SE431521B

SE431521B - Tool for frictional machining of the surface on a workpiece

Info

Publication number: SE431521B
Application number: SE7813125A
Authority: SE
Inventors: K Inoue
Original assignee: Inoue Japax Res
Priority date: 1978-10-18
Filing date: 1978-12-20
Publication date: 1984-02-13
Also published as: SE7813125L

Abstract

A surface machining tool consists of a rotating holder piece 2 and a plurality of lengthwise elements 6 firmly joined to the holder piece. These project axially from the holder piece and together form a forwardly converging body of rotation 5. This can rotate about the axial line 2a of the holder piece, and the envelope surface of the body during rotation serves as a machining surface. <IMAGE>

Description

15 20 25 30 generatrisen till den nämnda kroppen under rotation tjänar 813125-7 2 tionskropp, Som kan rotera kring skaftets axel, varvid såsom en slipyta. The generator to said body during rotation serves a body which can rotate about the axis of the shaft, thereby acting as a grinding surface.

K De långsträckta trådelementen är närmare-bestämt § i snitt fördelade längs en cirkel koaxiellt med det ro- terande skaftet, varvid antalet trådelement längs cirkeln icke överstiger 20. De längsträckta trådelementens dia- ¿ meter varierar i huvudsak mellan 0,1 och 2 mm och lämpligen I mellan 0,5 och 1 mm, medan den nämnda cirkelns diameter lämpligen bör vara mellan 2 och 8 mm. En längd l, uttryckt i mm, för vart och ett av de långsträckta trådelementen bör vara sådan att den motsvarar förhållandet l/D = minst 0,5 eller 1, där D är cirkelns diameter eller diametern för skaftets huvudände.K The elongate wire elements are more precisely § in section distributed along a circle coaxially with the rotating shaft, the number of wire elements along the circle not exceeding 20. The diameters of the elongate wire elements vary mainly between 0.1 and 2 mm and preferably I between 0.5 and 1 mm, while the diameter of the said circle should suitably be between 2 and 8 mm. A length 1, expressed in mm, for each of the elongate wire elements should be such that it corresponds to the ratio l / D = at least 0.5 or 1, where D is the diameter of the circle or the diameter of the main end of the shaft.

Enligt ett betydelsefullt kännetecken på uppfin- ningen används generatrisen för den rotationskropp som tillsammans bildas av de långsträckta trådelementen eller _i huvudsak av deras yttre sidoytor, varvid trådelementens ena ändar är fästa vid skaftet, för att tangentíellt an- ligga mot en för behandling avsedd yta på ett arbetsstycke.According to an important feature of the invention, the generator for the rotating body formed together by the elongate wire elements or mainly by their outer side surfaces, one end of the wire elements being attached to the shaft, is used to abut tangentially against a surface to be treated on a workpiece.

De individuella, långsträckta, på detta sätt uppburna tråd- elementen är fjädrande, och tillåtes följaktligen, när de i beroende av skaftets rotation bringas att rotera med arbetshastighet, att utåt mot sina fria ändar eller qxàsartnr böjas, så att deras gemensamma mantelyta, som ursprungligen eller i stationärt tillstånd är konisk eller stympat konisk ,omvandlas till hastigt roterande, cylindriska ytor. Detta resulterar i en kontinuerlig slag-eller piskverkan, som _âstadkommes genom de successiva snabba eller momentana, tangentiella kollíáonerna” m@1laD.Öe P0t@PaHde> lång' sträcktaiytorna och arbetsstyckets yta. När skaftets rota- tion stoppas,-återtar arbetselementet den framåt konver- 'gerande rotationskroppens ursprungliga form.The individual elongate wire elements supported in this way are resilient, and are consequently allowed, when depending on the rotation of the shaft, to rotate at working speed, to bend outwards towards their free ends or jaws, so that their common mantle surface, which was originally or in the stationary state is conical or truncated conical, transformed into rapidly rotating, cylindrical surfaces. This results in a continuous striking or whipping action, which is achieved by the successive fast or instantaneous tangential collisions 'm@1laD.Öe P0t @ PaHde> long' stretch surfaces and the workpiece surface. When the rotation of the shaft is stopped, the working element returns to the original shape of the forwardly converging rotating body.

