PL238998B1 - Urządzenie do wygładzania foliami ściernymi zewnętrznych powierzchni, zwłaszcza powierzchni walcowych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do wygładzania foliami ściernymi zewnętrznych powierzchni, zwłaszcza zewnętrznych powierzchni walcowych.

W stanie techniki, z praktyki produkcyjnej znane są urządzenia do wygładzania foliami ściernymi powierzchni zewnętrznych, gdzie istotnym elementem urządzenia są głowice obróbkowe. Znane są głowice wykorzystujące układy z zastosowaniem oscylacji lub nie wykorzystujące takich układów. Znane urządzenia przystosowane są do folii ściernych o szerokości od 10 mm do ponad 200 mm. Jako narzędzie wygładzające stosowane są folie ścierne, w których ziarna ścierne nakładane są metodą elektrostatyczną lub grawitacyjną na poliestrowy nośnik. Głowice obróbkowe montowane są na suportach poprzecznych tokarek uniwersalnych lub innych obrabiarek. Znane są również specjalizowane obrabiarki do dogładzania oscylacyjnego foliami ściernymi, wyposażone w odpowiednie głowice. Znane głowice mają rolkę dociskową oraz dwie rolki, nawijającą i odwijającą, o równoległych, poziomych osiach, przy czym rolka nawijająca jest napędzana mechanicznie. Wzajemne położenie wspomnianych osi jest ściśle ustalone. Szpula nowej, czystej folii nałożona jest na rolkę odwijającą, która umożliwia odwijanie się taśmy foliowej z dobranym napięciem. Początek folii ze szpuli przełożony jest przez rolkę dociskową i przymocowany do powierzchni rolki nawijającej, na którą nawija się folia po wykonaniu obróbki.

Z opisu patentowego PL 181922 znane jest też urządzenie z małogabarytową głowicą do mikrowygładzania foliami ściernymi. Głowica posiada obrotową piastę, której część wystająca z korpusu głowicy stanowi rolkę nawijającą folię, przy czym we wnętrzu piasty znajduje się podatne sprzęgło przeciążeniowe, zawierające podatną tulejkę.

Z opisu patentowego PL 217267 znane jest urządzenie zawierające głowicę wyposażoną w układ przesuwu folii ściernej w postaci dwóch rolek o równoległych, poziomych osiach, z których jedna jest rolką nawijającą napędzaną mechanicznie, a druga jest rolką odwijającą, oraz w rolkę dociskową umocowaną obrotowo na końcówkach sprężyn płaskich, a także w układ pneumatycznego dosuwu głowicy do przedmiotu obrabianego dla dociskania taśmy ściernej do powierzchni obrabianej.

Z polskiego opisu patentowego PL 217377 znane jest również urządzenie do wygładzania powierzchni, zawierające przyrząd do mikrowygładzania foliami ściernymi powierzchni wałków umieszczonych na wrzecionie tokarki o pionowej osi, której ruchy robocze - ruch obrotowy przedmiotu obrabianego i ruch posuwisty narzędzia wygładzającego - odbywają się w komorze próżniowej, a napędy obu ruchów roboczych znajdują się poza komorą próżniową. Ponadto, wspomniana obrabiarka, może być dodatkowo wyposażona w układ wymrażania obrabianego przedmiotu parami azotu, i wtedy proces mikrowygładzania można prowadzić równocześnie w próżni i w niskich temperaturach.

Omawiane wyżej urządzenia i przyrządy do wygładzania powierzchni posiadają tą wadę, że nie pozwalają na optymalne wykorzystanie folii ściernej, są mało wydajne, a procesy obróbkowe nie izolują obrabianych przyrządów od wpływu atmosfery otoczenia. Urządzenie według wynalazku pozwala na wyeliminowanie wymienionych wad.

Urządzenie do wygładzania foliami ściernymi zewnętrznych powierzchni, zwłaszcza zewnętrznych powierzchni walcowych, zawierające w swym składzie obrabiarkę oraz głowicę która obejmuje układ do przesuwania folii ściernej, zamocowany na stałe na suporcie obrabiarki, gdzie wymieniony układ zawiera rolkę docisku folii ściernej oraz dwie równoległe rolki połączone z korpusem układu przesuwu folii, przy czym jedna z tych równoległych rolek jest rolką rozwijającą, dostarczającą świeżą folię ścierną, a druga jest rolką zwijającą, ciągnącą zużytą folię ścierną, według wynalazku charakteryzuje się tym, że obrabiarka wyposażona jest w przymocowany na stałe do łoża obrabiarki zbiornik wypełniony płynem obróbkowym, a znajdująca się w głowicy urządzenia rolka docisku folii ściernej zamocowana jest na końcu dwuramiennej dźwigni osadzonej wahliwie na jej osi, przytwierdzonej na stałe do korpusu układu przesuwu folii ściernej, przy czym wymieniona rolka dociskowa w położeniu roboczym jest całkowicie zanurzona w płynie obróbkowym wraz z częścią opasającej ją folii ściernej i dolną częścią obrabianej walcowej powierzchni, a ponadto urządzenie posiada siłownik, korzystnie pneumatyczny, przytwierdzony śrubami do korpusu układu przesuwu folii.

