Устройство охлаждения режущего инструмента



Устройство охлаждения режущего инструмента
Устройство охлаждения режущего инструмента

Владельцы патента RU 2470757:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) (RU)

Изобретение относится к области высокоскоростной обработки деталей на оборудовании с ЧПУ, в частности к системам охлаждения резцов передней и задней бабок. Устройство содержит переднюю и заднюю бабки, резцедержатель с резцом и исполнительные механизмы оборудования с ЧПУ. Кроме того, оно снабжено управляемым генератором тока, содержащим операционный усилитель, потенциометр, резистор и компьютер. Первый выход компьютера соединен с передней бабкой, второй выход компьютера соединен с задней бабкой, третий выход компьютера соединен с управляемым генератором тока, четвертый выход компьютера соединен с исполнительными механизмами оборудования с ЧПУ, а державка режущей части резца содержит пластину с термоэлементом. Увеличивается скорость обработки деталей за счет более эффективного охлаждения режущей части резца. 2 ил.

 

Изобретение относится к области высокоскоростной обработки деталей на оборудовании с ЧПУ, в частности к системам охлаждения резцов с целью компенсации температурных погрешностей, возникающих в зоне резания.

Известен резец с внутренним охлаждением, содержащий державку, в которой выполнена наклонная полость [Патент РФ №2024361, кл. B23B 27/10 (аналог)]. Недостатком данной конструкции является высокая техническая сложность, а также небольшая долговечность, так как вследствие потери эластичности уплотнительного кольца высока вероятность утечки охлаждающей жидкости.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство высокоточной обработки деталей на оборудовании с ЧПУ [Патент РФ №2280540, кл. B23B 25/06, 2006 (прототип)]. Недостатком данного устройства является высокая техническая сложность, связанная с необходимостью охлаждения резца за счет механизма подачи смазочно-охлаждающей жидкости, а также сложность конструкции устройства.

Технической задачей изобретения является увеличение скорости обработки деталей за счет более эффективного охлаждения режущей части резца.

Поставленная задача решается тем, что в известное устройство, содержащее деталь, переднюю и заднюю бабки, резец, исполнительные механизмы оборудования с ЧПУ введены державка резца, содержащая специальную пластину, выполненную в виде термоэлемента с подсоединенным к нему генератором постоянного тока.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг.1 приведена схема устройства охлаждения резца, на Фиг.2 приведена структура специальной пластины, установленной в державке резца.

Устройство охлаждения режущего инструмента содержит деталь 1, переднюю бабку 2, заднюю бабку 3, резец, состоящий из режущей части 4, специальной пластины с термоэлементом 5 и державки 6, резцедержатель 7, исполнительные механизмы оборудования с ЧПУ 8, управляемый генератор тока 12, содержащий операционный усилитель 9, потенциометр 10 и резистор 14, компьютер 11 и токопровод 13.

Связи в устройстве охлаждения режущего инструмента расположены следующим образом: первый выход компьютера 11 соединен с передней бабкой 2, второй выход компьютера 11 соединен с задней бабкой 3, третий выход компьютера 11 соединен с потенциометром 10, четвертый выход компьютера 11 соединен с исполнительными механизмами оборудования с ЧПУ 8, которые перемещают резцедержатель 7 с закрепленным в нем резцом, состоящим из державки 6, специальной пластины 5 и режущей части 4. Вход специальной пластины 5 при помощи токопроводов 13 соединен с выходом операционного усилителя 9, выход специальной пластины 5 соединен с резистором 14 и вторым входом (инвертирующим) операционного усилителя 9, первый вход (неинвертирующий) операционного усилителя 9 соединен с потенциометром 10. Операционный усилитель 9, потенциометр 10 и резистор 14 формируют управляемый генератор тока 12. Деталь 1 закреплена в передней бабке 2 и задней бабке 3.