På de bifogade ritningarna visar 7 fíg. 1!Åoch B perspektivvyer av ett ytbearbetnings- -verktyg enligt uppfinningen i stillastående respektive roterande tillstånd, 10 15 20 25 30 35 7873125-7 3 fig. 2 en sidovy av ett känt konventionellt ytbe- arbetningsverktyg av kvasttyp, som innefattar borst av metalltråd eller annat material, fig. 3 en schematisk vy, som åskådliggör en ytbe- arbetningsoperation med ett verktyg enligt uppfinningen, fig. UA - HF schematiska sidovyer av ytbearbet- ningsverktyg enligt uppfinningen med olika utföringsformer av arbetsdelen, " fig. 5A och SB ytterligare utföringsformer av arbetselementet i verktyget enligt uppfinningen, fig. 6A - BE speciella utföringsformer av de i fig.In the accompanying drawings, 7 figs. 1 and B are perspective views of a surface treatment tool according to the invention in the stationary and rotating states, respectively; Fig. 2 is a side view of a known conventional brush type surface treatment tool, which comprises metal wire bristles or other material, Fig. 3 a schematic view illustrating a surface machining operation with a tool according to the invention, Fig. UA - HF schematic side views of surface machining tools according to the invention with different embodiments of the working part, "Fig. 5A and SB further embodiments of the working element of the tool according to the invention, Figs. 6A - BE special embodiments of those in fig.

SA - B visade, modifierade arbetselementen i verktyget enligt uppfinningen, fig. 7 ett axialsnitt med en anordning för arbets- elementets fastsättning vid ett skaft i verktyget enligt uppfinningen, fig. 8 ett tvärsnitt enligt linjen VIII - VIII ge- nom det i fig. 7 visade verktyget, fig. 9 ett tvärsnitt genom en del av det i fig. 7 och 8 visade verktyget, fig. 10 en sidovy av ett verktyg enligt en ytter- ligare utföringsform av uppfinningen, fig. 11 en modifierad utföringsform av det i fig. 10 visade verktyget, fig. 12 en sidovy av ett verktyg, som liknar de i de föregående figurerna visade verktygen och har ett annat arrangemang för arbetselementets fastsättning vid verktygs- skaftet samt fig. 13A, B, C olika långsträckta trådelement, som är utformade med rundade spetsar enligt en ytterligare ut- föringsform av verktyget uppfinningen.SA - B, modified working elements in the tool according to the invention, Fig. 7 an axial section with a device for attaching the working element to a shaft in the tool according to the invention, Fig. 8 a cross section along the line VIII - VIII through that in fig. Fig. 7 shows the tool, Fig. 9 a cross-section through a part of the tool shown in Figs. 7 and 8, Fig. 10 a side view of a tool according to a further embodiment of the invention, Fig. 11 a modified embodiment of the tool shown in Figs. Fig. 12 is a side view of a tool similar to the tools shown in the previous figures and has a different arrangement for the attachment of the working element to the tool shaft and Figs. 13A, B, C various elongate wire elements which are designed with rounded tips according to a further embodiment of the tool invention.

I fig. 1A och 1B visas ett ytbearbetningsverktyg enligt uppfinningen i stillastående respektive roterande tillstånd. Ett verktyg 1 innefattar en hållardel 2, som är uppdelad i ett cylindriskt huvud 3 och ett vid denna fäst eller med denna i ett stycke utfört skaft 4, och ett arbets- del 5, som består av ett flertal långsträckta trådelement 10 15 20 25 30 35 4 6, som är fast förbundna med huvudet 3, lämpligen lösbart med hjälp av en anordning som i det följande beskrivs.Figs. 1A and 1B show a surface treatment tool according to the invention in the stationary and rotating states, respectively. A tool 1 comprises a holder part 2, which is divided into a cylindrical head 3 and a shaft 4 fastened thereto or with it in one piece, and a working part 5, which consists of a plurality of elongate wire elements 10. 4 6, which are fixedly connected to the head 3, suitably releasably by means of a device as described below.

Skaftet Å kan fästas vid en spindel i,en motor 7 (fig. 3) för rotation av arbetsdelen 5.The shaft Å can be attached to a spindle i, a motor 7 (fig. 3) for rotation of the working part 5.

De långsträckta trådelementen 6 är fästa vid det cylindriska huvudet 3 i en rad längs en cirkel 6a på på huvudets 3 ändyta och utskjuter individuellt från denna på så sätt att de tillsammans bildar en axiellt konver- lgerande rotationskropp som är koaxiell med hållardelens 2 axel 2a. Ä Z Vart och ett av de långsträckta trådelementen 6 kan bestå av en stång, en metalltråd eller ett borst av ett ma- _terial, som kan utgöras av pianotrådsstål, härdat stål, snabbstål, rostfritt stål, mässing, hårdmetall, titan- nickellegeringar, kopparberylliumlegeringar, järn, alu- minium, nickel, volfram, molybden, koppar, koppartennlege- ringar, borkarbid, järnkromlegeringar, plast, grafit eller glas eller vilken som helst metall eller legering, som är överdragen med ett hårt material, såsom volframkarbid, bor- karbid, kiselkarbid, diamant och bornitrid i granulerad eller icke granulerad form. _ Elementen 6 kan vart och ett vara rundade eller spetsiga och har vanligen en diameter mellan 0,1 och 2 mm, lämpligen mellan 0,5 och 1 mm. Dessa trådelement kan bunt- vis fästas eller monteras på huvudet 3, så att de med to- talt 3 - 20 stycken är belägna längs cirkeln 6a, som härvid kan ha en diameter av 2 till 8 mm.The elongate wire elements 6 are attached to the cylindrical head 3 in a row along a circle 6a on the end surface of the head 3 and project individually from it in such a way that together they form an axially converging rotating body which is coaxial with the axis 2a of the holder part 2. Each of the elongate wire elements 6 may consist of a rod, a metal wire or a brush of a material which may be piano wire steel, hardened steel, high speed steel, stainless steel, brass, cemented carbide, titanium-nickel alloys, copper beryllium alloys. , iron, aluminum, nickel, tungsten, molybdenum, copper, copper tin alloys, boron carbide, iron chromium alloys, plastic, graphite or glass or any metal or alloy coated with a hard material such as tungsten carbide, boron carbide , silicon carbide, diamond and boron nitride in granular or non-granular form. The elements 6 can each be rounded or pointed and usually have a diameter between 0.1 and 2 mm, preferably between 0.5 and 1 mm. These wire elements can be bundled or mounted on the head 3, so that they are located along the circle 6a with a total of 3 - 20 pieces, which in this case can have a diameter of 2 to 8 mm.