Dla urządzenia według wynalazku korzystne jest, gdy wymieniona dźwignia dwuramienna posiada sworzeń, pasowany suwliwie z owalnym otworem wydrążonym w stopce dźwigni i połączony na stałe z siłownikiem, korzystnie pneumatycznym, osadzonym poziomo na bocznej ścianie korpusu układu przesuwu folii ściernej, zaś nad zbiornikiem pomiędzy rolką ciągnącą a rolką dociskową znajdują się dwa przylegające do siebie walce wyciskające nadmiar płynu obróbkowego spływającego do wspomnianego zbiornika, przy czym powierzchnia jednego z wymienionych walców pokryta jest materiałem

PL 238 998 B1 sprężystym z materiału gumowego, zaś oś jednego z tych walców wyciskających płyn obróbkowy osadzona jest na stałe, a oś drugiego z walców wyciskających płyn obróbkowy osadzona jest przesuwnie tak, że posiada możliwość dosuwu do i od walca nieruchomego.

Urządzenie według wynalazku, poprzez umieszczenie strefy obróbkowej wraz z rolką dociskową w środowisku płynu obróbkowego pozwala na optymalne wykorzystanie folii ściernej, zwiększenie wydajności obróbki, oraz poprawę efektywności procesu. Pozostawanie strefy obróbki w środowisku płynu obróbkowego ogranicza wpływ atmosfery otoczenia na zjawiska fizyczne w strefie mikrowygładzania oraz umożliwia izolację oddziaływania składników płynu obróbkowego na tworzoną powierzchnię obrabianego przedmiotu.

Ze względu na zwartą budowę urządzenia, przemieszczenia rolki dociskowej do obrabianej powierzchni następują z wykorzystaniem dźwigni dwuramiennej oraz siłownika.

Przedmiot wynalazku zostanie bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na załączonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie w widoku z boku, fig. 2 urządzenie w widoku izometrycznym, a fig. 3 i fig. 4 przedstawiają odpowiednio układ przesuwu folii ściernej w widoku z boku oraz w widoku izometrycznym.

Urządzenie do wygładzania foliami ściernymi powierzchni zewnętrznych, zwłaszcza zewnętrznych powierzchni walcowych obrabianego przedmiotu 9 ze strefą obróbki zanurzoną poniżej poziomu 29 w płynie obróbkowym 23, składa się z głowicy 1 osadzonej na stałe na suporcie 16 obrabiarki, ze zbiornika 22 przytwierdzonego do łoża 25 obrabiarki, z uchwytu 31 do mocowania obrabianej powierzchni walcowej obrabianego przedmiotu 9, podpartego kłem obrabiarki ustalonym w osi konika 30 obrabiarki.

Głowica 1 wyposażona jest w układ 2 przesuwu folii ściernej, składający się z dwóch rolek 6 i 7 o poziomych osiach, z których jedna rolka 7 jest rolką rozwijającą, dostarczającą świeżą folię ścierną 8, a druga rolka 6 jest napędzaną mechanicznie rolką zwijającą, ciągnącą zużytą folię ścierną 8. Ponadto, głowica 1 posiada rolkę dociskową 10 oraz sąsiadującą z nią rolkę prowadzącą 21, umocowane obrotowo na jednej końcówce dwuramiennej wahliwej dźwigni 11, podczas gdy druga końcówka dźwigni 11 połączona jest suwliwie z siłownikiem pneumatycznym 13 dwustronnego działania, przytwierdzonym śrubami 28 do korpusu 5 układu 2 przesuwu folii ściernej 8. Przy czym wahliwość dwuramiennej dźwigni 11 zapewnia środkowa oś 24 podtrzymująca dźwignię 11, również przytwierdzona na stałe do k orpusu 5 układu 2 przesuwu folii ściernej 8. W wymienionym siłowniku 13 cylinder 14 połączony jest suwliwie z tłoczyskiem 15, które z kolei połączone jest ze stopką 12 posiadającą sworzeń 27 połączony suwliwie z owalnym otworem 26 w dwuramiennej dźwigni 11, na końcu której osadzono na osi obrotową rolkę dociskową 10. Ponadto głowica 1 ma zespół 3 napędu folii ściernej 8 oraz zespół 4 hamowania tej folii. Napęd zespołu 3 folii przekazywany jest z motoreduktora 17 poprzez przekładnię pasową z kołami 18 i 19 i pasem zębatym 20, na wałek na którym osadzona jest rolka ciągnąca 6 folię ścierną 8.

