 20N aplicată axial.

Un alt aspect al prezentei invenții cuprinde un procedeu de fabricare a unei roți abra- 15 zive care este operațional rotativă în jurul axei sale pentru a înlătura material din piesa de prelucrat. Procedeul include asigurarea unei matrice abrazive conținând granule și formarea 17 matricei într-un disc. Procedeul, de asemenea, cuprinde formarea a cel puțin unui spațiu gol care se extinde axial prin matrice, astfel încât în timpul rotirii operaționale golul definește o 19 fereastra imaginară prin care poate fi văzută piesa de prelucrat. Roata este formată ca monolit, iar mărimea sa, forma sa și configurația sa sunt concepute astfel încât roata să aibă 21 o flexibilitate de aproximativ 1 la 5 mm în direcția axiala ca răspuns la o încărcare de 20N aplicată axial. 23

De asemenea un alt aspect al prezentei invenții se referă la o roată abrazivă pentru rotire operațională pentru a înlătura material din piesa de prelucrat. Roata abrazivă include 25 o apertură de prindere, o matrice abrazivă conținând granule și o periferie care definește un cilindru imaginar în timpul rotirii operaționale. Un număr mare de spații goale se extind axial 27 prin matrice, astfel încât în timpul rotirii operaționale golurile definesc o fereastră imaginară prin care poate fi văzută piesa de prelucrat. Mulțimea de goluri include cel puțin o gaură de 29 vizualizare și cel puțin o degajare neobstrucționată extinzându-se radial înspre interior dinspre marginea cilindrului imaginar. Roata este în esență monolitică. 31

Invenția este prezentată împreună cu caracteristicile și avantajele sale în legătură și cu figurile anexate: 33

- fig. 1, vedere plană, de jos a unei roți abrazive cu perimetru profilat, roată care constituie obiectul invenției; 35

- fig. 2, vedere laterală după direcția 2-2 din fig. 1;

- fig 3, vedere de jos a unei roți abrazive cu perimetrul profilat într-o aplicație 37 alternativă;

- fig. 4, vedere de jos a unei roți abrazive cu perimetrul profilat într-o altă aplicație 39 alternativă;

- fig. 5, vedere de jos a unei roți abrazive cu perimetrul profilat într-o altă aplicație 41 alternativă;

- fig. 6, vedere de jos a unei roți abrazive cu perimetrul profilat într-o altă aplicație 43 alternativă;

- fig. 7, vedere de jos a unei roți abrazive cu perimetrul profilat într-o altă aplicație 45 alternativă;

- fig. 8, vedere de jos a unei roți abrazive cu perimetrul profilat într-o altă aplicație 47 alternativă;

RO 122484 Β1

- fig. 9, vedere de jos a unei roți abrazive cu perimetrul profilat într-o altă aplicație alternativă;

- fig. 10, vedere laterală a roții abrazive similară cu cea din fig. 2, dar cu orientare inversă și la o scară mărită;

- fig. 11, grafic cu forță normală și tipul de roată conform tehnicii existente în comparație cu prezenta invenție;

- fig. 12, grafic cu putere și tipul de roată conform tehnicii existente în comparație cu prezenta invenție;

- fig. 13 grafic cu coeficientului de frecare și tipul de roată conform tehnicii existente în comparație cu prezenta invenție;

- fig. 14, grafic reprezentând continuitatea materialului înlăturat la o roată conform tehnicii existente comparativ cu prezenta invenție;

- fig. 15, vedere în plan a unei aplicații alternative a prezentei invenții;

- fig. 16, secțiune verticală a unei aplicații alternative a prezentei invenții;

- fig. 17, vedere în plan a unei alte aplicații a prezentei invenții;

- fig. 18, secțiune verticală a unei alte aplicații a prezentei invenții;

- fig. 19, secțiune verticală a unei alte aplicații a prezentei invenții;

- fig. 20, secțiune verticală a unei alte aplicații a prezentei invenții;

- fig. 21, secțiune verticală a unei alte aplicații a prezentei invenții;

- fig. 22, vedere în plan a unei alte aplicații ale prezentei invenții;

- fig. 23, vedere în plan a unei alte aplicații ale prezentei invenții;

- fig. 24, vedere în plan a unei alte aplicații ale prezentei invenții;

- fig. 25, vedere în plan a unei alte aplicații ale prezentei invenții;

-fig. 26, grafic cu rezultatul testării diferitelor aplicații ale prezentei invenții comparate cu roțile tehnologiei existente.

Cu referire la figurile prezentate în anexe, aplicațiile ilustrative ale prezentei invenții vor fi descrise în detaliu în cele ce urmează. Pentru claritatea expunerii, caracteristici similare prezentate în desenele anexate vor fi indicate cu repere similare, iar caracteristici similare care sunt prezentate în aplicațiile alternative din desene vor fi indicate cu repere similare.

în prezenta, termenul roată se referă la un obiect monolit definit mai jos, care este adaptat pentru montarea pe o axă sau pe un arbore rotativ. în prezenta, nu se fac limitări la forme pur circulare sau cilindrice. Sunt incluse articole capabile să fie utilizate cu un polizor plan sau înclinat.

Termenii interșanjabili degajare și scobitură se referă la un intrând sau o canelură care se extinde complet printr-un obiect în cel puțin într-o direcție, în timp ce este incomplet înconjurat de materialul acelui obiect. Acestea includ configurații în care muchiei circulare exterioare a roții îi lipsește un segment, definit mai jos sau o porțiune a acesteia, sau pare să fi fost obținută, teoretic prin deplasarea unei aperturi” până când o porțiune a aperturii s-a extins dincolo de muchie.

Similar, gaura include un intrând, canelură sau apertură, indiferent de forma sau geometria specifică a acesteia, care se extinde complet într-un obiect în cel puțin o direcție, în timp ce este complet înconjurată de material acelui obiect. Degajări, scobituri și/ sau găuri sunt toate menționate în prezenta ca goluri. Monolitic și/ sau monolit se referă la un obiect format ca o unitate individuală, integrată, cum ar fi prin diverse metode de turnare. Exemple de roți abrazive monolitice cuprind atât roți aglomerate abrazive polizoare nearmate cât și armate. Exemple de armări tipice cuprind fibre cum ar fi sticlă sau carbonul,

RO 122484 Β1 sau o placă de suport, formată ca un strat discret al roții abrazive, adică prin turnarea stra- 1 tului în-situ cu materialul abraziv și aglomerat. Alternativ, armarea poate cuprinde fibre sau alte materiale mixate temeinic omogen cu materialul abraziv și aglomerat. în prezenta ter- 3 menii monolitic și monolit exclud în mod expres roțile de șlefuit convenționale care cuprind o foaie de șmirgheI detașabilă fixată la o placa de bază și de asemenea exclud roțile 5 de metal care au un strat de granule abrazive lipite cu alamă sau galvanizate pe muchia roții.

Termenul polizare este utilizatîn prezenta pentru orice operație de șlefuire sau fini- 7 sare în care suprafața piesei de prelucrat este tratată pentru a înlătura material sau a modifica rugozitatea. 9

Segment înseamnă o porțiune dintr-un cerc care se întinde între perimetru și o coardă. 11

Axial sau direcție axială se referă la o direcție care este efectiv paralelă cu axa de rotire a roții. Similar, transversal sau direcție transversală sau plan transversal se referă 13 la o direcție sau un plan care este efectiv perpendicular pe direcția axială.