När skaftet 4 bringas att rotera, kommer de lång- sträckta trådelementen 6 i sin tur att rotera kring axeln 2a. Härvid pressas, såsom visas i fig. 1B, elementen 6 ra- diellt utåt med sina fria ändar, så att deras gemensamma mantelyta, som ursprungligen utgör en framåt avsmalnande kon eller en stympad kon, expanderar utåt så att den i huvudsak antar formen av en cylinder eller en obetydligt inåt bågformig eller raksidig kon, som avsmalnar framåt eller bakåt. Genom att de roterande trådelementen 6 pressas mot en arbetsyta 8 (fig. 3), kan denna slipas, putsas eller 10 15 20 25 30 35 \Q OD “å ou --.\ hö 01 | *J 5 poleras, allt efter önskan. Varvfrekvensen väljes lämp- ligen mellan 500 och 50 000 r/min eller mellan 500 och 2 000 r/min vid ett arbetsförlopp med relativt låg belast- ning och mellan 5000 och 50 000 r/min vid ett arbetsför- lopp med relativt hög belastning. Den senare operationen kan utföras med vinkelformiga lângsträckta trådelement 6 L det fall då en större materialmängd skall borttas från arbetsstycket 8, varvid de roterande trådelementens 6 tan- gentialhastighet ligger i området mellan 1 och 15 m/s.When the shaft 4 is caused to rotate, the elongate wire elements 6 will in turn rotate about the axis 2a. In this case, as shown in Fig. 1B, the elements 6 are pressed radially outwards with their free ends, so that their common outer surface, which originally constitutes a forwardly tapered cone or a truncated cone, expands outwards so that it substantially assumes the shape of a cylinder or a slightly inwardly arcuate or rectangular cone, which tapers forwards or backwards. By pressing the rotating wire elements 6 against a working surface 8 (fig. 3), this can be ground, polished or 10 15 20 25 30 35 \ Q OD “å ou -. \ Hö 01 | * J 5 is polished, as desired. The rotational frequency is suitably chosen between 500 and 50,000 rpm or between 500 and 2,000 rpm for a workload with a relatively low load and between 5,000 and 50,000 rpm for a workflow with a relatively high load. The latter operation can be performed with angular elongate wire elements 6 L in the case where a larger amount of material is to be removed from the workpiece 8, the tangential velocity of the rotating wire elements 6 being in the range between 1 and 15 m / s.

Under drift bringas de roterande trådelementen suc- cessivt i bearbetningskontakt med ytan 8. I varje rota- tionsförlopp utsätta varje element 6, efter ett ha bringats ur kontakt med ytan 8, för en utåtriktad kraft och bibring- as härigenom en avsevärd kinetisk energi, som sedan utlöses när elementet på nytt bringas i ingrepp med ytan 8 och tan- gentuellt slår eller piskar den senare. Den slag- eller piskverkan som successivt åstadkommes av de roterande, långsträckta trådelementen 6, har visat sig ge upphov till en märkbart större materialborttagning, som vida överstiger den som kan åstadkommas med ett konventionellt bearbetninga- verktyg av borsttyp, som, såsom visas vid 10 i fig. 2, be- står av en borste av tätt hoppackade metalltrådar eller borst 101, fästa vid verktygets hållardel 102, varvid bor- stens ändytor användes såsom bearbetningselement.During operation, the rotating wire elements are successively brought into machining contact with the surface 8. In each course of rotation, each element 6, after being brought out of contact with the surface 8, is subjected to an outward force and thereby imparted a considerable kinetic energy, which then is triggered when the element is brought back into engagement with the surface 8 and possibly strikes or whips the latter. The impact or whipping action successively produced by the rotating, elongate wire elements 6 has been found to give rise to a markedly greater material removal, which far exceeds that which can be achieved with a conventional brush-type machining tool, which, as shown at 10 in Fig. 2, consists of a brush of tightly packed metal wires or brush 101, attached to the holder part 102 of the tool, the end surfaces of the brush being used as machining elements.

