Фреза с комплексной системой охлаждения

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к обработке металлов резанием.
Известен расточной резец [Патент RU № 2131326, МПК B23B 27/00, опубл. 1999, № 16.]. Расточной резец содержит державку, установленные в ней два режущих элемента, сопряженных между собой с внешним и внутренним осевыми воздушными зазорами, и устройство для перемещения режущих элементов, выполненное в виде нагревателя и тепловой трубы с теплоносителем. Концы тепловой трубы связаны с режущими элементами, а средняя часть имеет тонкостенные гофры и размещена в полости с легкоплавким сплавом. Нагреватель размещен в зоне гофр тепловой трубы. При этом расточной резец снабжен катушкой индуктивности, охватывающей наружные поверхности режущих элементов на участке внешнего осевого воздушного зазора и в зоне размещения легкоплавкого сплава. Причем последний выбран с температурой плавления ниже температуры кипения теплоносителя тепловой трубы (ТТ), и содержит введенные в него мелкодисперсные ферромагнитные частицы.
Недостатком данного устройства является:
1.  Сложность технологического изготовления конструкции расточного резца, что ограничит область использования данной полезной модели.
2.  Необходимость  источника питания постоянного тока для нагревания гофр тепловой трубы.
3.  Применение мелкодисперсных ферромагнитных частиц, введенных в теплоноситель тепловой трубы для расширения функциональных возможностей резца, не подкреплено конкретными результатами работы устройства.
Известна фреза с автономным внутренним охлаждением [Ав. Св-во № 1292940, МПК В23С 5/28, опубл. 28.02.1987 г.], содержащая корпус с расположенными по периметру резцовыми вставками. Внутри резцовых вставок расположены тепловые трубы, один конец каждой из которых подведен к режущему элементу, а другой охлаждается с помощью радиатора, выполненного в форме коноида, ось которого совпадает с осью трубы.
Недостатком данного устройства является:
1.  Наличие навесных радиаторов, что создает громоздкость конструкции фрезы,  которые могут подвергаться разрушающему действию сходящей стружки.
2.  Зона нагрева тепловой трубы удалена от режущей кромки фрезы – источника теплообразования, что значительно снижает эффективность ее работы.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение стойкости режущих пластин и точности обработки деталей из конструкционных материалов.
Технический результат - повышение износостойкости сменных многогранных пластин (СМП) и как следствие, улучшение качества и точности обработки.
Технический результат достигается за счет того, что фреза с комплексной системой охлаждения содержит сменные многогранные пластины с винтовыми креплениями, установленные на корпусе, опорные пластины, тепловые трубы, соединительные медные кольца и контейнер, заполненный легкоплавким веществом.
На фиг. 1, 2 изображена фреза с комплексной системой охлаждения.
Устройство содержит сменные многогранные пластины 5 с 7, установленными на корпусе 1, опорные пластины 4, тепловые трубы 6, соединительные медные кольца 3 и контейнер 9, заполненный легкоплавким веществом.
Для сборки фрезы сменные многогранные пластины 5 устанавливаются в корпусе 1 с 4-мя посадочными местами на штифты 2 на опорные пластины 4 и на соединительные медные кольца 3 и закрепляются винтовыми креплениями 7. Контейнер 9 крепится к корпусу 1 фрезы с помощью винтов. Хвостовые части  тепловых труб 6 посажены в массив легкоплавкого вещества в контейнере 9. Такая конструкция является одновременно средством для защиты тепловых труб 6 от стружки.
В корпус 1 запрессовываются штифты 2, на которые устанавливаются соединительные медные кольца 3. Затем в корпус 1 поверх соединительных медных колец 3 запрессовываются опорные пластины 4. Далее в корпус 1 сверху устанавливаются тепловые трубы 6 диаметром 8 мм. Вертикальное отверстие в соединительном кольце 3 максимально подогнано по форме тепловых труб 6.
Соединительные медные кольца 3 и тепловые трубы 6 сопряжены через теплопроводящую пасту для максимальной площади контакта и минимизации теплового сопротивления. Тепловые трубы 6 отводят избыточное тепло в контейнер 9 с легкоплавким веществом (фиг.2).
Устройство работает следующим образом.
Легкоплавкое вещество помещается в полость между хвостовой частью корпуса 1 фрезы и контейнером 9. В верхней части контейнер 9 имеет две пробки для заполнения или замены легкоплавкого вещества.
В месте контакта сменных многогранных пластин 5 с обрабатываемой деталью в процессе обработки конструкционных материалов температура повышается до установившегося теплового режима. Теплота от сменных многогранных пластин 5 к тепловой трубе 6 передается через соединительное медное кольцо 3. Тепловой энергии от тепловых труб 6 достаточно, чтобы расплавить сплав и поддерживать его температуру вблизи температуры плавления. Таким образом, осуществляется стабилизация температурного режима резания.
В результате 2-х совокупных процессов вырастает интенсивность охлаждения сменных многогранных пластин 5, что повышает их стойкость.