Устройство охлаждения режущего инструмента работает следующим образом. При вращении детали 1, установленной в передней бабке 2 и задней бабке 3, и прохождении по ее поверхности резца в зоне резания происходит нагрев режущей части резца и поверхности детали, который приводит к ухудшению качества обрабатываемой поверхности. Для устранения перегрева резца предлагается устройство охлаждения режущей части резца, основанное на применении термоэлектрического эффекта Пельтье. Подача постоянного тока на специальную пластину, выполненную в виде термоэлемента, осуществляется с помощью генератора постоянного тока 12, состоящего из резистора 14, ОУ 9, потенциометра 10. Сила тока задается по закону Ома I=U/R. Например, с третьего выхода компьютера 11 генерируется сигнал +5 В. Потенциометр установлен в положение 50%, то есть делит напряжение +5 В пополам и оно становится равно 2,5 В. Так как ОУ 9 включен по схеме повторителя напряжения, за счет обратной связи в точке соединения резистора 14 со вторым входом ОУ 9 будет напряжение, равное 2,5 В. Следовательно, ток, подаваемый на специальную пластину 5, выполненную в виде термоэлемента, будет равняться I=U/R=2,5/10=250 мА. Величина тока может регулироваться с помощью изменения значения сопротивления на потенциометре 10 (Фиг.1).

При подаче тока на специальную пластину, выполненную в виде термоэлемента, состоящего из двух полупроводников n- и p-типа, происходит с одной стороны нагрев спая (зона Н, фиг.2), а с другой стороны его охлаждение (зона С, фиг.2). При этом температура спая (зона С, фиг.2) снижается вследствие того, что под воздействием электрического поля электроны, двигаясь из одной ветви термоэлемента (p) в другую (n), переходят в новое состояние с более высокой энергией. Энергия электронов повышается за счет кинетической энергии, отбираемой от атомов ветвей термоэлемента в местах их сопряжений, в результате чего спай в зоне С охлаждается.

В результате при обработке поверхности детали и подаче постоянного тока на специальную пластину, выполненную в виде термоэлемента, будет охлаждаться режущая часть инструмента, что приведет к снижению температурных деформаций в зоне резания и за счет этого позволит увеличить скорость резания.

Таким образом, предлагаемое устройство охлаждения режущего инструмента позволяет более эффективно компенсировать температурные погрешности, возникающие в зоне резания и, как следствие, повысить скорость при обработке деталей.

Устройство для обработки деталей на оборудовании с ЧПУ, содержащее переднюю и заднюю бабки, резцедержатель с резцом и исполнительные механизмы оборудования с ЧПУ, отличающееся тем, что оно снабжено управляемым генератором тока, содержащим операционный усилитель, потенциометр, резистор и компьютер, при этом первый выход компьютера соединен с передней бабкой, второй выход компьютера соединен с задней бабкой, третий выход компьютера соединен с управляемым генератором тока, четвертый выход компьютера соединен с исполнительными механизмами оборудования с ЧПУ, а державка режущей части резца содержит пластину с термоэлементом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к охлаждающим устройствам, в частности форсункам, используемым при механической обработке материалов, в частности взрывчатых веществ (ВВ) при утилизации боеприпасов.

Изобретение относится к технологии генерации газокапельных струй эжекцией и может быть использовано в машиностроении, например, для нанесения расплавленного распыленного твердого смазочного материала на шлифовальный круг.

Изобретение относится к обработке металлов и предназначено для охлаждения и смазки режущих инструментов и обрабатываемых изделий при сверлении или расточке глубоких отверстий.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для подачи смазочных материалов при металлообработке. .

Изобретение относится к устройству и способу охлаждения режущего средства в машинах для разрезания длинных рулонов. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при внутреннем шлифовании заготовок с подачей смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону шлифования.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для крепления заготовок с высоким коэффициентом теплового расширения на станке для прецизионной сухой механической обработки заготовок для их точной сборки.

Изобретение относится к машиностроению, к механической обработке металлов, в частности к способам охлаждения и смазки режущих инструментов посредством смазочно-охлаждающих технологических средств и их компонентов.

