Procédé de meulage et polissage et dispositif pour sa mise en aeuvre La présente invention a pour objet un procédé de meulage et de polissage de métaux et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Dans le fonctionnement des appareils de meulage et de polissage connus, comme par exemple des tours de meulage et de polissage, qui sont équipés de pou lies caoutchoutées d'entraînement et de courroies de polissage, revêtues d'une matière abrasive et entrai- nées à grande vitesse, il est d'une pratique courante d'imprégner une courroie de polissage neuve et inva riablement rigide avec du kérosène ou une matière analogue, pour l'assouplir et permettre de l'utiliser efficacement sur la poulie d'entraînement caoutchou tée.
Il est également courant de recouvrir .la surface abrasive de la courroie avec une graisse de lubrifica tion, par exemple avec du suif ou des compositions de lubrifiants analogues. La température de fusion et les caractéristiques de solidification du suif, ainsi que ses qualités lubrifiantes, le rendent tout à fait apte à une telle utilisation. Le suif solidifié permet à l'opérateur de régler la profondeur de coupe de la surface abrasive de la courroie en ajustant la quantité de suif ajoutée sur la surface de la courroie.
Cepen dant, le suif possède également une caractéristique indésirable en ce sens qu'il charge la surface abrasive, en particulier quand il absorbe de grandes quantités de particules pulvérisées, abrasives et .mé talliques, et forme ainsi une matière sensiblement solide qui s'introduit et s'incruste dans les intervalles et interstices entre les particules abrasives en for mant une couche assez dure. Il en résulte que la courroie devient très raide et qu'elle perd son effi cacité de coupe.
Quand une courroie est ainsi char gée par une telle matière dure et incrustée dans les intervalles et interstices, il devient normalement nécessaire pour l'opérateur, soit d'arrêter l'appareil de polissage et de nettoyer la courroie, soit de rem- placer la courroie, soit encore d'appliquer une pres sion excessive à la pièce à polir. L'application d'une pression excessive à la pièce provoque immédiate ment une usure exagérée de la surface abrasive de la courroie, des détériorations possibles de la pièce par suite du frottement considérable, et une usure exagérée de la matière de la face arrière de la cour roie.
En résumé, il en résulte une diminution de la durée d'utilisation de la courroie.
Il existe naturellement dans le commerce une grande variété de compositions de polissage qui sont destinées au polissage commercial d'objets métalli ques par l'emploi de disques, courroies, tambours revêtus d'une matière abrasive, et de roues abra sives. Cependant, on reproche couramment à ces compositions d'avoir tendance à charger la sur face abrasive, en compromettant ainsi l'efficacité de l'action de polissage de cette surface et en diminuant la durée d'utilisation de l'élément de polissage.
Dans le travail de meulage et de polissage ou de surfaçage d'objets métalliques, en particulier dans les opérations où il faut exécuter à la fois un meulage grossier et un meulage fin sur la même surface abra sive, pour éviter des travaux longs de changement de la surface abrasive dans l'appareil, il est d'un usage courant d'employer une graisse de lubrifica tion à la fois dure et sèche , comme par exem ple du suif ou des compositions de matières lubri fiantes analogues, qui conservent normalement leur forme quand on les a appliquées à la surface abra sive.
En utilisant un tel lubrifiant, il est possible d'ap pliquer une couche de celui-ci à la surface abrasive, de manière à recouvrir, sur la surface désirée et à la profondeur désirée, les surfaces de coupe des particules abrasives et à limiter ainsi la profondeur de coupe de la surface abrasive.
Cependant, l'em ploi d'un tel lubrifiant présente un inconvénient grave du fait que le lubrifiant charge la surface abrasive, c'est-à-dire remplit finalement cette surface au point de la rendre inefficace. Pour supprimer temporairement cette inefficacité, l'opérateur doit appliquer une pression beaucoup plus grande à la pièce à polir, au risque d'augmenter l'usure de la surface abrasive de l'élément de polissage ; il peut en résulter également des détériorations de la pièce à travailler, par brûlure de celle-ci, et des dété riorations à l'élément arrière de soutien de la sur face abrasive.