Termenul margine include muchia cea mai îndepărtată radial și/ sau suprafața unei 15 roți sau unui cilindru imaginar format de rotirea roții. Marginea roții include orice degajări sau scobituri existente la roată. 17

Termenul de periferie a unei roți” include toate suprafețele exterioare ale roții, inclusiv marginea, fața abrazivă și fața opusă neabrazivă. 19

Descrisă pe scurt, așa cum este prezentată în figuri, invenția cuprinde o roată abrazivă polizoare monolitică având un perimetru de formă neregulată și/ sau o serie de 21 găuri care o străpung, pentru a permite vizualizarea suprafeței piesei care este polizată în finisare convențională, operațiuni de degroșare și/ sau nivelare a sudurii tipic asociate cu 23 operațiuni de polizare frontală sau de suprafață. Așa cum este arătat de exemplu în figurile

1-4, niște roți abrazive 110, 310 și 410 includ fiecare unor sau mai multe degajări 112, 312 25 și 412 dispuse pe perimetrul circular al roții. Aceste roți pot de asemenea include niște găuri de vizualizare 322, cum ar fi găurile de vizualizare prezentate cu linie întreruptă în fig. 3. 27

Alternativ, roțile pot fi asigurate cu găuri, fără nici o degajare periferică, așa cum este arătat în figurile 22-24. Cu referire la figurile 1 și 22, pot fi utilizate trei degajări 112 sau alte găuri 29 2222, echidistante față de centru, dar sunt posibile și multe alte combinații. Degajările și/ sau găurile pot avea diverse configurații și pot fi rotunjite, de exemplu teșite, pentru a evita 31 utilizarea colțurilor ascuțite sau înguste și a reduce orice tendință de propagare a crăpăturilor. Pozițiile degajărilor și/ sau găurilor pot fi alese astfel încât să rețină echilibrul 33 roții. Roțile pot fi echilibrate dinamic prin înlăturare de material de la muchiile degajărilor.

Degajările și/ sau găurile permit roților să devină semitransparente când se rotesc în 35 jurul unor axe 116, 316 și 416 cu o viteză de la moderată la înaltă datorită mai sus menționatului efect de persistența a imaginii. Astfel, când roțile se rotesc în jurul axelor lor, cum 37 arfi în direcția indicată de niște săgeți 114,314 și 414, un om sau o mașină adică operatorul unui polizor sau un sistem pentru vizualizarea mașinii va fi capabil să monitorizeze starea 39 suprafeței piesei de prelucrat în timp ce este polizată, fără a muta roata abrazivă de pe suprafața piesei. Se presupune că degajările și/ sau găurile pot de asemenea să servească 41 avantajos la îmbunătățirea curentului de aer și la reducerea suprafeței de fricțiune de contact astfel încât să permită suprafeței piesei de prelucrat să rămână mult mai rece decât atunci 43 când este utilizată o roată abrazivă cu perimetru circular din tehnologia existentă.

Degajări și/ sau găuri de vizualizare au fost asigurate la roțile abrazive convenționale, 45 adică acelea care folosesc o folie de șmirghel în general circulară fixată la un suport în esență rigid, cum a fost descris în publicația mai sus menționată 521. Cu toate acestea, nu 47 au fost utilizate la roți abrazive polizoare aglomerat monolitice. Din cauza concentrației relativ

RO 122484 Β1 mari de tensiuni generate lângă centrul roții în timpul operației de polizare, s-a presupus că asigurând aperturi care se extind prin aceste roți s-ar genera o pierdere a rezistenței roții inacceptabilă. Cu toate acestea, s-a descoperit că, dacă roata are un design adecvat, este posibilă plasarea aperturilor de vizualizare adică a găurilor în suprafața plană, abrazivă, a acestor roti.

I

Mai mult decât atât, temerile ilustrate de ceea ce este disponibil în tehnologia existentă și anume faptul că degajările din perimetru ar putea să prindă particule proiectate din suprafața de lucru, sau ar putea genera concentrații de tensiune care în final ar cauza deteriorarea roții, s-au dovedit temeri nefondate. Așa cum va fi prezentat mai detaliat în cele ce urmează cu referire la fig. 10, viteza relativ mare de rotire împreună cu înclinarea opțională a degajărilor și/sau ridicarea unor muchii posterioare 120 ale degajărilor 112 și/ sau ale găurilor 322, 622, etc, apar adecvate pentru a împiedica particulele proiectate să intre în degajările unei roți care se rotește cu o viteză uzuală.

Observațiile făcute în timpul utilizării și dezvoltării prezentei invenții indică că o creștere a eficienței și a performanțelor în operația de polizare poate fi obținută, în parte, prin crearea unor turbulențe de aer între suprafața abrazivă rotativă și suprafața piesei de prelucrat sau materialului de polizat pentru a genera un efect de răcire. De asemenea se poate obține un avantaj din tăiere intermitentă, lăsând să treacă o scurtă perioadă de timp între degajările de tăiere. Există un timp de odihnă care apare de câteva ori în timpul fiecărei rotații ale unei roți abraziv din cele pe care noi le-am îmbunătățit. S-a determinat că cele mai bune rezultate sunt obținute prin dispunerea degajărilor la locații spațiate echidistant față de marginea roții, astfel încât roata este practic echilibrată în mod egal. Cu referire la figuri, roțile abrazive conform prezentei invenții vor fi acum descrise mai detaliat. Cu excepția degajărilor și/sau găurilor, roțile pot fi fabricate ca roți abrazive aglomerate din material organic sau neorganic, standardizate industrial, de tipurile mai sus menționate 1, 2, 5, 7,10-13, 20-26, 27, 27A, 28, și 29. Roțile pot fi de asemenea fabricate ca hibrizi ai roților de tip 27 și 28 precum cele prezentate și descrise în prezenta cu referiri la figurile 15-19 denumite în continuare roți tip hibrid 27/28. Aceste roți pot fi de asemenea fabricate cu sau fără fibra convențională sau armare cu placa de suport, și cu diametre convenționale. Exemple de material aglomerat organic cuprind rășină, cauciuc, selac, sau alți agenți similari de aglomerare. Materialele aglomerate neorganice cuprind argilă, sticlă, frită, porțelan, silicat de sodiu, oxicloruri de magneziu sau metal. Pot fi utilizate tehnicile de fabricare a roților abrazive convenționale cum ar fi, de exemplu, turnarea. Exemple specifice de tehnici de fabricare a roților abrazive convenționale așa cum sunt modificate în conformitate cu prezenta invenție sunt discutate mai detaliat în cele ce urmează.

O configurație tipică a unei roți conform prezentei invenții este prezentă în figurile 1 și 2. fig. 1 este o vedere de jos, adică spre fața plată a roții. O roată 110 are trei degajări 112 și o gaură de prindere centrală convențională 111.

Degajările potfi configurate în oricâte dimensiuni și forme și într-un număr rezonabil. De exemplu, diferite roți cu trei degajări sunt prezentate în figurile 1 -5, 8 și 9. Aplicații cu patru degajări sunt prezentate în figurile 6 și 7 și o versiune cu cinci degajări este prezentată în fig. 8c. Un roată cu o degajare, cu un segment de echilibrare înlăturat de la o muchie, nereprezentat, poate fi de asemenea utilizat.