I fig. 3 visas en anordning för drift av verktyget enligt uppfinningen i en utföringsform av denna. I denna anordning avkännes bearbetningskontakttillståndet mellan de roterande trådelementen 6 och arbetsstycket 8 för reg- lering av motorns 7 funktion. Sålunda är en kraftkälla 9 för motorns 7 drivning försedd med en styrkrets 11, vars ingångar är anslutna över en avkänningsresistor 12, som är seriekopplad med en spänningskälla 13 och arbetsstycket 8 och även via en borste med skaftet 4, som roterar med en varvfrekvens som ligger inom det redan specificerade varv- frekvensområdet. Den relativa förskjutningen mellan verk- tyget 1 och arbetsstycket 8 kan utföras antingen manuellt eller automatiskt. I det senare fallet används lämpligen \1- ut 10 15 20 25 30 35 “A UQ ' .-.s *J 6 en numerisk regulator av ett känt utförande för att åstad- komma den relativa förskjutningen längs en programmerad matartana. _ *Under arbetsoperationens gång.åstadkommer en för- ändring i det av verktygets artetsdel 5 utövade anligg- ningstrycket mot ytan 8- oregelbundenheter i bearbetning- en, vilket medför oregelbundet putsade eller bearbetade ytor. Denna förändring avkännes i det visade systemet gen- Vom att resistansen mellan anliggningsytorna 6 och 8 upp- mäts såsom ett spänningsfall vid resistorn 12. Eftersom anliggningsmotståndet ökar med presstryckets minskning, minskar den ström från källan 13 som passerar genom resis- torn 12, och spänningsfallet vid det senare minskas. Om- vänt åstadkommer det ökade anliggningstrycket en lägre -resistans, som uppmäts såsom ett ökat spänningsfall i re- asistorn 12. Styrkretsen 11 reagerar för förändringar i spänningsfallet i resistorn 12 för reglering av motorns 9 varvfrekvens, En ökning av varvfrekvensen medför en ök- ning i de roterande, långsträckta trådelementens 6 utåt- riktade kraft, vilket i sin tur resulterar i att dessa ut- övar ett ökat presstryck mot anliggningsytan 8 och vice versa. På detta sätt säkerställes den beständighet i be- arbetningstrycket mellan verktygets arbetsdel 5 och ytan 8 eller piskverkan, varigenom materíalborttagníngen kan fort- som erfordras för att åstadkomma en likformig slag- sättas med fullgod stabilitet med därav följande likformig ytbearbetning över hela arbetsområdet och för en given arbetsoperation utföras med ökad precision.Fig. 3 shows a device for operating the tool according to the invention in an embodiment thereof. In this device the machining contact state between the rotating wire elements 6 and the workpiece 8 for sensing the function of the motor 7 is sensed. Thus, a power source 9 for driving the motor 7 is provided with a control circuit 11, the inputs of which are connected across a sensing resistor 12, which is connected in series with a voltage source 13 and the workpiece 8 and also via a brush with the shaft 4, which rotates at a rotational frequency within the already specified speed range. The relative displacement between the tool 1 and the workpiece 8 can be performed either manually or automatically. In the latter case, a numerical regulator of a known design is suitably used to effect the relative displacement along a programmed feed path. During the work operation, a change in the abutment pressure exerted by the tool part 5 of the tool against the surface 8 causes irregularities in the machining, which results in irregularly plastered or machined surfaces. This change is sensed in the system shown by measuring the resistance between the abutment surfaces 6 and 8 as a voltage drop at the resistor 12. As the abutment resistance increases with the decrease of the press pressure, it decreases current from the source 13 passing through the resistor 12, and the voltage drop at the latter is reduced. Conversely, the increased contact pressure produces a lower resistance, which is measured as an increased voltage drop in the resistor 12. The control circuit 11 responds to changes in the voltage drop in the resistor 12 to regulate the speed of the motor 9. An increase in the rotational frequency causes an increase in the outward force of the rotating, elongate wire elements 6, which in turn results in these exerting an increased pressure pressure against the abutment surface 8 and vice versa. In this way, the durability of the machining pressure between the working part 5 of the tool and the surface 8 or the whipping action is ensured, whereby the removal of material may still be required to achieve a uniform impact with good stability with consequent uniform surface treatment over the entire working area work operation is performed with increased precision.