Dans le cas où on utilise des cour roies, des disques ou des tambours, il peut arriver que la roue abrasive soit définitivement détériorée, dans le cas où de telles roues sont utilisées et lubri fiées de cette manière. L'emploi de ce lubrifiant dur et la nécessité normale résultante d'appliquer à la pièce une pression de plus en plus grande à mesure que le travail progresse, pour exercer l'action désirée de surfaçage, compromettent les caractéristi ques abrasives de la surface abrasive, du fait que cette surface n'est pas maintenue propre et en bon état de coupe. Le lubrifiant dur absorbe bientôt des quantités importantes de particules abrasives et de particules métalliques, de telle sorte que des masses relativement solides de tels mélanges s'incrustent entre les particules abrasives de la surface abrasive.
Quand de telles conditions se présentent, et elles se présen tent régulièrement, il est normalement .nécessaire pour l'opérateur, quand il utilise le procédé courant de polissage, d'arrêter l'appareil et d'installer une nou velle surface abrasive ou de nettoyer parfaitement la surface abrasive encrassée, avant de continuer l'opération de polissage. De telles opérations de net toyage prennent nécessairement beaucoup de temps et coûtent par conséquent cher.
L'emploi possible de lubrifiants minces, comme par exemple certains mélanges d'hydrocarbures, tels que le kérosène ou d'autres huiles minces, pour constituer le lubrifiant unique de la surface abrasive, ne donne pas satisfaction car, en plus des risques normaux d'incendie présentés par l'emploi de ces matières, celles-ci ne se solidifient pas pendant leur utilisation pour permettre à l'opérateur de fixer sur la surface abrasive la couche désirée de lubrifiant dur >>, qui est désirable pour réaliser à certains points de vue les opérations de polissage, et de com mander la profondeur de coupe de la surface abrasive.
La présente invention a pour objet un procédé de meulage et de polissage de métaux qui tend à obvier aux inconvénients cités par le fait qu'on engage avec frottement une pièce métallique à polir contre une surface abrasive revêtue d'une compo sition de polissage constituée essentiellement par un mélange intime d'un lubrifiant de polissage tendant à adhérer à la surface et d'un solvant volatil de c;. lubrifiant.
L'invention a également pour objet un dispositif de meulage pour la mise en oeuvre du procédé qui comporte un élément de polissage, une surface abra- sive appliquée sur celui-ci, un dispositif d'entraîne ment pour déplacer l'élément de polissage à grande vitesse et un dispositif pour appliquer une compo sition de polissage sur la surface abrasive.
Ce dispo sitif se distingue des dispositifs connus par le fait que le dispositif d'application de la composition de polissage applique sur la surface abrasive une couche d'une composition de polissage comprenant une graisse lubrifiante et un solvant volatil de cette graisse, le dispositif d'entraînement étant commandé par un dispositif de commande afin d'actionner le dispositif d'application et de provoquer l'application de 1a composition sur la surface abrasive.
Le dessin annexé illustre schématiquement, et à titre d'exemple, divers détails du dispositif pour la mise en aeuvre du procédé.
Dans les différentes figures de ce dessin les élé ments analogues sont désignés par des chiffres de référence analogues.
La fig. 1 est une vue en perspective montrant schématiquement un tour de meulage et de polissage. La fig. 2 est une coupe partielle et verticale d'une courroie de meulage et de polissage recouverte d'une matière abrasive ; cette figure montre d'une manière exagérée la composition de meulage et de polissage, qui est appliquée sous la forme d'une couche mince sur la surface de coupe formée par les particules abrasives.
La fig. 3 est une coupe partielle et verticale de la courroie représentée sur la fig. 2 et recouverte d'une matière abrasive ; sur cette figure, les inter valles, ou interstices compris entre les particules abrasives, sont remplis par la composition solidifiée ou séchée de polissage, qui a absorbé des quantité de particules abrasives et de particules métalliques et qui s'est encastrée dans la surface abrasive.
Selon le dessin annexé le moteur 1 servant à entraîner un tour de meulage et de polissage est porté par un socle 2. Ce moteur 1 comporte des arbres latéraux 3, qui portent et entraînent des pou lies 4 fixées respectivement d'une manière amovible par des écrous 5 sur ces arbres. Chaque poulie 4 comprend de préférence une jante périphérique et élastique 6, qui est constituée par exemple par un caoutchouc d'un type approprié. Une courroie 7 passe par-dessus la jante 6 de chaque poulie 4 et par-dessus une roue ou poulie folle 8, montée d'une manière réglable sur un socle 9.