Referindu-ne acum la fig. 3, niște degajări 312 pot fi asimetrice pentru a asigura unei roți 310 un perimetru în general în trepte sau zimțuit. Așa cum este prezentat, degajările 312 cuprind o muchie anterioară 318, care se extinde radial înspre interior de la raza cea mai mare r_max cu un unghi relativ abrupt a cu alte cuvinte în esența ortogonal față de o tangentă

RO 122484 Β1

319 la r_max. Muchia anterioară 318 se ajustează într-o muchie posterioară 320 având o rază 1 inițială 2mm care se ajustează treptat, cu alte cuvinte, cu un unghi relativ mic descrescător tangențial β, înspre raza cea mai mare r_max. Această rază gradată a muchiei posterioare 320 3 tinde în mod avantajos să reducă probabilitatea ca roata să fie prinsă în marginile ascuțite etc, ale piesei de prelucrat. 5

Această rază gradată poate fi de asemenea utilizată în combinație cu ridicarea muchiei posterioare de la planul feței polizoare, așa cum se detaliază în continuare cu 7 referire la fig. 10.

în fig. 4 este prezentată o variație a degajărilor asimetrice. în aceasta aplicație a 9 invenției, o roată abrazivă 410 este prevăzută cu niște degajări 412 care asigură roții un perimetru în general ca un fierăstrău. într-un mod similar cu cel de la roata 310, o muchie 11 posterioară 420 a roții 410 se extinde de preferință cu un unghi β care este mai mic de 90”.

Fig. 5 include două variații suplimentare ale unor degajări simetrice 512* și 512 13 (figurile 5a și 5b), precum și o altă aplicație a invenției având alte degajări asimetrice 512’ (fig. 5c). 15

Figurile 6-9 prezintă alte aplicații ale altor roți abrazive 610, 710, 810, 810', 810 și 910 având niște degajări 612, 712, 812, 812', 812 și respectiv 912 definite ca segmente 17 care lipsesc sau au fost înlăturate din roată. Aceste segmente potfi drepte 612 și 812, curbe 812’ sau ca un fierăstrău 812 și 912. Pot exista de la un segment în sus; deși sunt preferate 19 trei sau patru, pot fi realizate și cinci, vezi reperul 810 sau mai multe.

în plus, muchiile feței polizoare de-a lungul muchiei posterioare a degajării pot fi asi- 21 gurate cu porțiuni de muchie teșite 626,726,826, și 926 denumite în prezenta de asemenea vârf de aripă. Aceste vârfuri de aripă pot mări curentul de aer între roată și materialul care 23 se polizează, putând de asemenea reduce impactul contactului zonei exterioare într-un mod similar cu cel al ridicării muchiilor posterioare din fig. 10. Vârfurile de aripă pot de asemenea 25 include palete formate deliberat pe muchia roții, care pot fi utilizate pentru a direcționa sau canaliza aerul în jurul circumferinței roții abrazive. Acestea pot fi utilizate împreună cu o 27 manșetă pentru controlul aerului în jurul protecției polizorului înclinat, astfel încât praful este ejectat mai degrabă în o direcție, decât în toate direcțiile. Un dispozitiv de colectare a prafului 29 sau reziduurilor poate fi instalat astfel încât să fie reținute în proporție destul de mare reziduurile și praful. 31

Așa cum s-a prezentat mai sus, degajările sau scobiturile 112, 312, 412 din roată permit în mod avantajos unui utilizator să vadă piesa de prelucrat care este polizată prin 33 roata care se rotește în timp ce el/ea utilizează polizorul. în această privință, este foarte util să poți să vezi și să monitorizezi acțiunea de polizare în timpul lucrului. Așa cum de 35 asemenea a fost prezentat, majoritatea roților abrazive nu permit vizualizarea în timpul polizării. Alcătuirea unui polizor plan sau înclinat nu permite în general vizualizarea prin 37 porțiunea exterioară a unei roți care se rotește, și roțile conform prezentei invenții au fost astfel dezvoltate încât să depășească acest dezavantaj. Dacă polizarea este realizată cu o 39 roată opacă convențională, operatorul trebuie să facă o serie de polizări de testare, de fiecare dată îndepărtând unealta pentru a vedea rezultatul, și pe măsura ce treaba se 41 apropie de sfârșit aceste opriri pentru inspectare trebuie să fie din ce în ce mai frecvente. Procesul de finalizare este un fel de aproximare succesivă și există o posibilitate ca procesul 43 de polizare să meargă prea departe. Prin utilizarea prezentei invenții operatorul poate realiza o operație de polizare cu o singură aplicare a uneltei pe piesă și riscul de a poliza prea mult 45 este mic.

Poate fi surprinzător că prezența în roată a acestor degajări și/sau găuri nu permite, 47 așa cum ar fi poate de așteptat, obiectelor cu proeminențe să se prindă în degajare și să cauzeze o întrerupere catastrofală a polizării. 49

RO 122484 Β1

Roțile conform prezentei invenții sunt de preferință de culoare neagră, în scopul de a întări contrastul vizual pentru o persoană care privește printr-un disc care se rotește și care se bazează pe persistența imaginii pentru a vedea piesa de prelucrat care este în spate. Această culoare este mai puțin supărătoare decât albul, care tinde sa facă suprafața piesei de prelucrat să pară gri când este văzută printr-o roată albă sau de altă culoare deschisă. Ca rezultat, piesa de sub roată poate fi văzută până la marginea roții, dacă segmentul detașat într-un loc se suprapune cu o degajare dintr-o altă parte a roții, astfel încât întreaga porțiune de lucru a roții devine gri în timpul utilizării.

Este de așteptat să existe un curent de aer detectabil circulând semi-tangențial în jurul roții conform invenției, care se rotește în mod uzual cu 8000 -11000 rotații pe minut tipic pentru un polizor înclinat de 4,5 inch/115 mm. Se pare că degajările înclinate generează o semnificativă turbulență de aer pe suprafața abrazivă și reziduul tinde să fie împins radial în afară.

Referindu-ne acum la fig. 10, degajarea 112 și/ sau găurile de vizualizare prezentate mai jos, pot fi înclinate așa cum s-a arătat. Pentru comoditate, următoarea prezentare se va referi în mod special la degajări, cu toate ca se înțelege ca prezentarea se aplică de asemenea în totalitate la oricare din găurile de vizualizare prezentate în prezenta. Direcția de rotire preferătă a roții 110 este indicata de o săgeată 14 iar fața abrazivă este în jos, așa cum se arată în figură o muchia anterioară 118 a degajării 112 este înclinată față de direcția axială pentru a forma un unghi ascuțit cu cea mai apropiată, cu alte cuvinte adiacentă, porțiune a feței abrazive, în timp ce muchia posterioară 120 este înclinată astfel încât se formează un unghi obtuz față de porțiunea adiacentă a feței abrazive. Suprafața posterioară 120' în fig. 10b arată o altă formă înclinată, care poate fi utilizată pentru a minimiza și mai mult riscul ca roata sa prindă o particulă proiectată.

