УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к области станкостроения, а именно к устройствам для подачи газообразного смазочно-охлаждающего технологического средства (СОТС) в зону резания фрезерного станка.
Известно устройство для подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания [Патент РФ 2203165, МПК В23С 5/28, опубл. 27.04.2003], содержащее дисковую фрезу, в корпусе которой выполнена кольцевая проточка, сообщенная радиальными каналами с зубьями фрезы, две заслонки, перекрывающие проточку, и два диска, установленные соосно с фрезой со стороны проточки, причем ближний к торцу корпуса фрезы диск установлен неподвижно и на нем закреплена одна из заслонок, на втором диске расположен подвод жидкости к кольцевой проточке фрезы, при этом диск с подводом жидкости установлен с возможностью поворота относительно оси вращения фрезы, а ближний к торцу фрезы диск выполнен со сквозным сегментным вырезом и через него проходит вторая заслонка, которая установлена на диске с подводом жидкости.
В данном устройстве имеются две заслонки, перекрывающие кольцевую проточку так, что подвод СОТС осуществляется только к зубьям фрезы, находящимся в контакте с обрабатываемой деталью. Подвод СОТС в зону резания осуществляется через внутреннее пространство фрезы, что требует ее конструктивной доработки и, вследствие этого, приводит к необходимости использования нестандартного, более сложного по конструкции инструмента.
Известно устройство для охлаждения зоны резания фрезерного станка [Патент РФ на п.м. 130536, МПК B23Q 11/10, опубл. 27.07.13], содержащее источник сжатого воздуха, ионизатор с подключенными к источнику питания кольцевым и игольчатым электродами, эжектор, соединенный с источником жидкой среды, и сопло подачи распыленной жидкости, при этом на корпусе станка закреплен стержень из диэлектрического материала, установленный в полости, выполненной во фрезе, причем стержень выполнен с двумя плоскими поверхностями, образующими со стенками полости фрезы камеру для подачи ионизированного воздуха и камеру для подачи воздуха, при этом в стержне выполнено центральное отверстие, соединенное с источником сжатого воздуха, в котором соосно установлен металлический штифт, соединенный с отрицательным электродом источника питания, а на плоской поверхности стержня, образующей камеру для подачи ионизированного воздуха, закреплена металлическая пластина, соединенная с положительным электродом источника питания, а камеры для подачи воздуха и ионизированного воздуха соединены отверстиями с центральным отверстием, причем внутри отверстий, соединяющих камеру для подачи ионизированного воздуха с центральным отверстием стержня, установлены игольчатые отрицательные электроды, закрепленные на металлическом штифте.
Корпус устройства установлен во внутренней полости концевой фрезы, кроме того, каналы, связывающие камеру для подачи ионизированного воздуха с зонами резания, также выполнены в корпусе фрезы. Это требует конструктивной доработки фрезы и, тем самым, приводит к необходимости использования нестандартного и более сложного по конструкции режущего инструмента.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для подачи СОТС [Патент РФ на п.м. 136379, МПК B23Q 11/10, опубл. 10.01.2014], содержащее корпус, ионизатор и кольцевую камеру, связанную каналом с источником подачи СОТС, при этом оно снабжено втулкой, размещенной в корпусе с возможностью вращения относительно него и выполненной с проточкой и направляющими штифтами, при этом кольцевая камера образована между втулкой и корпусом посредством упомянутой проточки и выполнена с отверстиями, расположенными со стороны проточки по окружности и под углом к продольной оси сверла и направленными на винтовые канавки сверла с помощью упомянутых направляющих штифтов, а ионизатор выполнен с положительным электродом в виде цилиндра, установленного соосно с отрицательным электродом в упомянутом канале для подачи СОТС в кольцевую камеру.
К причинам, препятствующим достижению технического результата, относится то, что при применении такого устройства для фрезерования деталей образуется несколько зон резания. Их количество совпадает с количеством зубьев, находящихся в контакте с обрабатываемой деталью. При подаче СОТС через кольцевую камеру и отверстия во втулке потоки СОТС попадают не во все зоны резания. Это связано с тем, что режущие кромки инструмента образуют винтовые линии и при вращении инструмента зубья начинают контактировать с деталью раньше, чем в зону резания начинает поступать СОТС из кольцевой камеры через отверстия во втулке. Это приводит к дополнительному износу инструмента.
Техническим результатом полезной модели является улучшение условий подачи СОТС в зону резания.
Поставленный технический результат достигается тем, что устройство для подачи смазочно-охлаждающего технологического средства в зону резания при фрезеровании деталей, содержащее корпус с втулкой, выполненной с отверстиями, расположенными по окружности и под углом к продольной оси инструмента, кольцевую камеру, образованную между втулкой и корпусом и связанную с источником подачи СОТС, ионизатор, выполненный с положительным электродом в виде цилиндра, установленного соосно с отрицательным электродом, причем корпус выполнен с выступом, прилегающим к зубьям инструмента и выполненной в нем дополнительной камерой, сообщающейся с зубьями инструмента посредством каналов, расположенных под углом к поверхности инструмента и реализованных в виде отверстий, и с кольцевой камерой.