Une manivelle 10 et des leviers 11, 12 constituent les dispositifs habi tuels prévus pour régler transversalement, longitu dinalement et par pivotement, la poulie folle 8 en vue de réaliser le réglage de la courroie 7. Une enveloppe 13 d'échappement de vapeur, en forme de bac retourné, recouvre la plus grande partie du brin supérieur de la courroie 7, et comporte une conduite appropriée d'échappement 14. L'extrémité avant 15 de l'enveloppe 13 s'étend très près de la courroie 7, tout près aussi de la poulie d'entraîne ment 4, et recouvre transversalement la courroie de manière à former un écran qui protège l'opérateur contre les matières projetées par la force centrifuge à partir de la courroie 7.
Un distributeur 16 de la composition de polissage est monté sur l'enveloppe 13. Ce distributeur 16 peut être du type à pulvérisa tion ou à pellicule ; il peut être actionné mécanique ment, électriquement ou pneumatiquement. Ce distri buteur comporte un ajutage de distribution 17, qui distribue une pulvérisation ou une pellicule de la composition de polissage sur la surface abrasive exté rieure du brin supérieur de la courroie 7. Un moteur 18 est prévu sur le distributeur l ô et commande la distribution de la composition de polissage à partir du distributeur, à travers l'ajutage 17, et entraine en outre un agitateur 19 monté à l'intérieur du distri buteur.
Un circuit de commande 20 du moteur 18 s'étend à partir de celui-ci jusqu'à un organe de commande 21, actionné au pied et monté sur le socle 2 à un endroit convenable, de façon qu'un opérateur puisse l'utiliser en se tenant dans une posi tion normale, c'est-à-dire près de la poulie 4.
Les fig. 2 et 3 sont des coupes partielles et verti cales d'une courroie ordinaire de meulage et de polis sage, qui est recouverte d'une matière abrasive et qui comporte une couche arrière d'étoffe 22. Cette étoffe 22 est normalement rigide, quand elle est neuve, et porte sur sa surface supérieure une couche de colle 23, dans laquelle on a placé de la manière habituelle une couche de particules abrasives 24. Comme on le voit sur la fig. 2, la composition de polissage, quand elle a été appliquée sur la couche de particules abrasives 24, constitue une couche uni forme s'étendant par-dessus les surfaces exposées des particules 24.
Comme on le voit sur la fig. 3, la composition superficielle, qui peut être constituée en pratique uniquement par du suif ou des graisses analogues au suif, a séché et a absorbé un grand nombre de particules métalliques et de particules abrasives, en produisant ainsi une composition relati vement dure 26, qui s'est encastrée entre les parti cules abrasives 24.
Le procédé de meulage et de polissage de métaux selon la présente invention utilise une surface abra sive se déplaçant à grande vitesse et recouverte d'une composition de polissage ou surfaçage. Cette compo sition comprend un ingrédient de lubrification et aussi un pourcentage élevé d'un solvant extrêmement volatil de cet ingrédient. L'emploi d'une telle compo sition, dans la mise en aeuvre pratique du procédé faisant l'objet de l'invention, est avantageux du fait que la composition ne peut sécher sur la surface abrasive avant que le lubrifiant possède la consis tance désirée permettant l'action de polissage dési rée.
L'application périodique d'une composition addi tionnelle de polissage sur la surface abrasive, pen dant l'opération de polissage permet au solvant présent dans la composition additionnelle de libérer relativement le lubrifiant excessivement sec , les particules abrasives et les particules métalliques absorbées par le lubrifiant, qui ont pénétré dans la surface abrasive et se sont incrustées dans celle-ci. Le solvant les entraîne et maintient ainsi la surface abrasive propre et bien graissée.
Pour supprimer les caractéristiques indésirables mentionnées plus haut des compositions de meulage et de polissage que l'on trouve actuellement dans le commerce, la composition préconisée contient un mélange intime de 22,5 parties en poids de suif, de 32 parties en poids de kérosène, de 42,75 parties en poids de trichloToéthylène et de 2,75 parties en poids d'huile de wintergreen. Dans cette composition, le suif joue le rôle du lubrifiant à la fois dur et sec , le kérosène joue le rôle d'uri lubrifiant liquide, d'un agent de coupe, d'un agent de pénétra tion et de dispersion, d'un solvant à action lente pour le lubrifiant dur ,
et enfin d'un adoucis seur pour l'élément arrière d'appui quand on uti lise des courroies ou des disques de polissage com portant une surface arrière d'appui en étoffe ou en matière analogue. Le trichloroéthylène, qui est extrê mement volatil, ininflammable, sensiblement non toxique, et qui constitue une portion importante de la composition préconisée, agit comme un solvant à action rapide pour les lubrifiants, comme un agent de mélange et de dispersion pour les ingrédients de la composition,
et enfin comme un agent rendant le mélange ininflammable. L'huile de wintergreen, en plus de son rôle de lubrifiant, sert aussi à donner à la composition un arôme agréable.