Chiar fără o înclinare propriu-zisă a degajărilor, există în general o semnificativă și utilă turbulență a aerului generat de mișcarea aperturior în placa de suport când roata se rotește cu viteza mare, ceea ce în mod avantajos tinde sa răcească piesa de prelucrat.

Acest efect poate fi amplificat prin înclinarea degajărilor 112 așa cum este prezentat, întrucât aerul tinde să fie adus la suprafața piesei de prelucrat așa cum arată săgeata 1030 (fig. 10a). Acest curent de aer poate ajuta la răcirea piesei, la suflarea prafului/reziduurilor de pe locul polizării, și la înlăturarea particulelor rezultate în urma polizării de pe suprafața piesei. Acest efect poate fi de asemenea mărit prin ridicarea muchiei posterioare 102' pentru a forma un căuș pentru aer după cum se poate vedea în fig. 10b. Este probabil să existe o compresie semnificativă a aerului când aerul ajunge la suprafața care este polizată. Aerul poate de asemenea să acționeze ca un fel de palier, împingându-se între roata care se rotește și piesa care este imobilă într-un mod analog cu un palier de aer. în acest caz poate fi generată la suprafața piesei o turbulență care ajută la eliminarea reziduurilor.

Cu toate că am observat că nu prea există posibilitatea ca să fie prins un obiect proiectat la muchia posterioară a degajării, sau în alt mod asemănător, în parte pentru că se prezintă o noua degajare în timpul utilizării10.000 rotații pe minut la aproximativ fiecare 2 ms configurația prezentată în fig. 10 tinde să ajute la reducerea la minim a riscului, cum ar fi când unealta își micșorează viteza, prin asigurarea unei pante domoale pentru ca obiectul să se lovească de o parte oblică în loc de un colț abrupt.

Suplimentarfață de cele prezentate mai sus, roțile abrazive conform prezentei invenții pot fi puse în practică într-una din formele diverselor aplicații alternative. De exemplu, așa după cum s-a menționat pe scurt mai sus, oricare din roțile mai sus menționate pot fi asigurate cu una sau mai multe găuri de vizualizare 322, 622, 722, etc. prezentate cu linie întreruptă în figurile 3, 6 și 7, etc, fie suplimentările în combinație cu degajările sau scobiturile 112, 312,412.

RO 122484 Β1 în plus, prezenta invenție poate cuprinde găuri de vizualizare fără utilizarea vreunei 1 degajări periferice, cum ar fi alte roți abrazive 2210, 2310 și 2410 din figurile 22-24 și așa cum este dezvăluit la cererea de brevet japoneză nr. 11-159371 intitulată Disc polizor flexibil, 3 echilibrat, cu găuri de vizualizare pentru observarea suprafețelor polizate. Aceste găuri de vizualizare pot avea practic orice configurație, inclusiv circulară, prezentată în figurile 3,9 și 5 22 sau necirculară, găuri ovale 2322 și 2422 din figurile 23 și 24. Referindu-ne acum mai detaliat la figurile 23 și 24, în cazul în care sunt utilizate găuri ovale sau alungite, găurile pot 7 avea orice orientare dorită. De exemplu, așa cum se arata în fig. 23, niște găuri 2322 pot fi dispuse cu axele lor longitudinale în plan transversal extinzându-se în direcție radială. 9 Alternativ, așa cum este prezentat în fig. 24, axele longitudinale pot fi dispuse cu un unghi y deviat față de direcția axială. 11 în exemplul arătat, unghiul y este de aproximativ 45°. Testele au arătat ca roțile fabricate cu găuri alungite au o rezistență considerabil mărită față de roți similare fabricate cu 13 găuri circulare având diametrul egal cu dimensiunea longitudinală a găurilor scobite. Mai mult, orientând găurile scobite cu un unghi y de 45° s-a mărit și mai mult rezistența roții, după 15 cum va fi prezentat în detaliu în exemplele de mai jos.

în plus, oricare din găurile de vizualizare mai sus menționate 322,622, etc. pot fi încli- 17 nate așa cum s-a arătat mai sus cu referiri la figurile 2 și 10, și așa cum este arătat cu linii întrerupte în figurile 6, 7 și 8a. Așa cum de asemenea s-a menționat, găurile de vizualizare 19 funcționează în esență similar cu degajările mai sus menționate pentru a permite utilizatorului să vizualizeze piesa de prelucrat prin acestea în timpul operației de polizare. 21

Numărul și locația găurilor 322, 622, etc. sunt de preferință alese astfel încât să mențină echilibrul roții. Cu toate că ar putea fi posibil să se prevadă o singură gaură de 23 vizualizare și să se configureze roata astfel încât acesta să își mențină acest echilibru rotativ, este în general de preferat să se prevadă mai multe găuri spațiate în jurul axei de rotație a 25 roților pentru a asigura echilibrul dorit al roții. Pot fi utilizate orice număr de găuri, în funcție de diametrul roții și de mărimea găurilor. De exemplu, roțile care au un diametru extrem de 27 6 inch pot avea de la trei la șase găuri, în timp ce roți cu diametre mai mari cu alte cuvinte, la 20 inch pot avea de la 10 la 20 sau mai multe găuri. Roțile pot fi echilibrate dinamic prin 29 înlăturarea materialului de la marginea roții. în anumite aplicații ilustrative, găurile de vizualizare pot fi formate în cadrul unei arii între cel puțin 60% din raza cilindrului imaginar 31 definit de rotirea roții, și cel puțin 2 mm de la marginea roții.

Deși prezenta invenție poate fi aplicată la practic orice tip sau configurație de roată 33 abrazivă, este de dorit să fie implementată la acelea denumite în mod uzual roți subțiri cuprinzând granule abrazive conținute în matricea aglomerată, de obicei o matrice de rășină 35 organică. Așa cum este utilizat în prezenta, termenul roată subțire se referă la roți având o grosime t, în direcție axială, care este mai mică sau egală cu aproximativ 18% din raza 37 cilindrului imaginar r (cu alte cuvinte, t < 18%r.) Roțile subțiri includ, de exemplu, roți având o grosime t de la aproximativ 1/8 inch 3,4 mm în sus până la aproximativ (1/4 inch) 6,8 mm 39 la (1/2 inch), 12,7 mm în funcție de diametrul (extrem) al roții. Exemple de asemenea roți subțiri includ mai sus menționatele roți de tip 27, 27A, 28, 29, precum și tip hibrid 27/28. 41

Roțile tip 27, 27A, 28, și 29 sunt definite, de exemplu, în Standard ANSI B7.1-2000. Așa după cum s-a menționat mai sus, roțile tip hibrid27/28 sunt similare cu roțile tip 27 și 28, 43 având o secțiune transversală axială ușor curbată, așa cum este prezentat în figurile 16,18, și 19, și descris mai detaliat în continuare. 45

După cum s-a menționat mai sus, diferite tehnici de fabricație care sunt cunoscute celor calificați în fabricarea roților polizoare pot fi utilizate și/ sau modificate pentru a produce 47 aplicații ale prezentei invenții. Tehnici ilustrative care pot fi utilizate sunt dezvăluite în brevetul US nr. 5895317 (Timm), și brevetul US nr. 5876470 (Abrahamson), care sunt 49 complet încorporate în prezenta. Unele tehnici ilustrative de fabricație vor fi acum descrise cu referire la figurile 15-21. Pentru concizie, cele mai multe din aceste tehnici sunt arătate 51

RO 122484 Β1 și descrise în legătură cu fabricația roților de tipul hibrid 27/28 având trei găuri de vizualizare. Cu toate acestea ar trebui să le fie clar celor experimentați că tehnicile pot fi modificate, inclusiv mărimea și configurația formei de turnare și/ sau conținutul amestecului turnat, pentru a produce oricare dintre tipurile de roți descrise mai sus, cu orice număr de degajări și/ sau găuri așa cum este descris în prezenta.

