RU171199U1 - Диск тарельчатый обдирно-фрезерный для обработки древесины - Google Patents

Abstract

Диск тарельчатый обдирно-фрезерный для объемной обработки древесины и древоподобных материалов содержит металлический корпус с отверстием и поднутрением под угловую шлифовальную машину и крупнозернистый абразивный материал с зерном от 1,5 до 5 мм на латунной связке на периферийном крае диска.Периферийный край диска выполнен закругленным, вывернутым наружу с плавным увеличением кривизны до тороидальной формы со стороны краевого торца.Дополнительно на краю диска могут располагаться по кругу вентиляционные отверстия. 2 з.п. ф-лы.

Description

Диск тарельчатый обдирно-фрезерный для обработки древесины

Предполагаемая полезная модель относится к конструкциям инструментов, а именно к конструкции Диска тарельчатого обдирно-фрезерного для обработки древесины.

Тарельчатые диски являются сменным рабочим инструментом для Угловой шлифовальной машины (УШМ) и крепятся на ее консольной оси вращения. Традиционные абразивные тарельчатые диски применяются в основном для поперечной или продольной резки и поверхностной обработки металлов и других твердых материалов для зачистки изделий от поверхностных дефектов, литейных наплывов, облоя, окалины и других аналогичных работ.

При обработке древесины и аналогичных древесине по твердости материалов тарельчатые диски используются для производства обдирных работ по удалению коры, сучковых утолщений, исправлению торцевых поверхностей косых и ступенчатых распилов, для быстрого выполнения местной поверхностной фрезеровки деталей, выравнивания поверхностей, а также для выполнения пазов и других простейших элементов.

Известный тарельчатый диск (см. Гургаль В.И. и др. Инструмент из сверхтвердых материалов и его применение. Львов, «Каменяр», 1984) содержит металлический корпус тарельчатой формы с поднутрением и центральным отверстием для закрепления на валу вращения шлифовальной машины. Диск имеет плоский край с периферийным пояском со стороны поднутрения тарели. На плоской периферийной части и на краевом торце корпуса диска нанесен абразивный материал природного или искусственного характера определенной фракции, закрепленный на диске с помощью так называемой связки.

В качестве связок в настоящее время используют разные металлические припои, компаунды, бакелитовые и другие лаки и клеи, подбирая их по критерию цена - качество для каждого абразива.

Известна также разработанная авторами, находящаяся в производстве конструкция тарельчатого диска, специально предназначенного для обдирно-фрезерной обработки древесины и аналогичных материалов (волокнистых, ДСП и прочих низкоплотных материалов) по Патенту на полезную модель RU 139889 U1 от 27.04.2014 г. по кл. B24D 99/00.

Известный по этому патенту Диск (Прототип) имеет металлический корпус тарельчатой формы с коническим поднутрением и с центральным отверстием в поднутрении под угловую шлифовальную машину. На (плоском) крае корпуса и на краевом торце нанесен, преимущественно на латунной связке, крупнокристаллический абразивный материал, с размерами зерен от 1,5 мм до 5 мм.

Основные недостатки известных конструкций тарельчатых дисков, и в частности, Прототипа, проявляются при необходимости обработки вогнутых поверхностей. Вогнутая поверхность является недосягаемой для плоской формы абразивной поверхности периферийного края диска. При работе с использованием УШМ рабочий вынужденно переходит на обработку материала «выгрызанием» узким краевым торцем, предназначенным для поперечной или продольной резки. При этом обработанная поверхность имеет грубый вид и дорабатывается вручную столярным инструментом.

Предварительно отработанная и представляемая к патентной защите конструкция Диска тарельчатого обдирно-фрезерного разработана в процессе развития данного направления деревообработки и является усовершенствованием конструкции-прототипа в целях повышения ее функциональных возможностей, рабочего ресурса и производительности.

С этой целью тарельчатый диска выполнен с вывернутым наружу закругленным периферийным краем, а абразивный материал в виде крупнозернистой фракции с зерном размером 1,5-5 мм закреплен на наружной стороне периферийного края и на торце края.

Закругленный край выполнен по форме, с плавно увеличивающейся кривизной выпуклости от конической поверхности в поднутрении до тороидальной у торца края.

Диск имеет на закругленном крае со стороны центрального отверстия круговой ряд вентиляционных отверстий.

Преимущественными являются размер зерна абразива от 2 до 4 мм, а в качестве абразива крошка победитового сплава электроимпульсного дробления на латунной связке.

Такое выполнение обдирно-фрезерного диска открывает возможность не только ускоренной и качественной обработки плоскостей и выпуклых участков, но и новую, практически недоступную прототипу возможность формообразующей обработки значительных углублений, резко повышает производственный ресурс инструмента и производительность труда за счет преобразования формы рабочей абразивной рабочей поверхности инструмента и обеспечения лучшего режима ее естественного охлаждения.