Il est évidemment bien connu que différents autres lubrifiants durs ou d'autres compositions de ces matières constituent des lubrifiants satisfaisants pour les procédés ordinaires de meulage et de polis- sage des métaux. Ces autres lubrifiants possèdent cependant aussi les caractéristiques indésirables déjà mentionnées, qui sont propres au suif comme on l'a déjà indiqué.
Quelques-uns de ces autres lubrifiants sont placés dans le groupe des esters d'acides gras, qui se présentent aussi sous la forme de graisses ; d'autres lubrifiants sont des hydrocarbures de paraf fine se présentant sous la forme de graisses, etc. ; cependant, tous ces autres lubrifiants peuvent être considérés comme faisant partie d'un même groupe comprenant des matières aliphatiques. Dans le cas où on substitue au suif, dans la composition pré conisée de polissage, une autre composition grasse appropriée quelconque, ou une autre graisse, il peut être aussi nécessaire de remplacer d'une manière appropriée le solvant à action rapide du lubrifiant.
Comme on l'a indiqué plus haut, la caractéristique importante de la composition préconisée consiste dans la présence d'agents de lubrification, qui possèdent les caractéristiques mentionnées désirées, en ce qui concerne les qualités de lubrification et la dureté, et d'une grande proportion d'un solvant extrêmement volatil pour le lubrifiant dur. Ce solvant s'évapore facilement à la température normale ambiante et doit être en outre ininflammable et sensiblement non toxi que, pour des raisons de sécurité et d'hygiène.
On forme la composition préconisée de meulage et de polissae en mélangeant intimement des parti <B>0</B> cules indépendantes du lubrifiant dur , tel que le suif, avec le mélange liquide d'hydrocarbures, tel que le kérosène, constituant à la fois le lubrifiant liquide et l'agent de coupe, afin de produire un mélange uniforme de tous ces ingrédients ; ensuite, on ajoute le solvant du lubrifiant dur , comme par exemple le trichloroéthylène, au mélange uniforme du lubrifiant dur et du lubrifiant liquide.
On mélange intimement ce solvant avec le reste du mélange puis, on ajoute à ce mélange de l'huile de winter- green ou une autre huile aromatique désirée pour donner au mélange un arôme agréable.
Quand on emploie la composition préconisée de meulage et de polissage sur un tour de polissage du type à courroie, comme celui représenté sur la fig. 1, en vue de meuler et de polir des objets métalliques, on recouvre d'abord la courroie 7 d'une couche de la composition préconisée en appliquant celle-ci sur la surface abrasive de la courroie au moyen de l'aju- tage 17 du distributeur 16, dans lequel la composi- tion est continuellement agitée par l'agitateur 19 pour se trouver constamment à l'état d'un mélange intime et uniforme.
La grande vitesse de la courroie 7, qui se déplace normalement à une vitesse comprise entre 1500 mètres et 2400 mètres à la minute, sui vant le tour particulier de polissage utilisé, les dimen sions de la poulie d'entraînement 4, etc., contribuent à décharger rapidement toute composition en excès à partir de la surface abrasive de la courroie 7, de sorte que la surface abrasive de la courroie se recou vre uniformément d'une couche mince de la compo sition préconisée, comme on l'a représenté en exa gérant l'épaisseur sur la fig. 2.
L'opérateur laisse ensuite s'évaporer une partie du solvant extrêmement volatil à action rapide du lubrifiant. Cette évapo ration se produit avec une très grande vitesse, en raison du mouvement rapide de la courroie, jusqu'à ce que la consistance de la composition restant sur la surface abrasive soit la consistance désirée pour la nature particulière de l'opération de meulage et de polissage à exécuter. L'opération de meulage et de polissage commence à ce moment. Au bout d'un temps très court, le lubrifiant dur commence a se solidifier et absorbe des quantités de poudre abra sive et de poudre métallique pendant que le solvant du lubrifiant continue à s'évaporer rapidement.