Det bör observeras att i stället för motorns 7 ut- gående varvfrekvens dess vridmoment alternativt kan regle- ras för att bibehålla anliggningstrycket konstant, så att det senare kan ökas och minskas med vridmomentets ökning respektive minskning. På samma sätt kan motorns 7 vrid- moment uppmätas för att índikera en förändring i anligg- ningstrycket. Alternativt kan något annat tryckavkännings- organ, såsom ett piezoelektrisk givare, vara anordnat i ett lämpligt verktygsläge för att avslöja variationer i an- 10 15 20 25 30 35 7 liggningstrycket för reglering av drivmotorns 8 varvfrek- vens eller vridmoment för konstanthållning av anliggnings- trycket.It should be noted that instead of the output 7 of the motor 7, its torque can alternatively be regulated to maintain the contact pressure constant, so that it can later be increased and decreased with the increase and decrease of the torque, respectively. In the same way, the engine's torque can be measured to indicate a change in the contact pressure. Alternatively, some other pressure sensing means, such as a piezoelectric sensor, may be provided in a suitable tool position to detect variations in the contact pressure for controlling the rotational frequency or torque of the drive motor 8 to keep the contact pressure constant. .

Ehuru en tillfredsställande bearbetningsoperation kan utföras enbart genom de långsträckta trådelementens 6 verkan mot ytan 8, kan andra eller flera hjälpåt- gärder vidtas för att åstadkomma ännu bättre bearbetnings- resultat. Sålunda kan exempelvis hårda slipkornspartiklar anbringas på de enskilda elementens 6 ytor eller alterna- tivt användas i suspension med en maskinbearbetningsvätska, som skall tillföras området mellan arbetsdelen 5 och ar- betsstycket 8. Alternativt eller dessutom kan en elektro- mekanisk bearbetningsström påläggas mellan arbetsdelen 5 och arbetsstycket 8 i närvaron av en elektrolyt, så att materialborttagningen kan utföras genom kombination av elektrolytísk och mekanisk bearbetning.Although a satisfactory machining operation can be performed only by the action of the elongate wire elements 6 against the surface 8, other or more auxiliary measures can be taken to achieve even better machining results. Thus, for example, hard abrasive grain particles can be applied to the surfaces of the individual elements 6 or alternatively used in suspension with a machining liquid to be supplied to the area between the workpiece 5 and the workpiece 8. Alternatively or additionally, an electromechanical machining current may be applied between the workpiece 5 and the workpiece 8 in the presence of an electrolyte, so that the material removal can be performed by a combination of electrolytic and mechanical processing.

Exempel Enligt konventionell praxis erfordras 35 stycken lslipstenar, bestående av 80 volymsprocent kíselkarbid och återstoden gummi, för att behandla en gjuten kropp inom nickel-mangan-järngruppen för att modifiera dess ytojämn- het från 25 um till 0,2 um, vilken arbetsoperation kräver en tid av omkring tre timmar. Enligt en utföringsform av uppfinningen behöver ett verktyg med fem stycken lång- sträckta element av pianotrådsstål med en längd av 30 mm och en diameter av 0,8 mm och fastsatta med lika stora in- bördes avstånd längs en cirkel med 5 mm diameter i änden av ett skaft, som bringas att rotera med 13 000 r/min, endast 12 minuter för att åstadkomma en identiskt lika yt- bearbetning. Dessutom har det visat sig att ett enda ar- betselement kan producera fem stycken lika färdigproduk- ter. I detta fall kan diamantslippartiklar tillföras om- rådet mellan slipytorna. I ett annat fall kräver ett kon- ventionellt bearbetningsverktyg av borsttyp, bestående av tätt ihoppackade (mer än 100) metalltrådar, såsom visas i fig. 2, en och en halv timme för åstadkommande av en enda likvärdig arbetsoperation. 16 15 20 25 30 35 8 I fig. HA - F visas olika utföringsformer av ar- betsdelen 5, som består av ett flertal långsträckta tråd- element, som är mer eller mindre penn- eller näbbformiga och som bildar en framåt konvergerande rotationskropp.Examples According to conventional practice, 35 grindstones, consisting of 80% by volume of silicon carbide and the remaining rubber, are required to treat a cast body within the nickel-manganese-iron group to modify its surface roughness from 25 μm to 0.2 μm, which operation requires a time of about three hours. According to an embodiment of the invention, a tool with five elongated elements of piano wire steel with a length of 30 mm and a diameter of 0.8 mm and fixed with equal mutual distances along a circle with a diameter of 5 mm at the end of a shaft, which is rotated at 13,000 rpm, for only 12 minutes to achieve an identical surface finish. In addition, it has been shown that a single work element can produce five equal finished products. In this case, diamond abrasive particles can be added to the area between the abrasive surfaces. In another case, a conventional brush-type machining tool, consisting of tightly packed (more than 100) metal wires, as shown in Fig. 2, requires one and a half hours to perform a single equivalent work operation. 16 15 20 25 30 35 8 Figs. HA - F show different embodiments of the working part 5, which consist of a plurality of elongate wire elements, which are more or less pen- or beak-shaped and which form a forwardly converging rotating body.