Ponadto, przed rolką ciągnącą 6 znajdują się dwa walce 32 służące do wyciskania nadmiaru płynu obróbkowego który spływa do zbiornika 22, przy czym powierzchnia jednego z walców pokryta jest materiałem sprężystym, najkorzystniej z materiału gumowanego. Jeden z walców wyciskających zamontowany jest nieruchomo, a drugi z walców jest zamontowany ruchomo i posiada on możliwość dosuwu do i od walca nieruchomego.

Działanie urządzenia według wynalazku jest następujące:

Przedmiot obrabiany 9 z walcową powierzchnią wprawia się w ruch obrotowy z prędkością np wrzeciona obrabiarki. Głowicę 1 wprawia się w ruch posuwowy dwustronny z prędkością ufa posuwu suportu 16 obrabiarki. Folia ścierna 8 przesuwa się z prędkością uf rolki napędowej 6, obracającej się z prędkością obrotową nf. W wyniku przemieszczenia tłoczyska 15 siłownika pneumatycznego 13 następuje ruch obrotowy dźwigni dwuramiennej 11, folia ścierna 8 jest dociskana do walcowej powierzchni obrabianego przedmiotu 9 elastyczną rolką dociskową 10. Na skutek złożenia ruchu obrotowego obrabianego przedmiotu 9 z prędkością obrotową np, ruchu głowicy 1 z prędkością posuwu wzdłużnego ufa oraz ruchu posuwowego folii ściernej 8 z prędkością uf, na powierzchni obrabianego przedmiotu 9 uzyskuje się śrubowy tor ruchu ziaren ściernych. Zmiana zwrotu posuwu ufa powoduje zmianę kierunku linii śrubowej oraz korzystne przecinanie się śladów obróbki.

Poniżej podano dwa szczegółowe przykłady stosowania urządzenia według wynalazku.

P r z y k ł a d 1

Do obróbki zastosowano folię ścierną 8 przeznaczoną do wygładzania wstępnego, z ziarnami z elektrokorundu szlachetnego osadzanymi w polu elektrostatycznym na powierzchni nośnika. Folia ścierna 8 jest rozwijana z rolki rozwijającej 7 w głowicy 1 do mikrowygładzania umieszczonej po prawej

PL 238 998 B1 stronie strefy obróbki. Wielkość nominalna ziaren ściernych na folii to 30 μm. Folia ścierna 8, rozwijana z rolki rozwijającej 7 przemieszcza się z prędkością uf wynoszącą 160 mm/min. Następnie folia ścierna 8 wprowadzana jest do cieczy obróbkowej 23 po rolce prowadzącej 21. Rolka dociskowa 10 dociska folię ścierną 8 do obrabianej powierzchni przedmiotu 9 w postaci wałka o średnicy 112 mm. Strefa obróbki zanurzona jest w płynie obróbkowym 23. Powierzchnia obrabiana przemieszcza się z prędkością up = 35 m/min. Folia ścierna 8 dociskana jest do powierzchni obrabianego przedmiotu 9 rolką dociskową 10 o średnicy 30 mm, wykonaną z elastomeru o twardości 50 ShA z siłą F = 50 N. Obróbkę realizuje się w systemie przeciwbieżnym, a folia ścierna 8 wyprowadzana jest wraz z produktami obróbki mieszczącymi się w przestrzeniach między ziarnami dzięki rolce zwijającej 6, która zwija zużytą folię ścierną, po uprzednim odciśnięciu nadmiaru płynu obróbkowego z wykorzystaniem walców wyciskających 32 pokrytych warstwą z materiału gumowego, najczęściej z kauczuku EPDM, NBR lub SBR o twardości 25° ^ 80° Sh'a.