Referitor la figurile 15 și 16,o roată de tip hibrid 27/28 1510 poate fi fabricată prin plasarea unei plăci de suport 28 într-o formă deturnare având mărimea și configurația corespunzătoare pentru a forma niște găuri 1522 dorite (fig. 15) și/ sau niște degajări 1512 (așa cum sunt prezentate cu linie întreruptă în fig. 15). Placa de suport 28 poate include o bucșă centrală 30 integrată în placa, sau poate fi o piesa componentă separată fixată la aceasta. Așa cum este arătat, placa de suport 28 și un strat de armare 36 (fig. 18) sunt ușor curbate într-un mod cunoscut. Alternativ, aceste componente pot fi în esența plane, cum arfi pentru fabricarea roților de tip 27, 27A și/ sau tip 28.) Găurile plăcii 28 sunt cuplate să primească dopuri (neprezentate), care sunt plasate în forma de turnare. Dopurile au o astfel de mărime și configurație încât să formeze găurile dorite.

Forma de turnare este apoi umplută cu amestecul dorit abraziv și aglomerat pentru a forma stratul abraziv 29. Această etapă de umplere a formei de turnare poate fi realizată utilizând tehnici de alimentare prin curgere liberă sau, alternativ, pot fi utilizate și alte tehnici cum ar fi turnarea prin injecție. Pot fi aplicate căldură și/ sau presiune.

Roata este apoi scoasă din forma de turnare și separat de dopuri pentru a obține o roată având găurile 1522 dorite și/ sau degajările 1512. Alte etape convenționale, cum ar fi echilibrarea dinamică a roții, pot fi apoi realizate.

Referindu-ne acum la figurile 17 și 18, o tehnică similară este utilizată pentru fabricarea unei roți cu armare de sticlă. Așa cum s-a arătat, o țesătură de sticlă 36 este plasată în situ în forma de turnare. Țesătura este de preferință prevăzută cu un perimetru având o mărime și o configurație care să se potrivească cu cea a formei de turnare (inclusiv orice degajări 1712 (fig. 17). Dopurile sunt plasate în forma de turnare la locația dorită pentru niște găuri 1722 (fig. 17). Etapele următoare sunt realizate după cum este descris mai sus cu referiri la figurile 15 și 16. Stratul de țesătură poate fi tăiat la una sau mai multe găuri pentru a facilita vizualizarea neobstrucționată prin aceasta.

Opțional, stratul de țesătură (strat de sticla sau armare similară cu țesătura) poate să se extindă continuu prin una sau mai multe goluri (cum ar fi prin găurile 1722 așa cum este prezentat) pentru a asigura o armare de rezistentă în timp ce permite de asemenea unui utilizator sa vadă prin strat datorită țesăturii relativ deschise.

Referindu-ne acum la fig. 19, oricare dintre abordările de fabricație mai sus menționate poate fi modificată aplicând o pernă de suport convențională 32 cu un dispozitiv de blocare a vitezei, pe placa de suport sau pe stratul de armare înainte sau după întărirea roții.

într-o altă variantă, un centru sau o bucșă turnată 34 poate fi perforată cu o țesătură de sticlă implantată sau un alt strat de armare similar 36' așa cum este arătat în figurile 20 și 21. Această montare poate fi fabricată în orice mod cunoscut, inclusiv turnare și/ sau operații de asamblare mecanice. Apoi asamblarea bucșei cu sticla poate fi obținută prin turnare în-situ prin plasare într-o forma de turnare, urmată de inserția amestecului abraziv/aglomerat și aplicarea de căldura și presiune, etc așa cum este descris mai sus, pentru a forma o roată abrazivă 2110 având o bucșă integrată 34 și un strat abraziv armat 29'. Cu toate că roata 2110 este prezentată ca o roată convențională, dreaptă, poate de asemenea fi fabricată și ca o roată de tip hibrid 27/28 având o secțiune transversală ușor curbată așa cum este prezentat în figurile 16,18 și 19.

R0 122484 Β1

Cu toate că aplicații ale prezentei invenții sunt prezentate ca fiind fabricate cu un strat 1 de armare 36, 36', pot fi de asemenea utilizate straturi suplimentare 36, 36'. De exemplu, un strat 36, 36'poate fi dispus în interior, cu un alt strat dispus pe o suprafață externă a roții. 3 în cazul în care este utilizat un strat de fibră de sticlă 36, 36', țesătura (neacoperită) poate avea o greutate (denumită uzual greutate de material crud) de aproximativ 160 la 320 grame 5 pe metru pătrat (g/mp). De exemplu, în cazul în care este utilizat un strat de țesătură, pentru roți având o grosime de aproximativ 1/16 -1/4 inch (aproximativ 2-6 mm), poate fi utilizată 7 țesătura având o greutate de material crud de la medie (230-250 g/mp) până la mare (320-500 g/mp). în cazul în care două sau mai multe straturi 36,36' sunt utilizate, unul, sau 9 amândouă pot avea greutate mică (aproximativ 160 g/mp).

Următoarele exemple ilustrative sunt menite să demonstreze anumite aspecte ale 11 prezentei invenții. Trebuie înțeles ca aceste exemple nu trebuie interpretate ca limitative.

Exemplul 1. în acest exemplu, două roți sunt comparate în ceea ce privește perfor- 13 manțele polizării. O prima roată, B, este conform tehnicii existente cu un diametru de 11,4 cm (4,5 inch) cu o apertură de prindere centrală utilizată în mod uzual în tehnica existentă 15 a doua roată, A este identică cu roata B dar modificată în conformitate cu invenția prin înlăturarea de segmente drepte din perimetru pentru a asigura o roată așa cum este 17 prezentată în fig. 8a din desene. Roata este fabricată dintr-un material abraziv sintetic 50, granule abrazive din alumină topită, aglomerate în rășină fenolică și un strat de armare cu 19 țesătură integrală de fibră de sticlă.

Roțile sunt evaluate utilizând un polizor Okuma ID/OD utilizat în modul de alimentare 21 axial astfel că piesa de prelucrat să fie prezentată la fața roții nu la o muchie.

Piesa de prelucrat utilizată este oțel moale 1018, în forma unui cilindru cu diametrul 23 exterior de 12,7 cm (5 inch) și un diametru interior de 11,4 cm (4,5 inch). Suprafața de capăt este îndreptată spre roata abrazivă. Roțile abrazive sunt operate cu 10,000 rpm și este 25 utilizată o viteza de alimentare de 0,5 mm/min. Piesa de prelucrat se rotește la aproximativ 12 rpm. Nu se utilizează nici un răcitor și piesa de prelucrat este centrată pe porțiunea roții 27 unde sunt localizate degajările de vizualizare în aplicațiile conform prezentei invenții. Roțile sunt cântărite înainte și după testare. 29

Pentru a determina un punct de referință, piesa de prelucrat este adusă în contact cu roata până când forța axială ajunge la 0,22 kg (1 livra). Polizarea este apoi continuată din 31 acest punct de referință până când forța axială ajunge la 1,98 kg (9 livre), care este considerată corespunzătoare sfârșitului duratei de utilizare a roții. Astfel timpul polizării între punctul 33 de referință și punctul de sfârșit este considerat ca durată de viață a roții.