Delen 5 kan närmare bestämt ha en stympat konisk form (fig. HA), en spetsig konisk form (fig. RB), en inåt välvd, konisk form (HC och D) och en kombinerad.form, bestående av en kon och en cylinder (fig. HE och F).More specifically, the part 5 may have a frustoconical shape (Fig. HA), a pointed conical shape (Fig. RB), an inwardly curved conical shape (HC and D) and a combined shape, consisting of a cone and a cylinder. (Figs. HE and F).

I dessa utföringsformer har den cirkel (Ba i fig. 1) från vilken elementen 6 individuellt utskjuter i huvud- K' sak samma diameter D som skaftets huvud 3. Följaktligen kan arbetsdelens 5 längd ß relativt diametern D vara 2/D 2 0,5 - 1.In these embodiments, the circle (Ba in Fig. 1) from which the elements 6 individually project substantially has the same diameter D as the head 3 of the shaft. Consequently, the length ß of the working part 5 relative to the diameter D can be 2 / D 2 0.5 - 1.

Av de visade olikformade arbetsdelarna 5 kan ett lämpligt utväljas i beroende av den speciella formen och storleken på en yta som skall bearbetas. Om ytan har ett urtag, kan den spetsiga arbetsdelen lämpligan användas.From the non-shaped working parts 5 shown, a suitable one can be selected depending on the particular shape and size of a surface to be machined. If the surface has a recess, the pointed working part can be suitably used.

När skaftet bringas att rotera, bríngas de långsträckta ,elementen 6, såsom tidigare nämnts, tvångsvis att utböjas vid sina fria ändar, så att de kommer i verksamt anligg- ningsingrepp med urtagets vägg.» ' I fig. 5A och B visas modifierade utföringsformer av arbetsdelen av näbbtyp, i vilken långsträckta element 26, som tillsammans bildar näbben, är förbundna med varand- ra vid en spets 261, varvid varje förbindning bildar en V- form, som närmare visas i fig. 6A - E. K I utföringsformen enligt fig. 6A - C har individu- -ella eller enhetliga, långsträckta element bockats vid sin centrala del och bibringats vilken som helst av de visade formerna och sedan buntats. I de övriga utföringsformerna har ett flertal bockade, långsträckta trådelement 26 vid sina spetsar hopfogats genom svetsning, lödning etc. (fig. GD) eller har enbart genom sin inneboende elastici- tet vid sina spetsar bringats att anligga mot varandra (fig. 6 E). Dessa utföringsformer med konvergerande spets kan ävenledes lätt införas i ett urtag och är därför spe- ciellt lämpliga för tandbehandling för att tillgodose här- vid stipulerade säkerhetskrav. 10 15 20 25 30 35 7813125-7 9 I detta sammanhang bör observeras att, när ett verktyg enligt uppfinningen är utformat för användning inom dentalområdet, består de långstrückta element som bildar arbetsdelen, lämpligen av rostfritt stål eller mässing, vilka icke angripes av steriliseringsvätska.When the shaft is caused to rotate, the elongate elements 6, as previously mentioned, are forced to bend at their free ends, so that they come into effective abutment engagement with the wall of the recess. Figs. 5A and B show modified embodiments of the working part of the beak type, in which elongate elements 26, which together form the beak, are connected to each other at a tip 261, each connection forming a V-shape, which is shown in more detail in Figs. 6A-E. In the embodiment of Figs. 6A-C, individual or uniform elongate members are bent at their central portion and imparted to any of the shapes shown and then bundled. In the other embodiments, a plurality of bent, elongate wire elements 26 have been joined at their tips by welding, soldering, etc. (Fig. GD) or have been brought into contact with each other only by their inherent elasticity at their tips (Fig. 6 E). . These embodiments with converging tip can also be easily inserted into a recess and are therefore particularly suitable for dental treatment to meet stipulated safety requirements. In this context, it should be noted that, when a tool according to the invention is designed for use in the dental field, the elongate elements forming the working part, suitably, consist of stainless steel or brass, which are not attacked by sterilizing liquid.

I fig. 7, möjligt att fast eller lösbart montera ett flertal 8 och 9 visas ett utförande, som gör det lång- sträckta trådelement 6 vid en hållardel 2. I denna utför- ingsform har hållardelens huvud 3 ett urtag 31,som är ko- axiellt med skaftet 4 ning mot sin övre ände. I urtaget 31 är en propp 32 anbragt och som lämpligen avsmalnar i rikt- och centralt utformad med ett hål 32a för upptagande av en skruv 33, som inskjuter i huvudet 3 koaxiellt med detta.In Fig. 7, it is possible to mount a plurality 8 and 9 fixedly or releasably, an embodiment is shown which makes the elongate wire element 6 at a holder part 2. In this embodiment the head 3 of the holder part has a recess 31 which is axially with the shaft 4 ning towards its upper end. In the recess 31 a plug 32 is arranged and which suitably tapers in a directionally and centrally formed manner with a hole 32a for receiving a screw 33, which inserts into the head 3 coaxially therewith.