Dès que la courroie devient sale ou chargée par le mélange de la poudre abrasive, du lubrifiant dur et de la poudre métallique, et que le mélange ainsi formé s'est incrusté dans la surface abrasive de la courroie, l'opérateur actionne le distributeur 16 et applique des quantités additionnelles de la compo sition préconisée sur la surface abrasive de la cour roie 7, pendant que l'opération de polissage continue. Ces adjonctions sont faites en quantités juste suffi santes - en évitant un excédent - pour provoquer la libération du lubrifiant sur la courroie des impu retés métalliques et pour permettre de dissoudre le lubrifiant dur , sale et incrusté.
Le lubrifiant est alors déchargé en dehors de la courroie 7 par la force centrifuge et l'opération de polissage se poursuit comme on l'a expliqué. Evidemmen.t, le pro cédé décrit ci-dessus et servant à meuler et polir des articles métalliques, n'est pas nécessairement mis en #uvre en utilisant l'appareil automatique que l'on vient de décrire. On peut aussi mettre en #uvre ce procédé à la main, en appliquant la composition préconisée sur la surface abrasive, en utilisant avec soin, à cet effet, des chiffons ou des éléments ana logues.
Le dispositif pour la mise en #uvre du procédé comporte un distributeur, facile à commander, pour l'application d'une composition de meulage et de polissage qui comprend un solvant volatil et une graisse de lubrification, sur la surface abrasive de l'élément de polissage. Ce dispositif permet à l'opé rateur de choisir la consistance désirée du lubrifiant pour tenir compte d'un aspect particulier quelconque de l'opération de polissage ; à cet effet, l'opérateur ajoute à la surface abrasive la composition de polis sage, puis il laisse s'évaporer le solvant du lubrifiant, jusqu'à ce que celui-ci possède la consistance désirée sur la surface abrasive.
La composition de meulage et de polissage préconisée qui est ininflammable, sensiblement non toxique, relativement peu coûteuse à fabriquer, dont l'utilisation est facile et qui pos sède les qualités pour maintenir la surface abrasive propre, bien lubrifiée et en parfait état de coupe présente également des avantages. Cette composi tion, quand on l'utilise sur des courroies de meulage et de polissage, présente encore l'avantage de main tenir la courroie à l'état souple et pliable. Cette com position préconisée de meulage et de polissage, per met à l'opérateur d'exécuter l'opération de meulage et de polissage avec un effort minimum, en utilisant une pression minima sur la pièce à meuler et à polir.
Cette composition permet donc de réduire le travail nécessaire et d'augmenter la durée d'utilisa tion de la surface abrasive. Le dispositif décrit est relativement simple, et bien adapté à la mise en #uvre pratique du procédé de meulage et de polis sage des métaux.
De ce qui précède et de l'examen du dessin annexé il résulte qu'on arrive par le procédé décrit et grâce au dispositif pour sa mise en #uvre à éviter les inconvénients des procédés et appareils connus jusqu'à présent pour le meulage et le polissage de métaux et d'obtenir ainsi les avantages énumérés ci-dessus.
Grinding and Polishing Process and Device for Its Implementation The present invention relates to a process for grinding and polishing metals and to a device for carrying out this process.
In the operation of known grinding and polishing apparatus, such as, for example, grinding and polishing lathes, which are equipped with rubberized drive pulleys and polishing belts, coated with an abrasive material and driven to At high speed, it is common practice to impregnate a new and invariably stiff polishing belt with kerosene or the like, to soften it and allow it to be used effectively on the rubberized drive pulley.
It is also common practice to coat the abrasive surface of the belt with a lubricating grease, for example tallow or similar lubricant compositions. The melting temperature and solidifying characteristics of tallow, as well as its lubricating qualities, make it quite suitable for such use. Solidified tallow allows the operator to adjust the depth of cut of the abrasive surface of the belt by adjusting the amount of tallow added to the surface of the belt.
However, tallow also has an undesirable characteristic in that it loads the abrasive surface, particularly when it absorbs large amounts of pulverized, abrasive and metallic particles, and thus forms a substantially solid material which enters. and becomes embedded in the gaps and interstices between the abrasive particles, forming a fairly hard layer. As a result, the belt becomes very stiff and loses its cutting efficiency.
When a belt is thus loaded with such hard material and embedded in the gaps and gaps, it normally becomes necessary for the operator to either stop the polishing apparatus and clean the belt or to replace the belt. belt, or applying excessive pressure to the workpiece. Applying excessive pressure to the part immediately causes exaggerated wear of the abrasive surface of the belt, possible damage to the part from the considerable friction, and exaggerated wear of the rear face material of the belt. belt.