Rezultatele sunt reprezentate grafic în figurile 11-14. în fig. 11 poate fi văzută creș- 35 terea rapidă la o forță normală de 9 livre, care este considerată punctul de sfârșit, întrucât la acel punct se înlătură puțin metal deoarece în mare parte materialul abraziv s-a îndepărtat 37 sau s-a uzat. Această roată A durează aproximativ de două ori mai mult decât cealaltă roată B. Deci s-a îndepărtat mai mult din suprafața abrazivă. 39 în fig. 12, puterea consumată de fiecare din roți este reprezentată grafic în funcție de timp. Aceasta arată același model ca și fig. 11 cu roata A consumând semnificativ mai puțină 41 putere în toată perioada de timp când roțile polizează efectiv. Astfel roata A necesită mai puțină forță și consumă mai puțină putere. 43 în fig. 13, variația coeficientului de frecare în funcție de timp este reprezentată grafic pentru roți. Cel mai mic coeficient este observat la roata A. 45

Fig. 14 compară cantitatea de metal tăiată de roți până la urmă. Aceasta arată că roata A taie aproximativ de două ori mai mult material decât roata B. 47

RO 122484 Β1

Prin urmare, se așteaptă ca roțile conform invenției prezentate cu titlu de exemplu să taie cel puțin la fel ca roțile tehnologiei existente, în același timp acordând beneficiul de a permite vizualizarea ariei supusă polizării în timp ce polizarea este în curs mai degrabă decât între faze de polizare. Acest lucru este obținut deși cantitatea de suprafață polizată este redusă prin prevederea degajărilor pentru vizualizare. Mai mult decât atât, acest avantaj asigură o imagine îmbunătățită a suprafeței piesei de prelucrat până la marginea roții polizor, în timp ce se taie mai mult metal, cu consum mai mic de putere, și pe o perioadă mai lungă. Aceasta este extrem de avantajos.

Exemplul 2. Exemple de roți de tip 27 au fost fabricate în esență după cum este prezentat în figurile 22,23 și 24, adică cu găuri circulare, alungite radiat, și respectiv cu găuri alungite oblic. Găurile alungite au fost prevăzute cu un raport lungime - lățime de aproximativ 2:1 în plan transversal, adică dimensiunea longitudinală a găurii alungite a fost aproximativ de două ori mai mare decât dimensiunea ortogonală a acesteia în plan transversal. Roțile din fig. 22 au prezentat o putere de evacuare de aproximativ 80% din cea a unei roți de control convențional fără găuri, iar roata din fig. 23 a prezentat o putere de evacuare de 87% din cea de control. Roata cu găuri orientate oblic din fig. 24 a prezentat o și mai mare putere de evacuare, de 95% din cea a roții de control. Puterea de evacuare a fost măsurată utilizând specificații de testare ANSI uzuale pentru sarcina centrală maximă din forța laterală, cum a fost descris în brevetul US nr. 5913994, care este în întregime încorporat în prezenta. Descris pe scurt, testul de putere de evacuare a cuprins un inel convențional, al unui test de rezistență a inelului, în care roata a fost montată pe o flanșă centrală convențională și marginea roții a fost suportată de inel. O sarcină axială a fost aplicată flanșei cu o viteza de aplicare de 0,05 inch/minut utilizând o mașină de testare convențională. O sarcină axială a fost aplicată flanșei roții de la sarcina zero până la distrugerea catastrofică a roții (de exemplu ruperea roții).

Exemplul 3. Au fost fabricate mostre de testare suplimentare precum roți de tipul hibrid 27/28 după cum sunt în esență prezentate în figurile 1,3, 22, și 25, (formând cilindrii imaginari) având diametrul de 5 inch (12,7cm). De asemenea fiecare din roți a cuprins un strat de țesătură din fibră de sticlă 36, după cum este arătat în fig. 18, având o greutate de material crud de aproximativ 230-250 g/mp. Noua variante de roată (variantele 1-9) au fost fabricate cu o grosime de 1/8 inch (3mm) și o gaură centrală de 7/8 inch (2,2 cm). Aceste variante de roți au fost testate pentru flexibilitate și rezistență la rupere. Rezultatele acestor teste sunt prezentate în fig. 26 și în tabelul de mai jos.

în aceste exemple, roata de varianta 1 a fost fabricată în esență după cum este prezentat în fig. 22, cu trei găuri spațiate echidistant 2222 cu diametrul de aproximativ 3/4 inch (9 cm), extinzându-se nu mai aproape de aproximativ 3/8 inch (0,9 cm) de la marginea roții. Varianta de roată 2 a fost efectiv similara cu variantă de roată 1, cu găuri de aproximativ 3/8 inch (0,9 cm). Varianta de roată 3 a fost efectiv similară cu varianta de roatăl, având însă șase găuri spațiate echidistant 2222. Varianta de roată 4 a fost efectiv similară cu varianta de roată 1, având însă fante 112 în loc de găuri, după cum este arătat în fig. 1. Aceste fante 112 se extind pe aproximativ 7/8 inch (2,2 cm) radial înspre interior dinspre margine, cu o lățime de aproximativ 3/8 inch (.0,9 cm). Varianta de roată 5 a fost efectiv similară cu varianta de roată 4, având însă fante 112 de aproximativ 3/4 inch (1,9 cm) în lățime. Varianta de roată 6 a fost efectiv similară cu varianta de roată 5, având însă șase fante spațiate echidistant 112. Varianta de roată 7 a fost efectiv similară cu varianta de roată 1 (incluzând trei găuri), având însă o margine zimțuitâ fiind prevăzută cu degajări 312 prezentate în fig. 3.

RO 122484 Β1

Varianta de roată 8 a fost o roată conform tehnicii existente, efectiv similar cu varianta de roată 1, fără găurile 2222. Varianta de roată 9 a fost efectiv similară cu varianta de roată 2, având însă 8 găuri spațiate de-a lungul inelelor concentrice discrete după cum se arată în fig. 25 și se descrie în cererea 478, la care se face referire mai sus. Au fost fabricate și testate câte trei roti din variantele 1 - 9.

»

Flexibilitatea fiecărei roți a fost măsurată așa cum se descrie în cererea '478 la care se face referire mai sus, prin montarea roții abrazive pe o flanșă cu raza de 15 mm și determinarea flexibilității ca deformare elastică (în milimetri) în direcție axială prezentată când o sarcină axială de 20N este aplicată de un cap de măsurare (având un vârf de contact care are o raza de 5 mm) la 47 mm de la centrul roții abrazive, cu roata în staționare. (Deformația a fost măsurată similar la locația radială de 47 mm de la centrul roții.) Volumul fiecărei roți a fost obținut împărțind greutatea roții la densitate materialului (2,54 g/ cmc). Volumul și flexibilitatea fiecărei variante de roată 1-9 este prezentată în tabelul de mai jos.