Proppen 32 är, såsom visas, vidare utformad med axiellt gående spår 32b, som är jämnt fördelade kring proppens periferi och till sitt antal motsvarar det antal långsträck- ta trådelement som skall fastsättas.The plug 32 is, as shown, further formed with axially extending grooves 32b, which are evenly distributed around the periphery of the plug and their number corresponds to the number of elongate wire elements to be fastened.

När trådelementen 6 har anbragts i proppens 32 spår 32b och fasthålles mot det avsmalnande urtagets 31 vägg, fastskruvas skruven 33 så, att trådelementen 6 fastspännes i sitt läge mot huvudet 3.When the wire elements 6 have been arranged in the groove 32b of the plug 32 and are held against the wall of the tapered recess 31, the screw 33 is screwed so that the wire elements 6 are clamped in their position against the head 3.

I fig. 10 och 11 visas en modifierad utförings- form av verktygets arbetsdel 5 enligt uppfinningen, i vil- ken långsträckta trådelement 61 individuellt (fíg. 10) eller i sin helhet (fig. 11) är överdragna med en natur- eller syntetplast. I detta tillstånd avrundas trådelementen 61 vid sina spetspartier och detta utförande är liksom de i fig. 5 och 6 visade ur säkerhetssynpunkt speciellt lämp- ligt för tandbehandling, där det förefinns risk för even- tuell skadeverkan med ett spetsigt verktyg.Figs. 10 and 11 show a modified embodiment of the working part 5 of the tool according to the invention, in which elongate wire elements 61 are individually (Fig. 10) or in their entirety (Fig. 11) coated with a natural or synthetic plastic. In this condition, the wire elements 61 are rounded at their tip portions and this design, like those shown in Figs. 5 and 6, is particularly suitable from a safety point of view for dental treatment, where there is a risk of possible damage with a pointed tool.

Arbetsdelens 5 utförande med de långsträckta tråd- elementens 61 spetspartier avrundade kan även tillämpas i de i fig. 13A - C visade utföringsformerna. Sålunda kan varje spets på de individuella trådelement 61 som bildar verktygets arbetsdel 5 avrundas genom maskinbearbetning (fíg. 13A), genom anbringandet av en rund beläggning av metall, gummi, plast, glas eller keramik på spetsen *A 10 15 '20 'JU »å '-4 -v-Å m 01 l <1 10 (fig. 13B) eller genom att spetsen_deformeras (fig. 13C).The design of the working part 5 with the pointed portions of the elongate wire elements 61 rounded can also be applied in the embodiments shown in Figs. 13A - C. Thus, each tip of the individual wire elements 61 forming the working part 5 of the tool can be rounded by machining (Fig. 13A), by applying a round coating of metal, rubber, plastic, glass or ceramic to the tip * A 10 15 '20 'JU » å '-4 -v-Å m 01 l <1 10 (Fig. 13B) or by deforming the tip (Fig. 13C).

En i fig: 12 visad bäranordning för arbetsdelen 5'innefattar en kärna 35, som är förskjutbart upptagen i det i hållardelcns 2 huvud 3 utformade urtaget 31 och i ett stycke utförd med eller fast förbunden med skaftet 4.A support device for the working part 5 'shown in Fig. 12 comprises a core 35, which is slidably received in the recess 31 formed in the head 3 of the holder part 2 and is made in one piece with or fixedly connected to the shaft 4.

Efter att trådelementen 6 har anbragts mellan urtagets 31 vägg och kärnan 35, tillföres ett bindemedel eller ett lod 36 för att utfylla utrymmena i urtaget 31, som sedan hård- _nar och härvid fast förbinder trådelementen 6, kärnan 35 och huvudet 3 med varandra, så att den med hâllardelen 2 förbundna arbetsdelen 5 kan bringas att rotera. Anordning- en kan lätt isärtas, när det är önskvärt att utbyta tråd- elementen 6. 7 I _ Vidare kan varje långsträckt trådelement 6, exem- pelvis en fjädrande tråd av rostfritt stål, vara försett med på avstånd från varandra belägna hårda partiklar eller slipkorn, som är fästa vid trådelementets yta och lämpligen består av ett keramiskt material. Ett verktyg med på detta sätt utförda trådelement 6 är speciellt lämp- ligt för dentala ändamål. 7 _ Följaktligen åstadkommes ett förbättrad bearbet- ningsverktyg av roterande typ med avsevärt förbättrade materialborttagnings- och ytbearbetningsegenskaper och med j_en mångsidig användbarhet.After the wire elements 6 have been placed between the wall of the recess 31 and the core 35, a binder or solder 36 is applied to fill the spaces in the recess 31, which then hardens and thereby firmly connects the wire elements 6, the core 35 and the head 3 to each other, so that the working part 5 connected to the holder part 2 can be made to rotate. The device can be easily disassembled when it is desired to replace the wire elements 6. Furthermore, each elongate wire element 6, for example a resilient wire of stainless steel, can be provided with spaced apart hard particles or abrasive grains. , which are attached to the surface of the wire element and suitably consist of a ceramic material. A tool with wire elements 6 designed in this way is particularly suitable for dental purposes. 7 _ Consequently, an improved rotary type machining tool is provided with significantly improved material removal and surface machining properties and with a versatile usability.