In summary, this results in a reduction in the useful life of the belt.
There is of course a wide variety of polishing compositions on the market which are intended for the commercial polishing of metal objects by the use of abrasive coated discs, belts, drums, and abrasive wheels. However, these compositions are commonly criticized for having a tendency to load the abrasive surface, thus compromising the effectiveness of the polishing action of this surface and reducing the useful life of the polishing element.
In the work of grinding and polishing or surfacing metal objects, in particular in operations where both coarse grinding and fine grinding must be performed on the same abrasive surface, to avoid long work of changing the abrasive surface in the apparatus, it is in common practice to employ a lubricating grease which is both hard and dry, such as for example tallow or similar lubricating material compositions, which normally retain their shape. when applied to the abrasive surface.
By using such a lubricant, it is possible to apply a layer thereof to the abrasive surface, so as to cover, on the desired surface and to the desired depth, the cutting surfaces of the abrasive particles and thus limit the cutting depth of the abrasive surface.
However, the use of such a lubricant has a serious drawback in that the lubricant charges the abrasive surface, i.e. ultimately fills this surface to the point of rendering it ineffective. To temporarily eliminate this inefficiency, the operator must apply much greater pressure to the part to be polished, at the risk of increasing the wear of the abrasive surface of the polishing element; this may also result in damage to the workpiece, by burning thereof, and damage to the rear support element of the abrasive surface.
In the case where belts, discs or drums are used, it may happen that the abrasive wheel is permanently damaged, in the case where such wheels are used and lubricated in this way. The use of this harsh lubricant and the resulting normal necessity of applying increasing pressure to the workpiece as work progresses to exert the desired surfacing action will compromise the abrasive characteristics of the abrasive surface. , because this surface is not kept clean and in good cutting condition. The hard lubricant soon absorbs large amounts of abrasive particles and metal particles, so that relatively solid masses of such mixtures become encrusted between the abrasive particles of the abrasive surface.
When such conditions do arise, and they do occur on a regular basis, it is normally necessary for the operator, when using the routine polishing process, to stop the machine and install a new abrasive surface or clean the dirty abrasive surface thoroughly, before continuing the polishing operation. Such cleaning operations necessarily take a long time and are therefore expensive.
The possible use of thin lubricants, such as for example certain mixtures of hydrocarbons, such as kerosene or other thin oils, to constitute the sole lubricant of the abrasive surface, is not satisfactory because, in addition to the normal risks of 'Fire presented by the use of these materials, they do not solidify during their use to allow the operator to set on the abrasive surface the desired layer of hard lubricant >>, which is desirable to achieve at certain points view polishing operations, and control the cutting depth of the abrasive surface.
The present invention relates to a process for grinding and polishing metals which tends to obviate the drawbacks cited by the fact that a metal part to be polished is engaged with friction against an abrasive surface coated with a polishing composition consisting essentially of by an intimate mixture of a polishing lubricant tending to adhere to the surface and a volatile solvent of c ;. lubricant.
The subject of the invention is also a grinding device for carrying out the method which comprises a polishing element, an abrasive surface applied thereto, a driving device for moving the polishing element to high speed and a device for applying a polishing composition to the abrasive surface.
This device differs from known devices in that the device for applying the polishing composition applies to the abrasive surface a layer of a polishing composition comprising a lubricating grease and a volatile solvent for this grease, the device for applying the polishing composition. the drive being controlled by a controller to actuate the applicator device and cause application of the composition to the abrasive surface.
The accompanying drawing illustrates schematically, and by way of example, various details of the device for carrying out the method.
In the various figures of this drawing, like elements are designated by like reference numerals.
Fig. 1 is a perspective view schematically showing a grinding and polishing lathe. Fig. 2 is a partial vertical section of a grinding and polishing belt covered with an abrasive material; this figure exaggeratesly shows the grinding and polishing composition, which is applied as a thin layer on the cutting surface formed by the abrasive particles.
Fig. 3 is a partial and vertical section of the belt shown in FIG. 2 and covered with an abrasive material; in this figure, the gaps, or interstices between the abrasive particles, are filled with the solidified or dried polishing composition, which has absorbed quantities of abrasive particles and metal particles and which is embedded in the abrasive surface.
