RU1784212C - Торцова иглофреза - Google Patents

Description

1

(21)4855783/12 (22) 06.08.90 (46)30.12.92. Бюл. №48

(71)Белгородский технологический институт строительных материалов

(72)И.Г.Гавриленко

(56)Авторское свидетельство СССР № 1353419, кл. А 46 В 7/08, 1985. (54) ТОРЦОВАЯ ИГЛОФРЕЗА

(57)Использование: дл  очистки поверхностей металлов от шлака, ржавчины, окалины и заусенцев. Сущность изобретени : торцова  иглофреза содержит установленные в корпусе кольцеобразный держатель с огибающими его Ц-образными пучками ворса из стальной пружинной проволоки, раздел ющие их перегородки и прижимную чашку в форме конуса, контактирующую своей наружной поверхностью с ворсом.

Держатель выполнен из пластинчатого металла , а его внутренн   поверхность, контактирующа  с ворсом, имеет коническую форму. Угол конусности участка наружной поверхности чашки больше угла конусности внутренней поверхности кольцеобразного держател , а угол конусности последнего определ етс  зависимостью hi

ip arctg

Нс

где - угол конусности

внутренней поверхности кольцеобразного держател  ворса, град; hi - наименьша  толщина кольцеобразного держател  у его торца, обращенного в сторону рабочих концов проволочного ворса, мм; I - свободна  длина проволочного ворсе, мм; Р - рабоча  длина проволочного ворса, мм. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

(Л

С

Изобретение относитс  к инструментам дл  удалени  с поверхностей металлов шлака , ржавчины, окалины, заусенцев, дл  резани  металлов.

Цель изобретени  - повышение долговечности .

На фиг.1 представлена иглофреза, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - вид по стрелке Б на фиг.1, вид иглофрезы с рабочего торца;на фиг.4 - схема упругого изгиба проволочного элемента ворса.

Торцова  иглофреза (фиг.1) содержит корпус 1, кольцеобразный держатель 2 из пластинчатого металла с огибающими его (J-обрэзными пучками ворса 3 из стальной

пружинной проволоки и раздел ющие их перегородки 4, соединенные посредством винтов 5 с корпусом 1, чашку 6, соединенную посредством винтов 7 с корпусом 1, внутренн   поверхность кольцеобразного держател  2 и участок наружной поверхности прижимной чашки 6, контактирующие с проволочным ворсом 3, выполнены коническими , при этом угол pi конусности участка наружной поверхности чашки 6 больше угла р конусности внутренней поверхности кольцеобразного держател  2, а угол р конусности последнего определ етс  зависимостью

ю ю

Ф arctg

hi Up

где у)-} - угол конусности внутренней поверхности кольцеобразного держател  ворса,град;

riJL наименьша  толщина кольцеобразного держател  у его торца, обращенного в сторону рабочих концов проволочного ворса , мм;

I - свободна  длина проволочного ворса , мм;

IP - рабоча  длина проволочного ворса, мм.

Корпус 1 на внутренней, поверхности стенки со стороны открытого торца имеет участок конической поверхности, а прижимна  чашка 6 Наружной поверхности со стороны открытого торца имеет цилиндрический участок, которые не контактируют с проволочным ворсом 3 и обеспечивают его свободную и рабочую длину, определ емые соотношением

1001

1001

50 I - U 1С

1001 -U

где I - свободна  длина проволочного ворса, мм;

1р - рабоча  длина проволочного ворса, мм,

i - наименьший радиус инерции поперечного сечени  проволочных элементов ворса, мм;

UL- расчетный нат г иглофрезы, т.е. величина рассто ни , на которое сближаютс  иглофреза и обрабатываема  деталь от плоскости из касани  во взаимно перпендикул рном направлении, мм.

Угол рз конусности участка внутренней коничг -ой поверхности корпуса 1 составл ет пр дерно 1т...5°.