Claims

10 15 20 25 30 7815125-7 11 PATENT FRAV

Tools for friction machining of the surface of a workpiece and consisting of a rotatable holder part (2) and a plurality of fixedly connected, elongate and resilient, but rigid but rigid elements (6), which individually project axially from the holder part, are characterized by in that the elements (6) at a stationary holder part (2) together form a forwardly converging working part (5), which is centered substantially around the axis of rotation of the holder part (2) and arranged to, when the holder part (2) at the tool rotation rotates, forms a forwardly diverging rotating body, centered about the axis of the holder part, and comes into contact with said surface along its generatrices to serve as a friction surface.

Tools according to claim 1, characterized in that the elongate elements (6) consist of piano wire steel, hardened steel, high speed steel, stainless steel, brass, tungsten carbide, titanium nickel alloys, copper beryllium alloys, iron, aluminum, nickel. tungsten, molybdenum, copper copper tin alloys, boron carbide, iron chromium alloys, plastic, graphite or glass.

3. A tool according to claim 2, characterized in that each of the elongate elements (6) has a diameter between '0.1 and 2 mm.

4. A tool according to claim 3, characterized in that said diameter amounts to between 0.5 to 1 mm.

Tools according to claim 4 or 5, characterized in that the elongate elements (6) are arranged with a number of between three and twenty along a circle.

Tool according to claim 5, characterized in that the elongate elements (6) project individually with a length of R mm from the holder part (2) and are arranged along the circle with a diameter of D mm, wherein for - the holding 2 / D amounts to at least 0.5 - 1. 10 15 -20 25 30 35 12

7. A tool according to claim 6, characterized in that the diameter D amounts to between 2 and 8 mm.

Tool according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the holder part (2) is rotatable at a speed of between 500 and 50,000 rpm.

9. n a t of said speed being between 500 and 20,000 Tools according to claim 8, k e n n e t e c k- r / min. _

10. A tool according to claim 8, characterized in that said speed is between 5000 and 50 rpm. '

Tool according to one of Claims 1 to 10, characterized by a speed which is large enough to cause the holder part (2) to be rotatable, the working part (5) to rotate at a peripheral speed of between 1 and 15 m / s. .

A tool according to claim 11, characterized in that the elongate elements (6, 26) are angular.

Tool according to one of Claims 1 to 12, characterized in that the holder part (2) is drive-connected to the drive shaft of a motor (7), that means (12, 13) are provided for sensing the contact pressure between the elongate elements (6) during rotation and the workpiece (8) and that a means (11), which reacts to the sensing means, is arranged for regulating the motor so that the contact pressure can be kept substantially constant.

A tool according to claim 13, characterized in that it senses the electrical resistance between the elements (6) stretched by a sensing means (12, 13) and the workpiece (8).

15. A tool according to claim 12, characterized in that the sensing means consists of a means for sensing the engine torque.

16. a tool according to any one of claims 13 - 15, in that the control means (11) is arranged to regulate the rotational frequency of the motor (7 ).7 10 15 20 25 30 13

A tool according to any one of claims 13 - 15, characterized in that the control means (11) is arranged to control the torque of the motor (7).

A tool according to any one of claims 1 to 17, characterized in that it consists of separate, uniform elements, which at their tips are bent by the elongate elements (61).

A tool according to any one of claims 1 to 18, characterized in that (6) is releasably attached to the holder part.

Tool according to claim 19, characterized in that the holder part (2) consists of a head (3) for supporting the elongate elements (6) and a shaft of the elongate elements (H) of smaller diameter, wherein the head has a recess (31) for receiving a plug (32), which in the recess is fastened with a screw (33) to the head to firmly hold the elongate elements (6) in their positions between the plug and the wall of the recess.

A tool according to claim 20, characterized in that the recess (31) tapers in the direction of its mouth.

A tool according to claim 20 or 21, characterized in that the outer surface of the plug (32) is formed with circumferentially distributed, axially extending grooves, each of which is intended to receive an elongate element (6).

23. n e t e c k n a t the elements (61) are coatable with plastic.

24. n e t e c k n a t Tools according to any one of claims 1 - 22, characterized in that each of the elongate tools according to any one of claims 1 - 23, characterized in that the tip portions of the elongate elements (61) are rounded.