Конструкцию тарельчатого диска для обработки древесины иллюстрируют прилагаемые чертеж и фотографии.

На Фиг. 1 показана конструкция тарельчатого диска в поперечном осевом разрезе.

На Фиг. 2 показано положение Диска на «болгарке» при обработке бревна.

На Фиг. 3 показаны рабочая сторона Диска и углубленная выработка в бревне.

Диск тарельчатый обдирно-фрезерный для обработки древесины (Фиг. 1) содержит металлический корпус тарельчатой формы с центральным отверстием 1 под угловую шлифовальную машину и поднутрение 2 с конической поверхностью 3.

Диск имеет вывернутый наружу закругленный периферийный край 4, с торцем края 5. За конической поверхностью 3 поднутрения закругленный периферийный край 4 выполнен с плавно (постепенно) увеличивающейся кривизной выпуклости до тороидальной поверхности 6 со стороны торца края 5. На участке тороидальной поверхности, по определению, кривизна сохраняется постоянной.

На наружной поверхности закругленного периферийного края 4 и на торце края 5 закреплено на металлической связке, в частности на латуни, покрытие в виде зерен крупнозернистого абразивного материала 7; на Фиг. 1 его контур показан зигзагообразной линией 8, имитирующей рабочую шероховатость абразива. Размер (крупность) зерна в зависимости от «номера» должен быть в пределах от 1,5 мм до 5 мм, но преимущественно от 2 до 4 мм.

Диск снабжен вентиляционными отверстиями 9, расположенными на периферийном закругленном крае в пределах абразивного покрытия. Целесообразным является размещение отверстий в виде кругового ряда со стороны поднутрения. На Фиг. 1 показана ось 10 попавшего в разрез отверстия. Она немного наклонена к оси симметрии на 5-10°, что свидетельствует о смещении отверстий к оси симметрии на внутренний край полосы абразивного покрытия.

В лучшем исполнении абразивный материал 7 выполнен в виде крошки победитового сплава электроимпульсного дробления, которая закреплена на латунной связке. Отдельные испытания на образцах показали, что латунная связка в этой паре примерно на 15-20% прочнее наиболее распространенной (не случайно) связки на бакелитовом лаке.

При электроимпульсном дроблении происходит разрушение разнокалиберных победитовых деталей, в частности, выполненных из

распространенного сплава марки ВК-15, и обеспечивается «рваный» характер разрушения материала, при котором кромки частиц не подвергаются смятию и истиранию, как при механическом дроблении, и остаются очень острыми и шершавыми. Поэтому они сами прочно зацепляются на диске и высокопроизводительны в работе.

Как и в известных дисках, заявляемый диапазон делится по назначению на диски грубой (№1 -по градации авторов), средней (№2) и более чистой (№3) обработки. Продукты дробления фракционируют. Для самой грубой обработки (она и самая высокопроизводительная и самая востребованная) авторами рекомендуется победитовая крошка с зерном 3,5-4 мм.

При обработке древесины и древоподобных материалов тарельчатый диск с крупной победитовой крошкой крепится на валу угловой шлифовальной машины. Диск используется для выполнения заданных формообразующих углублений, выполнения закругленных пазов и других элементов, для производства обдирных работ по удалению коры, сучковых утолщений, исправлению торцевых поверхностей неправильных распилов, а также для быстрого выполнения поверхностной фрезеровки деталей.

При обработке древесины крупнозернистой победитовой крошкой практически не происходит «засаливание» абразивной поверхности, так как крупные волокна удаляемого с обрабатываемой поверхности материала сами являются своеобразным средством удаления других застревающих между зернами абразивной крошки опилок и волокон.

Древесина и ей подобные материалы, обладая низкой теплопроводностью, не обеспечивают эффективного отвода тепла из контактной зоны в само тело обрабатываемого материала, что приводит к нагреву диска при продолжительной работе. Особенно этим страдают известные диски с плоским периферийным краем, когда диск при работе находится в узком пропиле, то есть в пространстве, двусторонне ограниченным нагретым материалом (поверхностный перегрев - и связка расплавилась, зерна абразива сорвались). В известных конструкциях дисков сухого реза с плоским периферийным краем для снижения отрицательного влияния нагрева на крепление абразива и предотвращения коробления рабочей поверхности на диске выполняют концевые окна и сплошные прорези, которые способствуют более быстрому проветриванию и удалению опилок.

Гораздо большие эксплуатационные возможности обеспечивает конструкция заявляемого диска с закругленным периферийным краем.

Во-первых, это возможности быстрой и при этом гладкой обработки неплоских поверхностей - глубоких и вогнутых - вместо традиционного высверливания или выдалбливания. Благодаря этой возможности новая конструкция диска не только получает признание в деревообрабатывающем производстве, но и должна заинтересовать специалистов лесного и паркового хозяйства для использования при лечении больных деревьев - для зачистки наружных механических повреждений стволов и наростов и для внутренних зачисток дупель от гнилостных поражений.