Изобретение относится к области станкостроения, а именно к устройствам для охлаждения зоны резания металлорежущего станка. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для подачи смазочно-охлаждающей жидкости

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при пластической деформации микронеровностей внутренней поверхности деталей с подачей смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону обработки. Устройство состоит из корпуса с закрепленной на его конце крышкой, а также электродвигателя, который соединен с регулятором частоты вращения, получающего питание от аккумулятора. Кнопка пуска, которая установлена на крышке, обеспечивает включение и выключение электродвигателя. В корпусе установлены также лопатки, одним концом соединенные с корпусом, а другим с помощью шлицевого соединения с электродвигателем, и зафиксированы стопорным кольцом. К корпусу крепится штуцер для подсоединения к пневмосистеме и подводящий патрубок, через который к головке с шариком подается СОЖ. Изобретение позволяет уменьшить габариты устройства и упростить его конструкцию. 1 ил.
Изобретение относится к области обработки деталей резанием и содержит режущий элемент, привод для приведения в действие режущего элемента, вал, присоединенный к приводу и режущему элементу, пенообразующий аппарат, предназначенный для образования и направления пены через вал к границе резки, вакуумный аппарат, включающий кольцо, проходящее вокруг вала, окружающее границы резки и имеющее множество радиальных и аксиальных всасывающих каналов, источник вакуума, соединенный с упомянутыми каналами и устройство для преобразования пены в жидкость, содержащее несколько трубок, предназначенных для преобразования пены в жидкость при прохождении пены через них. Изобретение позволяет повысить качество обработки. 13 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при высокоскоростной обработке вращающимся инструментом титановых и других материалов с низкой теплопроводностью. Система включает в себя по меньшей мере одну зону на корпусе инструмента для установки режущего элемента, канал косвенного охлаждения в корпусе инструмента для подачи охлаждающей жидкости, температура которой меньше температуры окружающей среды со стороны задней поверхности режущего элемента, и полость, образованную на задней поверхности режущего элемента для приема охлаждающей жидкости из канала и обеспечения охлаждения режущего элемента. В полости выполнено выпускное отверстие, соединенное с выпускным отверстием на поверхности режущего элемента, для выпуска в атмосферу поступающей в полость охлаждающей жидкости. Расход охлаждающей жидкости не превышает 10% от необходимого расхода синтетических охлаждающих жидкостей при механической обработке той же детали поливом. Охлаждающая жидкость представляет собой двухфазный поток для обеспечения отвода тепла от режущего элемента путем поглощения теплоты в процессе испарения охлаждающей жидкости. Увеличивается срок службы инструмента. 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

Режущий инструмент содержит режущую пластину, соединенную с охлаждающей пластиной, выполненной с отверстием для прохода хладагента. Для повышения стойкости режущей пластины передняя поверхность режущей кромки режущей пластины выполнена с выступами и пазами между ними, а охлаждающая пластина выполнена с лицевыми поверхностями, пазами и массивами лицевой поверхности ниже плоскости передней поверхности режущей кромки режущей пластины для соответственного соединения с выступами и пазами режущей пластины. Границы выходов хладагента, образованных режущей пластиной и пазами охлаждающей пластины на её лицевой поверхности, расположены между режущей кромкой и участком безотрывного контакта со стружкой лицевой поверхности, причем лицевая поверхность охлаждающей пластины содержит поверхности в виде клина или лопатки, соединена с теплопроводами и имеет пороги, впадины и бугристые элементы, причем пороги выполнены в виде угла, образованного отклонением лицевой поверхности от торцевой, и расположены от режущей кромки на расстоянии 0,2-1,5 мм. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к механической обработке металлов, в частности к способу охлаждения и смазки режущих инструментов посредством применения смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС) и компонентов. Способ включает подачу микродоз дистиллированной воды в количестве 0,05-4,5 г/час посредством активированного электрическими разрядами охлажденного до температур от 0°C до -20°C газового потока. Охлаждение газового потока с микродозами воды от 0°C до -20°C проводят двустадийно, причем на первой стадии в вихревой трубке Ранка-Хилша с температур 20-24°C до температур от 10-14°C до 1-2°C при давлении газового потока на входе 1-4 атм. и посредством сопла Лаваля до температур от 0 до -20°C на второй стадии. Способ позволяет повысить стойкость металлорежущих инструментов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Способ включает подачу СОТС и углеродных нанотрубок в зону контакта инструмента с обрабатываемым материалом посредством жидкого носителя. Для повышения стойкости при лезвийной обработке используют углеродные нанотрубки, имеющие в своем составе микродозы трибоактивных веществ. При этом концентрацию упомянутых углеродных нанотрубок в жидком носителе устанавливают в интервале 0,01-1,50 весовых процентов. 1 табл.