According to the appended drawing, the motor 1 serving to drive a grinding and polishing tower is carried by a base 2. This motor 1 comprises side shafts 3, which carry and drive the pulleys 4 respectively fixed in a removable manner by means of nuts 5 on these shafts. Each pulley 4 preferably comprises a peripheral and elastic rim 6, which consists for example of a rubber of an appropriate type. A belt 7 passes over the rim 6 of each pulley 4 and over a wheel or idler pulley 8, mounted in an adjustable manner on a base 9.
A crank 10 and levers 11, 12 constitute the usual devices provided for adjusting transversely, longitudinally and by pivoting, the idler pulley 8 with a view to adjusting the belt 7. A steam exhaust casing 13, in shaped like an inverted bin, covers most of the upper run of the belt 7, and has a suitable exhaust duct 14. The front end 15 of the casing 13 extends very close to the belt 7, very close also of the drive pulley 4, and transversely covers the belt so as to form a screen which protects the operator against material thrown by centrifugal force from the belt 7.
A dispenser 16 for the polishing composition is mounted on the casing 13. This dispenser 16 may be of the spray or film type; it can be operated mechanically, electrically or pneumatically. This distributor comprises a distribution nozzle 17, which distributes a spray or a film of the polishing composition on the exterior abrasive surface of the upper strand of the belt 7. A motor 18 is provided on the distributor 10 and controls the distribution. of the polishing composition from the distributor, through the nozzle 17, and further drives a stirrer 19 mounted inside the distributor.
A control circuit 20 of the motor 18 extends from the latter to a control member 21, actuated by the foot and mounted on the base 2 at a suitable location, so that an operator can use it. while standing in a normal position, i.e. near pulley 4.
Figs. 2 and 3 are partial and vertical sections of an ordinary grinding and polishing belt, which is coated with an abrasive material and which has a backing layer of fabric 22. This fabric 22 is normally stiff, when in use. is new, and has on its upper surface a layer of adhesive 23, in which a layer of abrasive particles 24 has been placed in the usual way. As can be seen in FIG. 2, the polishing composition, when applied to the layer of abrasive particles 24, constitutes a uniform layer extending over the exposed surfaces of the particles 24.
As seen in fig. 3, the surface composition, which in practice may consist only of tallow or tallow-like greases, has dried and absorbed a large number of metal particles and abrasive particles, thereby producing a relatively hard composition 26, which is embedded between the abrasive particles 24.
The method of grinding and polishing metals according to the present invention uses an abrasive surface moving at high speed and covered with a polishing or surfacing composition. This composition comprises a lubricating ingredient and also a high percentage of an extremely volatile solvent of this ingredient. The use of such a composition, in the practical implementation of the process which is the object of the invention, is advantageous because the composition cannot dry on the abrasive surface before the lubricant has the desired consistency. allowing the desired polishing action.
Periodic application of an additional polishing composition to the abrasive surface, during the polishing operation allows the solvent present in the additional composition to relatively release excessively dry lubricant, abrasive particles and metal particles absorbed by the material. lubricant, which have penetrated and become embedded in the abrasive surface. The solvent entrains them and thus keeps the abrasive surface clean and well greased.
In order to eliminate the undesirable characteristics mentioned above of the grinding and polishing compositions which are currently on the market, the recommended composition contains an intimate mixture of 22.5 parts by weight of tallow, 32 parts by weight of kerosene, of 42.75 parts by weight of trichloToethylene and 2.75 parts by weight of wintergreen oil. In this composition, tallow acts as both hard and dry lubricant, kerosene acts as a liquid lubricant, a cutting agent, a penetrating and dispersing agent, a slow acting solvent for hard lubricant,
and finally a softener for the rear support element when using belts or polishing discs com carrying a rear support surface of fabric or similar material. Trichlorethylene, which is extremely volatile, non-flammable, substantially non-toxic, and which constitutes an important portion of the recommended composition, acts as a fast-acting solvent for lubricants, as a mixing and dispersing agent for the ingredients of the mixture. composition,
and finally as an agent making the mixture non-flammable. Wintergreen oil, in addition to its role as a lubricant, also serves to give the composition a pleasant aroma.
It is of course well known that various other hard lubricants or other compositions of these materials are satisfactory lubricants for ordinary metal grinding and polishing processes. These other lubricants, however, also have the undesirable characteristics already mentioned, which are specific to tallow, as already indicated.
Some of these other lubricants are placed in the group of fatty acid esters, which also occur in the form of fats; other lubricants are paraffin hydrocarbons in the form of greases, etc. ; however, all of these other lubricants can be considered as being part of the same group comprising aliphatic materials. In the event that the tallow, in the recommended polishing composition, is substituted with any other suitable fatty composition, or other grease, it may also be necessary to suitably replace the fast acting solvent of the lubricant.