Такое конструктивное выполнение устройства обеспечивает следующее преимущество: постоянную подачу СОТС в зону резания вследствие наличия двух камер для подачи ионизированного воздуха - кольцевой и дополнительной, что улучшает условия для доступа СОТС в зону резания. Это объясняется тем, что при подходе зуба фрезы к детали, между деталью и поверхностью канавки фрезы образуется полость. Ионизированный воздух подается в эту полость через каналы из дополнительной камеры, выполненной в выступе корпуса устройства. В процессе дальнейшего резания задняя поверхность зуба фрезы начинает закрывать зону резания и дальнейшее поступление воздуха в зону резания осуществляется через каналы из кольцевой камеры. Тем самым обеспечивается постоянная подача ионизированного воздуха в зону резания.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано устройство для охлаждения зоны резания фрезерного станка (продольный разрез), на фиг. 2 - разрез А-A, на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1, на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 2.
Устройство для подачи смазочно-охлаждающего технологического средства содержит корпус 1 (фиг. 1) с крышкой 2, выполненные из диэлектрического материала. Корпус 1 жестко закреплен с помощью кронштейна 3 на корпусе фрезерного станка. Внутри корпуса 1 находится втулка 4, которая охватывает фрезу 5, обрабатывающую деталь 6. Во втулке 4 под углом к продольной оси фрезы 5 выполнены каналы 7, реализованные в виде отверстий. Корпус 1, крышка 2 и втулка 4 образуют кольцевую камеру 8 для подвода ионизированного воздуха. Каналы 7 соединяют кольцевую камеру 8 с зубьями фрезы 5, находящимися в контакте с обрабатываемой деталью 6. Корпус 1 имеет выступ 9 (фиг. 2) с внутренней поверхностью 10, прилегающей к зубьям фрезы 5. В выступе корпуса 9 выполнено отверстие, образующее дополнительную камеру 11. Камеры 8 и 11 соединены посредством проточки 12, выполненной во втулке 4. Кроме того, в выступе 9 имеются каналы 13, соединяющие камеру 11 с зубьями фрезы 5, которые находятся в контакте с обрабатываемой деталью 6. Устройство содержит ионизатор с положительным цилиндрическим электродом 14 и соосным ему отрицательным игольчатым электродом 15. Электроды 14 и 15 подключены к электрическому источнику питания 16. Подача воздуха, выполняющего функцию СОТС, осуществляется через штуцер 17 от источника сжатого воздуха 18.
Работа устройства для подачи смазочно-охлаждающего технологического средства заключается в следующем.
Воздух подается в устройство от источника 18 через штуцер 17. От электрического источника питания 16 на электроды ионизатора 14 и 15 подается напряжение, под действием которого между электродами возникает коронный разряд. В электрическом поле коронного разряда происходит ионизация потока воздуха. Полученный ионизированный воздух подается в кольцевую камеру 8, из которой через каналы 7 попадает в полости, образованные внутренней поверхностью втулки 4 и внешней поверхностью фрезы 5. В связи с тем, что каналы 7 расположены под острым углом к продольной оси фрезы 5, то выходящие из них потоки ионизированного воздуха отражаются от поверхности фрезы 5 в сторону зоны резания, и таким образом, осуществляют смазывающую и охлаждающую функции. Другая часть ионизированного воздуха через проточку 12 (фиг. 3), выполненную во втулке 4, попадает в дополнительную камеру 11 (фиг. 2), из которой через каналы 13 (фиг. 2, 4) попадает в полости, образованные прилегающей к зубьям инструмента поверхностью 10 выступа 9 и внешней поверхностью фрезы 5. В связи с тем, что, каналы 13 расположены под острым углом к поверхности фрезы 5, то выходящие из них потоки ионизированного воздуха отражаются от поверхности фрезы 5 в сторону зоны резания, и таким образом, осуществляют смазывающую и охлаждающую функции.
При необходимости можно использовать дополнительное охлаждение поливом или распыленной жидкостью на открытые части инструмента и обрабатываемой детали.
Такое конструктивное решение позволяет улучшить условия подачи СОТС. Это объясняется тем, что при подходе зуба фрезы 5 к детали 6, между деталью 6 и поверхностью канавки фрезы 5 образуется полость. Ионизированный воздух подается в эту полость через каналы 13 из камеры 11, выполненной в выступе 9. В процессе дальнейшего резания задняя поверхность зуба фрезы 5 начинает закрывать зону резания и дальнейшее поступление воздуха в зону резания осуществляется через каналы 7, соединяющие кольцевую камеру 8 с полостями, образованными наружной поверхностью фрезы 5 и внутренней поверхностью втулки 4. Это позволяет постоянно подавать поток ионизированного воздуха в зону резания.
Кроме того, устройство выполнено из диэлектрического материала, который легко поддается обработке. В нем предполагается использование стандартных концевых фрез, не требующих конструктивной доработки. Это снижает стоимость обработки деталей и существенно упрощает конструкцию.