Tabel Deflexie

	Greut.	Greut.	Dev.	Voi.	Dev.	Deflexie	Dev.
	(9)	medie	stand.	roată	stand.	(mas.)	stand.
1	86	88,9	2,6	35,0	1,0	2,67	0,4
	90,9
	89,7
2	91,1	91,1	2,2	35,9	0,9	3,67	0,3
	88,9
	93,3
3	79,6	79,3	0,7	31,2	0,3	4,50	0,7
	79,9
	78,5
4	82,1	82,7	1,9	32,6	0,7	3,50	0,7
	84,8
	81,2
5	84,5	86,7	1.9	34,1	0,7	2,94	0,5
	87,5
	88
6	68,5	66,3	2,3	36,1	0,9	5,94	0,8
	64
	66,3
7	77,4	78,7	1,2	31,0	0,5	4,11	0,3
	79,4
	79,4
8	97,4	94,2	2,9	37,1	1,2	3,22	0,2
	91,6
	93,7
9	88	89	0,9	35,0	0,3	3,78	0,6
	89,3
	89,7

RO 122484 Β1

Rezultatele acestorteste indică că aplicațiile prezentei invenții potfi în mod avantajos dimensionate și configurate astfel încât volumul combinat al găurilor și sau degajărilor (adică al golurilor) ca procentaj din volumul total al roții, să rămână sub 25%, și de preferință de aproximativ 3%-20%. (Pentru comoditate, acest volum sau procentaj de volum poate fi denumit în prezenta ca volumul golului sau respectiv procentajul volumului golului.)

Fiecare din variantele de roată testate, cu excepția variantei 6, prezintă procentajul volumului golului sub 25%. Varianta de roată 6 a prezentat un procentaj al volumului golului între 25% și 34%. Procentajul volumului golului a fost obținut prin scăderea volumului fiecărei roți din variantele 1-7 și 9 din volumul total al fiecărei roți, împărțind rezultatul la volumul total al fiecărei roți, și înmulțind cu 100. Volumul total al fiecărei roți este volumul roții fără goluri cu alte cuvinte, volumul cilindrului imaginar definit de fiecare roată în timpul rotirii acestuia. Pentru comoditate, volumul roții convențional de la varianta 8 (varianta fără nici un gol) a fost utilizat ca volum total în calculul volumului golurilor.

Menținerea procentajului volumului golului sub 25% în mod avantajos ajută la menținerea flexibilității roții la aproximativ 5 mm sau mai puțin, pentru a facilita operațiile de polizare frontală. Aplicații specifice ale prezentei invenții prezintă o flexibilitate de aproximativ

1-5 mm, cu alte aplicații prezentând o flexibilitate de aproximativ 2-5 mm după cum se indică în rezultatele testelor mai sus menționate.

ί

La două roți din fiecare variantă de roți s-a testat de asemenea rezistența la rupere prin supunerea lor la viteze de rotire din ce în ce mai mari (rpm) până la distrugerea roții. Rezultatele acestor teste sunt prezentate în fig. 26.

în mod avantajos, această testare a indicat că toate variantele de roți au prezentat o viteză de rupere de cel puțin aproximativ 21.000 rpm, sau aproximativ 27.500 picioare de suprafața per minut sfpm (140 metri suprafața pe secunda SMPS). SFPM și SMPS sunt date de următoarele ecuații:

>

1) SFPM =. 262 x diametrul roții în inch x r.p.m.

2) SMPS = SFPM/196,85.

Acest aspect permite în mod avantajos aplicațiilor prezentei invenții fabricate ca roți cu diametru de 5 inch tip hibrid 27/28 să fie operate pe mașini de polizat de mâna care în mod uzual funcționează la o viteză maximă de 16.000 rpm.

Rezultatele acestorteste de asemenea indică (de exemplu, varianta 3 comparată cu variantele 4 și 7) că ar putea fi avantajos să existe cel puțin o parte din volumul golului dispus relativ aproape de perimetrul roților, ceea ce poate fi asigurat utilizând măcar câteva degajări sau fante. Aceasta se poate de asemenea realiza prin poziționarea oricăror găuri în cadrul mai sus menționatelor poziții radiale (cu alte cuvinte în aria între 60% din raza cilindrului imaginar și cel puțin aproximativ 2mm de la marginea roții).

Descrierea de mai sus este destinată în primul rând scopului de a ilustra. Cu toate că invenția a fost prezentată și descrisă în legătură cu o aplicație ilustrativă a acestei invenții, trebuie înțeles de către cei care au calificări în domeniu că cele de mai sus și diferite alte modificări, omisiuni, și suplimentări în formă și în detaliu aduse invenției pot fi făcute fără îndepărtarea de la spiritul și sfera invenției.

Claims

1. Roată abrazivă pentru înlăturarea materialului dintr-o piesă de prelucrat caracterizată prin aceea că, pentru vizualizarea piesei de prelucrat în timpul rotirii operaționale în jurul axei sale,este prevăzută cu o apertură de prindere (111) dispusă central într-o matrice abrazivă (110) realizată dintr-un material granulat și care are un perimetru (926) care definește în timpul rotirii operaționale un cilindru imaginar, iar axial prin matrice (110) este extins

RO 122484 Β1 un spațiu gol (112) astfel încât în timpul rotirii operaționale, golul (112) definește o fereastră 1 imaginară prin care poate fi vizualizată piesa de prelucrat, roata fiind în esența monolitică și având o flexibilitate de aproximativ 1 până la 5 mm în direcția axială ca răspuns la o 3 încărcare de 20N aplicată axial.

2. Roată abrazivă, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că flexibilitatea 5 este de aproximativ 2 până la 5 mm.

3. Roată abrazivă, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că cuprinde, de 1 asemenea, un spațiu gol (112) având un volum de mai puțin de 25% din volumul cilindrului imaginar. 9

4. Roată abrazivă, conform revendicării 3, caracterizată prin aceea că volumul spațiului gol (112) este între 3% și 20%. 11

5. Roată abrazivă, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că golul (112) cuprinde cel puțin o degajare neobstrucționată ce se extinde radial înspre interior și dinspre 13 perimetrul (926) cilindrului imaginar.

6. Roată abrazivă,conform revendicării 5,caracterizată prin aceea că golul (112) 15 cuprinde cel puțin o gaură (322) de vizualizare.