В расчетах на устойчивость стальных стержней по формуле Эйлера их гибкость должна составл ть l/i 100...200, где А- гибкость стержн , /л - коэффициент приведени  длины, I - длина стержн , i - наименьший радиус инерции поперечного сечени  стержн . Дл  консольно закрепленного стержн  коэффициент приведени  длины равен Л 2. Тогда дл  свободной длины проволочных элементов иглофрезы, работающей в режиме резани , принимаем Я 2I/I 100...200 или l/i 50...100. Из этого соотношени  следует, что свободна  длина I проволочных элементов будет иметь максимальную величину max 1001, а минимальную величину Imin 50i. Рабоча  длина 1р проволочных элементов меньше их свободной длины I. Дл  осуществлени  процесса обработки металлов иглофрезой необходимо , чтобы рабоча  длина 1р проволочных

элементов была меньше их свободной длины I хот  бы на величину расчетного нат га U иглофрезы, т.е. максимальна  величина рабочей длины проволочных элементов со- ставл ла Ipmax - Imax - U- 1001 - Ц, а минимальна  величина рабочей длины составл ла Ipjntn tmin - U 501 - U. Составл ют соотношение I и lp;

Imax

Ipmln ,I

ИЛИ

50 I - U Ic

Imax Ipmax

1001 100 i-U

Внутренн   цилиндрическа  поверхность корпуса 1 снабжена симметрично расположенными перегородками 4 проволочного ворса 3, имеющими со стороны открытого торца с двух боковых сторон, контактирующих с ворсом 3, участок наклонной поверхности, который не контактирует с ворсом 3 на его рабочей длине, при этом угол рз наклона этих поверхностей (фиг.2) определ етс  зависимостью

0

5

0

5

0

5

0 /%;

Pz

8 Е -Эх

где - угол наклонна  участка боковой поверхности перегородки, который не контактирует с ворсом на его рабочей длине, рад;

Pz- тангенциальна  сила, действующа  на свободный конец проволочного элемента ворса, Н;

1К-свободна  длина участка проволочного элемента, контактирующего в процессе работы с участком наклонной поверхности перегородок ворса, мм;

Е - модуль упругости материала проволочного элемента, МПа;

t)x - момент инерции сечени  проволочного элемента относительно главной центральной оси, мм .

Угол (р&, наклона боковых поверхностей перегородок 4 должен обеспечивать соответствующий угол ©упругого изгиба (поворота ) проволочных элемента ворса 3 в процессе работы (фиг,4). Из сопротивлени  материалов известно, что угол ©поворота балки (стержн ) определ етс  зависимостью tg © dy/dx. Наибольшего по абсолютной величине значени  у достигает в точке В на свободном конце балки, где угол ©не равен 0. Наибольший угол 0 поворота равен 0 P-I2/2EY, гдеб- наибольший угол поворота балки, рад, Р - тангенциальна  сила, действующа  на свобедный конец балки, Н, I - свободна  длина балки, мм; Е - модуль упругости материала балки, МПа, Зх - момент инерции сечени  балки относительно главной центральной оси, мм4.

Уголмежду хордой дуги изогнутого проволочного элемента и осью X координат по величине равен половине наибольшего угла поворота проволочного элемента (определ етс  геометрическим построением как угол, равный половине угла смежности), т.е. угол 0 /2 (P. I2/2E ;7х)/2 Р.12/4Е Х.

Угол р4 наклона участка боковых поверхностей перегородок должен соответст- вовать углу между хордой участка I дуги изогнутого проволочного элемента и осью х координат. Участок 1К дуги изогнутого проволочного элемента по величине будет соответствовать 1К « I - Ip , где I - свободна  длина проволочных элементов ворса, мм; 1р - рабоча  длина проволочных элементов, мм.

Таким образом, за наименьший предел уела ( принимают угол , больший О, а за наибольший предел - 1/4 часть наибольшего угла Э поворота проволочного элемента. Тогда угол определитс  зависимостью О р4 Pz-l2/8E7x, где PZ - тангенциальна  сила, действующа  на свободный конец проволочного элемента, Н,

На рабочей поверхности внутреннего р да проволочных элементов ворса З(фиг.З) выполнены радиально расположенные и симметричные перегородкам 4 пазы 8 треу- гольного профил , при этом глубина этих пазов не превышает рабочую длину проволочного ворса 3.

В качестве ворса иглофрезы примен етс  проволока стальна  углеродиста  пру- жинна  по ГОСТу 9389-75, изготовленна , например, из стали марки 65Г по ГОСТу 1050-74, или проволока стальна  легированна  пружинна  по ГОСТу 14963-78, изготовленна  из стали марки 51ХФА, 60С2А, 65С2ВА, 70СЗА по ГОСТу 14959-79. Примен етс  проволока диаметром 0,56 мм, а также диаметром 0,50; 0,63 и 0,70 мм.

В качестве материала кольцеобразных держателей примен етс , например, сталь марки 20 по ГОСТу 1054-74, а также латунь, алюминиевые сплавы и т.п. пластичный металл .