As indicated above, the important characteristic of the recommended composition consists in the presence of lubricating agents, which possess the desired characteristics mentioned, with regard to lubricating qualities and hardness, and of great proportion of an extremely volatile solvent to the hard lubricant. This solvent evaporates easily at normal ambient temperature and must also be non-flammable and substantially non-toxic, for reasons of safety and hygiene.
The recommended composition of grinding and polishing is formed by intimately mixing parts independent of the hard lubricant, such as tallow, with the liquid mixture of hydrocarbons, such as kerosene, constituting the both liquid lubricant and cutting agent, in order to produce a uniform mixture of all these ingredients; then the solvent of the hard lubricant, such as, for example, trichlorethylene, is added to the uniform mixture of the hard lubricant and the liquid lubricant.
This solvent is thoroughly mixed with the remainder of the mixture and then to this mixture is added wintergreen oil or other desired aromatic oil to give the mixture a pleasant aroma.
When the recommended grinding and polishing composition is employed on a belt type polishing lathe, such as that shown in FIG. 1, in order to grind and polish metal objects, the belt 7 is first covered with a layer of the recommended composition by applying it to the abrasive surface of the belt by means of the fitting 17 distributor 16, in which the composition is continuously agitated by agitator 19 to be constantly in a state of an intimate and uniform mixture.
The high speed of the belt 7, which normally moves at a speed of between 1500 meters and 2400 meters per minute, depending on the particular polishing revolution used, the dimensions of the drive pulley 4, etc., contribute quickly discharging any excess composition from the abrasive surface of the belt 7, so that the abrasive surface of the belt is uniformly covered with a thin layer of the recommended composition, as shown in exa managing the thickness in fig. 2.
The operator then allows some of the highly volatile, fast-acting solvent from the lubricant to evaporate. This evaporation occurs with a very high speed, due to the rapid movement of the belt, until the consistency of the composition remaining on the abrasive surface is the consistency desired for the particular nature of the grinding operation and polishing to be performed. The grinding and polishing operation begins at this time. After a very short time, the hard lubricant begins to solidify and absorbs amounts of abrasive powder and metal powder while the lubricant solvent continues to rapidly evaporate.
As soon as the belt becomes dirty or loaded with the mixture of abrasive powder, hard lubricant and metal powder, and the mixture thus formed has become encrusted in the abrasive surface of the belt, the operator actuates the distributor 16 and applies additional amounts of the recommended composition to the abrasive surface of the belt 7, while the polishing operation continues. These additions are made in just sufficient amounts - avoiding excess - to release the lubricant onto the belt from the metal impurities and to dissolve the hard, dirty and encrusted lubricant.
The lubricant is then discharged out of the belt 7 by centrifugal force and the polishing operation continues as explained. Obviously, the process described above and used for grinding and polishing metal articles, is not necessarily implemented using the automatic apparatus which has just been described. This process can also be carried out by hand, by applying the recommended composition to the abrasive surface, using carefully, for this purpose, rags or the like.
The device for carrying out the process comprises a dispenser, easy to control, for the application of a grinding and polishing composition which comprises a volatile solvent and a lubricating grease, to the abrasive surface of the element. polishing. This device allows the operator to choose the desired consistency of the lubricant to take into account any particular aspect of the polishing operation; to this end, the operator adds the polishing composition sage to the abrasive surface, then he allows the solvent to evaporate from the lubricant, until the latter has the desired consistency on the abrasive surface.
The recommended grinding and polishing composition which is non-flammable, substantially non-toxic, relatively inexpensive to manufacture, easy to use and which has the qualities to keep the abrasive surface clean, well lubricated and in perfect cutting condition present also advantages. This composition, when used on grinding and polishing belts, still has the advantage of keeping the belt in a flexible and pliable state. This recommended grinding and polishing com position allows the operator to perform the grinding and polishing operation with minimum effort, using minimum pressure on the workpiece to be ground and polished.
This composition therefore makes it possible to reduce the work required and to increase the duration of use of the abrasive surface. The device described is relatively simple, and well suited to the practical implementation of the method of grinding and polishing metals.
From the foregoing and from the examination of the appended drawing, it follows that, by the method described and thanks to the device for its implementation, it is possible to avoid the drawbacks of the methods and apparatus known hitherto for grinding and polishing metals and thus obtain the advantages listed above.