Изобретение относится к переносной ручной моторной цепной пиле. В корпусе пилы расположен узел привода для приведения в движение пильной цепи, перемещаемой вокруг направляющей шины. Узел привода содержит двигатель внутреннего сгорания, коленчатый вал которого расположен перпендикулярно продольной оси моторной цепной пилы и на одном конце имеет приводную звездочку для пильной цепи, а на другом конце - рабочее колесо вентилятора охлаждения двигателя. Поток холодного воздуха от вентилятора охлаждения двигателя проходит перпендикулярно продольной оси моторной цепной пилы, обтекая цилиндр двигателя внутреннего сгорания, расположенный между приводной звездочкой и вентилятором охлаждения двигателя. Поток холодного воздуха выходит через отверстие корпуса. Кроме того, предусмотрена рукоятка в виде трубы, которая огибает корпус двигателя перпендикулярно продольной оси моторной цепной пилы и которой соответствует ограждающее устройство, расположенное между трубообразной рукояткой и передним концом направляющей шины. Ограждающее устройство с помощью по меньшей мере одной ножки крепится в области отверстия корпуса для вывода потока холодного воздуха. В области отверстия корпуса расположен воздухонаправляющий элемент, который закреплен на ножке ограждающего устройства или выполнен с ножкой ограждающего устройства как единое целое. В результате обеспечивается лучшее охлаждение глушителя. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к испытаниям смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), используемых при резании материалов. На станке проводят кратковременное резание (10-15 с) материала без применения СОЖ, фиксируя величины составляющих силы резания. Испытания проводятся с помощью универсального динамометра. Затем проводят кратковременное резание материала, применяя водный раствор СОЖ испытуемой марки, также фиксируя величины составляющих силы резания. Подача СОЖ в зону резания осуществляется свободно падающей струей на режущий инструмент и обрабатываемую деталь. Измерения проводятся при различной скорости резания, подаче и глубине резания. Результаты проведенных испытаний сводятся в таблицу, и рассчитываются результирующие силы резания Ррез с СОЖ и без нее соответственно по формуле: , и определяется коэффициент технологической эффективности К исследуемой марки СОЖ по формуле: , где РрезСОЖ - результирующая сила резания, полученная с применением СОЖ, Н; Ррез - результирующая сила резания, полученная без применения СОЖ, Н. Эффективной считается СОЖ, обеспечивающая наименьшие силы резания и коэффициент К при заданных режимах резания. Заявляемый способ оценки технологической эффективности СОЖ позволяет значительно снизить трудоемкость и время исследования эффективности СОЖ при заданных режимах резания. 2 ил.

Режущий инструмент содержит режущий элемент в виде вставной режущей пластины, охлаждаемой косвенно с помощью теплообменника с микроканалами, который установлен у задней поверхности вставной режущей пластины. Теплообменник выполнен с внутренней камерой, в которую подают охлаждающую жидкость, такую как криогенная жидкость. Камера может содержать ребра для улучшения отвода тепла криогенной жидкостью от вставной режущей пластины. С внутренним пространством теплообменника соединены подающая и отводящая трубки для охлаждающей жидкости. Технический результат: снижение расхода криогенной жидкости. 16 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2012-12-27 2013-03-19T07:08:19
Наверх