При сборке иглофрезы кольцеобразный держатель 2 вместе с огибающим его U-об- разными пучками проволочного ворса 3 плотно вставл етс  или запрессовываетс  в корпус 1, к внутренней цилиндрической поверхности которого предварительно присоединены перегородки 4, затем плотно вставл етс  или запрессовываетс  чашка 6 и соедин етс  винтами 7 с корпусом 1. При сборке проволочный ворс 3 своими нерабочими концами пластически вдавливаетс  в боковые поверхности кольцеобразного держател  2, а рабочими концами одной ветви (р да), расположенной ближе к центру, упруго прижимаетс  к рабочим концам другой ветви (р да), расположенной ближе к периферии . Коэффициент плотности проволочного ворса находитс  в пределах 0,785.,.0,890. Благодар  тому, что внутренн   поверхность кольцеобразного держател  из пластичного металла и участок наружной поверхности прижимной чашки, контактирующие с проволочным ворсом, выполнены коническими, при этом угол конусности участка наружной поверхности чашки больше угла конусности внутренней поверхности кольцеобразного держател , а угол конусности последнего выражен определенным соотношением, обеспечиваетс  пластическое вдавливание проволочного ворса в коническую поверхность кольцеобразного держател  и прижатие ворса к днищу корпуса, U-образные пучки проволочного ворса своими рабочими концами одной ветви, расположенной ближе к центру , упруго прижимаютс  к рабочим концам другой ветви, расположенной ближе к периферии , и тем самым создают предварительную напр женность ворса, что в итоге повышает надежность креплени  ворса.

Благодар  тому, что цилиндрический корпус на внутренней поверхности стенки возле открытого торца имеет участок конической поверхности, а прижимна  чашка на наружной поверхности со стороны открытого торца имеет цилиндрический участок, которые не контактируют с проволочным ворсом и обеспечивают его свободную и рабочую длину, св занные определенным соотношением, обеспечиваетс  ограничение отклонени  проволочного ворса в стороны от планируемого направлени  упругого изгиба в процессе работы, предотвращаетс  его разлохмачивание и тем самым повышаетс  долговечность.

Благодар  тому, что внутренн   цилиндрическа  поверхность корпуса снабжена симметрично расположенными перегородками проволочного ворса, имеющих со стороны открытого торца с двух сторон, контактирующих с ворсом, участки наклонной поверхности, которые не контактир/ют с ворсом на его рабочей длине, при этом угол наклона этих поверхностей выражен определенным соотношением, обеспечиваетс  ограничение отклонени  упруго изогнутых проволочных элементов ворса в направлении действи  реактивных сил обрабатываемой поверхности металла, что повышает долговечность ворса и его работоспособность .

Claims (2)

1. Благодар  тому, что на рабочей поверхности проволочного ворса выполнены симметрично перегородкам радиально расположенные пазы треугольного профил , при этом глубина этих пазов не превы- шает рабочую длину проволочного ворса, обеспечиваетс  предотвращени  проволочного ворса и упругое поджатие его рабочих проволочных элементов в процессе работы, что в итоге повышает его долговечность. Формула изобретени  1. Торцова  иглофреза, содержаща  установленные в корпусе кольцеобразный держатель с Огибающими его U-образными пучками ворса из стальной пружинной прово- локи, раздел ющие их перегородки и прижимную чашку в форме конуса, контактирующую своей наружной поверхностью с ворсом, о т- личающа с  тем, что, с целью повышени  долговечности, держатель выполнен из пластичного металла, а его внутренн   поверхность , контактирующа  с ворсом, имеет коническую форму, при этом угол конусноФиг ./

   сти участка наружной поверхности чашки больше угла конусности внутренней поверхности кольцеобразного держател , а угол конусности последнего определ етс  зависимостью

   , р - arctg 1 , I -ip

   где (fn - угол конусности внутренней поверхности кольцеобразного держател  ворса, град;

   hi - наименьша  толщина кольцеобразного держател  у его торца, обращенного в сторону рабочих концов проволочного ворса , мм;

   I - свободна  длина проволочного ворса , мм;

   IP - рабоча  длина проволочного ворса, мм.
2. 2. Иглофрезапоп.1,отлич а юща с  тем, что на рабочей поверхности проволочного ворса выполнены симметрично перегородкам радиально расположенные пазы треугольного профил , при этом глубина этих пазов не превышает рабочую длину проволочного ворса.

   Д-А

   Физ.2

   в