P r z y k ł a d 2

Użyto folię ścierną 8 przeznaczoną do mikrowygładzania, z ziarnami z diamentu syntetycznego osadzanymi w polu grawitacyjnym na powierzchni nośnika, następnie pokrywaną cienką warstwą spoiwa. Folia ścierna 8 jest rozwijana z rolki rozwijającej 7, umieszczonej po prawej stronie strefy obróbki. Folię 8 do obrabianej powierzchni przedmiotu 9 w postaci wałka o średnicy 112 mm dociska rolka dociskowa 10, zanurzona w płynie obróbkowym 23, którym napełniono zbiornik 22. Wielkość nominalna ziaren ściernych to 0,5 μm. Folia ścierna 8, rozwijana z rolki rozwijającej 7 przemieszcza się z prędkością uf wynoszącą 110 mm/min po zewnętrznej rolce prowadzącej 21 i zanurza się w płynie obróbkowym 23. Głowica 1 wraz z obrabianym przedmiotem 9 przemieszcza się z prędkością posuwu wzdłużnego up = 40 m/min. Folia ścierna 8 dociskana jest z siłą F = 40 N do powierzchni obrabianego przedmiotu 9 rolką dociskową 10 o średnicy 30 mm, wykonaną z elastomeru o twardości 30 ShA. Obróbkę realizuje się w systemie przeciwbieżnym, a folia ścierna 8 wyprowadzana jest wraz z produktami obróbki mieszczącymi się w przestrzeniach między ziarnami dzięki rolce zwijającej 6, która zwija zużytą folię ścierną, po uprzednim odciśnięciu nadmiaru płynu obróbkowego z wykorzystaniem walców wyciskających 32 pokrytych warstwą z materiału gumowego, najczęściej z kauczuku EPDM, NBR lub SBR o twardości 25° + 80° Sh'a.

Wykaz stosowanych oznaczeń:

- głowica,

- układ przesuwu folii ściernej,

- zespół napędu taśmy,

- zespół hamowania folii ściernej,

- korpus układu przesuwu folii ściernej,

- rolka zwijająca - ciągnąca folię ścierną,

- rolka rozwijająca - magazyn folii,

- folia ścierna,

- obrabiany przedmiot - wałek,

- rolka dociskowa,

- dźwignia dwuramienna,

- stopka,

- siłownik,

- cylinder,

- tłoczysko,

- suport obrabiarki,

- motoreduktor,

- koło pasowe czynne,

- koło pasowe bierne,

- pasek zębaty,

- rolka prowadząca,

- zbiornik na płyn obróbkowy,

- płyn obróbkowy,

- oś dźwigni dwuramiennej,

- łoże obrabiarki,

- otwór owalny,

PL 238 998 B1

- sworzeń,

- śruba,

- poziom płynu obróbkowego,

- konik obrabiarki,

- uchwyt obróbkowy przedmiotu,

- walce wyciskające.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do wygładzania foliami ściernymi zewnętrznych powierzchni, zwłaszcza zewnętrznych powierzchni walcowych, zawierające w swym składzie obrabiarkę oraz głowicę która obejmuje układ przesuwu folii ściernej zamocowany na stałe na suporcie obrabiarki, gdzie wymieniony układ zawiera rolkę docisku folii ściernej oraz dwie równoległe rolki połączone z korpusem układu przesuwu wymienionej folii, przy czym jedna z tych równoległych rolek jest rolką rozwijającą, dostarczającą świeżą folię ścierną, a druga jest rolką zwijającą, ciągnącą zużytą folię ścierną, znamienne tym, że obrabiarka wyposażona jest w przymocowany na stałe do łoża obrabiarki zbiornik 22 wypełniony płynem obróbkowym 23, a znajdująca się w głowicy 1 rolka 10 docisku folii ściernej 8 zamocowana jest na końcu dwuramiennej dźwigni 11 osadzonej wahliwie na jej osi 24 przytwierdzonej na stałe do korpusu 5 układu 2 przesuwu folii ściernej 8, przy czym rolka dociskowa 10 w położeniu roboczym jest całkowicie zanurzona w płynie obróbkowym 23 wraz z częścią opasającej ją folii ściernej 8 oraz dolną częścią walcowej powierzchni obrabianego przedmiotu 9, a ponadto urządzenie zawiera siłownik 13 przytwierdzony śrubami 30 do korpusu 5 układu 2 przesuwu folii.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że siłownik 13 jest siłownikiem pneumatycznym.
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że dźwignia dwuramienna 11 posiada sworzeń 27 pasowany suwliwie z owalnym otworem 26 wydrążonym w stopce 12 dźwigni i połączony na stałe z siłownikiem 13 osadzonym poziomo na bocznej ścianie korpusu 5 układu 2 przesuwu folii ściernej 8, zaś nad zbiornikiem 22 pomiędzy rolką zwijającą 6 a rolką dociskową 10 znajdują się dwa przylegające do siebie walce 32 wyciskające nadmiar płynu obróbkowego 23 który spływa do zbiornika 22, przy czym powierzchnia jednego z walców 32 pokryta jest materiałem sprężystym z materiału gumowanego, zaś oś jednego z walców 32 wyciskających płyn obróbkowy jest osadzona na stałe, zaś oś drugiego z walców 32 wyciskających płyn obróbkowy osadzona jest przesuwnie tak, że posiada ona możliwość dosuwu do i od walca nieruchomego.