7. Roată abrazivă, conform revendicării 6, caracterizată prin aceea că centrul geo- 17 metric al găurii de vizualizare (322) este dispus la cel puțin 60% din raza cilindrului imaginar față de centrul roții și la cel puțin 2 mm de la marginea roții. 19

8. Roată abrazivă, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că cuprinde o bucșă (ID) de roată dispusă integral în cadrul matricei (110). 21

9. Roată abrazivă, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că matricea (110) abrazivă conținând granule este realizată dintr-un material organic aglomerat. 23

10. Roată abrazivă, conform revendicării 9, caracterizată prin aceea că matricea (110) este realizată dintr-un material ne-organic aglomerat. 25

11. Roată abrazivă, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că matricea (110) cuprinde o armare integrală. 27

12. Roată abrazivă, conform revendicării 11, caracterizată prin aceea că armarea cuprinde un material fibros dispersat în matrice (110). 29

13. Roată abrazivă, conform revendicării 11, caracterizată prin aceea că materialul fibros cuprinde un strat textil (36¹). 31

14. Roată abrazivă, conform revendicării 13, caracterizată prin aceea că materialul fibros cuprinde o pluralitate de straturi textile. 33

15. Roată abrazivă, conform revendicării 13, caracterizată prin aceea că de stratul textil (36¹) este fixată o bucșă de roată (34). 35

16. Roată abrazivă, conform revendicării 13, caracterizată prin aceea că stratul textil (36¹) se extinde dincolo de gol (112). 37

17. Roată abrazivă, conform revendicării 13, caracterizată prin aceea că stratul textil (36¹) cuprinde un strat de fibră de sticlă având o greutate de material crud între 160 și 500 39 de grame pe metru pătrat.

18. Roată abrazivă, conform revendicării 11 .caracterizată prin aceea că armarea 41 cuprinde o placă de suport.

19. Roată abrazivă, conform revendicării 5, caracterizată prin aceea că degajarea 43 menționată este simetrică.

20. Roată abrazivă, conform revendicării 19, caracterizată prin aceea că degajarea 45 menționată este este în forma literei U.

21. Roată abrazivă, conform revendicării 19, caracterizată prin aceea că degajarea 47 menționată este semicirculară.

RO 122484 Β1

22. Roată abrazivă, conform revendicării 5, caracterizată prin aceea că degajarea menționată este asimetrică.

23. Roată abrazivă,conform revendicării 22, caracterizată prin aceea că degajarea menționată cuprinde o muchie posterioară dispusă la un unghi mai mic decât unghiul muchiei anterioare a respectivei degajări, față de cea mai apropiată tangentă la cercul imaginar.

24. Roată abrazivă, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că golul (112) este înclinat fată de direcția axială.

I I

25. Roată abrazivă,conform revendicării 24, caracterizată prin aceea că o muchie anterioară a golului (112) este dispusă la un unghi ascuțit față de o porțiune adiacentă a suprafeței de reazem a respectivei matrice abrazive (110).

26. Roată abrazivă,conform revendicării 24, caracterizată prin aceea că o muchie posterioară a degajării menționate este dispusă la un unghi obtuz față de o porțiune adiacentă a suprafeței de reazem.

27. Roată abrazivă, conform revendicării 5, caracterizată prin aceea că degajarea menționată cuprinde un segment din cercul imaginar menționat.

28. Roată abrazivă, conform revendicării 27, caracterizată prin aceea că segmentul este în esență curb de-a lungul unei muchii a acestuia, alta decât cea a cilindrului imaginar.

29. Roată abrazivă, conform revendicării 27, caracterizată prin aceea că segmentul este în esență drept, de-a lungul unei muchii a acestuia.

30. Roată abrazivă, conform revendicării 29, caracterizată prin aceea că o muchie a segmentului menționat este definită ca o coardă a cercului imaginar menționat.

31. Roată abrazivă, conform revendicării 5, caracterizată prin aceea că cuprinde o pluralitate de degajări prevăzute de-a lungul marginii cilindrului imaginar.

32. Roată abrazivă, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că matricea (110) cuprinde o față plană polizoare.

33. Roată abrazivă, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că golul (112) cuprinde cel puțin o gaură de vizualizare (322) care o străpunge.

34. Roată abrazivă, conform revendicării 33, caracterizată prin aceea că gaura de vizualizare (322) este circulară într-o secțiune transversală.

35. Roată abrazivă, conform revendicării 33, caracterizată prin aceea că gaura de vizualizare (322) este înclinată fața de direcția axială.

36. Roată abrazivă, conform revendicării 33, caracterizată prin aceea că cuprinde o pluralitate de găuri dispuse spațiat pe roată.

37. Roată abrazivă, conform revendicării 33, caracterizată prin aceea că gaura de vizualizare (322) este dispusă într-o arie definită de cel puțin 60% din raza cilindrului imaginar și cel puțin 2mm de la marginea roții.

38. Roată abrazivă, conform revendicării 33, caracterizată prin aceea că gaura de vizualizare (322) este longitudinală într-o secțiune transversală, la care gaura de vizualizare (322) are o axă longitudinală.

39. Roată abrazivă, conform revendicării 38, caracterizată prin aceea că axa longitudinală se extinde de-a lungul razei roții.

40. Roată abrazivă, conform revendicării 38, caracterizată prin aceea că axa longitudinală este dispusă oblic față de raza roții.

41. Roată abrazivă, conform revendicării 40, caracterizată prin aceea că axa longitudinală este dispusă la un unghi de aproximativ 45 de grade față de raza roții.

42. Roată abrazivă, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că este fabricată ca o roată cu centru adâncit sau un hibrid, al acesteia.

RO 122484 Β1

43. Roată abrazivă, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că are o viteză 1 de rupere de cel puțin 140m/s.

44. Procedeu de fabricare a unei roți abrazive,conform revendicării 1, caracterizat 3 prin aceea că constă în folosirea unei matrice abrazive conținând granule din care se fasonează roata, cu formarea a cel puțin un gol care se extinde axial prin matrice, la care în 5 timpul rotirii operaționale, golul definește o fereastră imaginară prin care poate fi vizualizată piesa de prelucrat iar roata este un monolit,dimensionată și configurată pentru a avea o flexi- 7 bilitate de aproximativ 1 -5 mm în direcția axială ca răspuns la o sarcina aplicată axial de 20N.

45. Roată abrazivă pentru înlăturarea materialului dintr-o piesa de prelucrat, carac- 9 terizată prin aceea că permite vizualizarea piesei de prelucrat în timpul rotirii operaționale și este alcătuită dintr-o apertură de prindere (111) dispusă central într-o matrice abrazivă 11 (110) realizată dintr-un material granulat și care are un perimetru ce definește în timpul rotirii operaționale un cilindru imaginar, iar axial, prin matrice (110) sunt extinse mai multe goluri 13 care în timpul rotirii operaționale definesc o fereastră imaginară prin care piesa de prelucrat poate fi vizualizată,pluralitatea de goluri incluzând cel puțin o gaură de vizualizare 15 (112,612,822,922) și cel puțin o degajare (112,312,412,812,912) neobstrucționată care se extinde radial înspre interior dinspre perimetrul cilindrului imaginar, roata fiind în esență 17 monolită.

46. Roată abrazivă, conform revendicării 45, caracterizată prin aceea că roata are 19 o flexibilitate de aproximativ 1-5 mm în direcția axială ca răspuns la o sarcină aplicată axial de20N. 21

47. Roată abrazivă,conform revendicării 45, caracterizată prin aceea că flexibilitatea este de aproximativ 2-5 mm. 23

48. Roată abrazivă,conform revendicării 45, caracterizată prin aceea că cuprinde un spațiu gol cu un volum de mai puțin de 25% din volumul cilindrului imaginar. 25

49. Roată abrazivă,conform revendicării 48, caracterizată prin aceea că volumul spațiului gol este de aproximativ 3% - 20%. 27

50. Roată abrazivă, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că cilindrul imaginar are o grosime în direcție axială mai mică sau egală cu aproximativ 18% din raza 29 acestuia.