Во-вторых, на порядок улучшается теплоотвод в рабочей контактной зоне абразивной поверхности инструмента и материала, так как тороидальный край диска или его торец никогда не оказываются в двусторонне замкнутом пространстве, как это происходит у известных плоских дисков в пропиле с опилками. Опилки с закругленной, открытой поверхности легко слетают, унося тепло. При этом контактная зона абразивной поверхности и материала находится при работе в состоянии постоянного блуждания, так как самые незначительные изменения положения угловой шлифовальной машины в руках рабочего смещают эту зону нагрева на соседнюю круговую линию, и перегрев отдельных зерен абразива отступает.

Реально, конечно, все происходит и несколько иначе - поддерживая инструмент в состоянии околокритического нагрева, рабочий умышленно покачивает шлифовальную машину и получает возможность увеличить нажим и время безостановочной работы, повысить производительность.

Плавное изменение формы закругления периферийного края определяет и плавное изменение кривизны (выпуклости) абразивной поверхности диска. Это позволяет рабочему варьировать обработку от начальной грубой врезки в материал, действуя преимущественно дальней тороидальной частью с наибольшей кривизной, до заключительного выправления поверхности до нужной чистоты, кривизны или плоскости, действуя преимущественно внутренними зонами слегка искривленной абразивной поверхности. В то же время, работая только тороидальной поверхностью, рабочий может осуществлять относительно точную окончательную обработку, будучи уверенным в сохранении кривизны инструмента (тороидальная поверхность), в то время, как наклон инструмента он непрерывно слегка меняет.

Для диска с закругленным краем нет той надобности в традиционных для дисков сухого реза пропилах и окнах, что добавляет полезной площади абразива. Авторы оставляют отверстия 9 на основном исполнении диска для более быстрой фиксации диска при его замене после очередного износа на новый и, конечно же, для увеличения вентиляции рабочей зоны. Поэтому вместо пары отверстий для удобной смены диска выполняется весь ряд отверстий по кругу - получается ряд вентиляционных отверстий.

Отверстия выполнены со стороны центрального отверстия, т.е. они смещены к оси симметрии на наименее загруженный внутренний край полосы абразивного покрытия. Тем самым они как бы освобождают от своего присутствия основную, рабочую, наиболее загруженную зону абразивной поверхности.

Предложенная конструкция имеет низкий ценовой уровень за счет использования победитовой крошки от утилизируемых деталей режущего твердосплавного инструмента, в частности, победитового сплава марки ВК-15, а также за счет ненадобности изготовления прорезей на периферийном крае диска от отверстий 9 до торца края 5 по сравнению с прототипом.

Предлагаемая конструкция прошла всю необходимую проверку и отработку и подготовлена к мелкосерийному производству.

Тарельчатые диски новой конструкции (Фиг. 2 и Фиг. 3) изготавливаются авторами пока с диаметрами диска 115 мм или 125 мм. Увеличение размера диска данного типа представляется нецелесообразным, так как это ограничивает максимальную кривизну выборки в материале, а масса УШМ существенно возрастает пропорционально типоразмеру, что в принципе плохо для ручного инструмента. Кроме этого пока авторы придерживаются определенных самоограничений по диаметру диска по соображениям безопасности в связи с использованием крупнозернистых фракций абразива. Хотя при обработке древесины не происходит отколов зерен победитовой абразивной крошки, приходится учитывать возможность присутствия в материале инородных твердых включений, а также возможность ограниченного применения победитового диска потребителем на практике и по твердым материалам, где использование в принципе допускается, но с дополнительными мерами безопасности или с большей осторожностью, и без форсирования нагрузок. Хотя, при обработке твердых материалов автоматически требуется усиленная защита не столько от случайных зерен абразива, сколько от постоянно образующихся крупных осколков обрабатываемого материала.

Claims (4)

1. Диск тарельчатый обдирно-фрезерный для обработки древесины, содержащий металлический корпус тарельчатой формы с коническим поднутрением и центральным отверстием под угловую шлифовальную машину, отличающийся тем, что он выполнен с расположенным за коническим поднутрением периферийным вывернутым наружу закруглённым краем с плавно увеличивающейся кривизной выпуклости до тороидальной поверхности со стороны торца края и круговым рядом вентиляционных отверстий, выполненных на закругленном крае со стороны центрального отверстия, при этом на наружной стороне периферийного закруглённого края и его торце закреплён крупнозернистый абразивный материал с размером зерна от 1,5 мм до 5 мм.

2. Диск по п. 1, отличающийся тем, что размер зерна крупнозернистого абразивного материала составляет от 2 мм до 4 мм.

3. Диск по п. 1, отличающийся тем, что в качестве крупнозернистого абразивного материала использована крошка победитового сплава электроимпульсного дробления марки ВК-15, при этом указанный абразивный материал закреплен на латунной связке.

.

Images