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) и охлаждения режущего инструмента.
Известно устройство для охлаждения зоны резания металлорежущего станка [Патент РФ 2355549, МПК B23Q 11/10, опубл. 20.05.2009], содержащее источник подачи СОТС, эжектор, подключенный к источнику жидкой среды, и ионизатор, выполненный в виде соосно установленных положительного цилиндрического и отрицательного игольчатого электродов, подключенных к источнику электропитания.
При использовании такого устройства для сверления деталей трудно обеспечить подачу газообразного СОТС в зону резания, которая, как правило, закрыта кондукторной втулкой. Это приводит к перегреву режущего инструмента и, как следствие, снижению его стойкости и катастрофическому износу.
Известно устройство для подачи СОТС [Патент РФ 2030275, МПК B23Q 11/10, опубл. 10.03.1995], содержащее корпус, охватывающую режущий инструмент кольцевую камеру, связанную с источником подачи СОТС, и ионизатор, выполненный в виде отрицательных игольчатых электродов, подключенных к источнику электропитания.
Конструкция данного устройства не предусматривает использование приспособления с кондукторной втулкой, без которой невозможно осуществить точное сверление за счет эффекта «увода» сверла.
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, источник подачи СОТС, кольцевую камеру, ионизатор, выполненный в виде соосно установленных положительного цилиндрического и отрицательного игольчатого электродов и установленный в канале, связывающим источник подачи СОТС с кольцевой камерой.
В данном устройстве подача СОТС в зону резания осуществляется через винтовые канавки сверла. При длительном глубоком сверлении ионизированный воздух, выполняющий функцию СОТС, не позволяет осуществить достаточный отвод тепла, что приводит к перегреву режущего инструмента и, как следствие, снижению его стойкости и повышенному износу.
Техническим результатом полезной модели является повышение стойкости инструмента, за счет его дополнительного охлаждения.
Поставленный технический результат достигается тем, что устройство для подачи СОТС, содержащее корпус, источник подачи СОТС, кольцевую камеру, ионизатор, выполненный в виде соосно установленных положительного цилиндрического и отрицательного игольчатого электродов и установленный в канале, связывающим источник подачи СОТС с кольцевой камерой, отличающееся тем, что корпусе устройства со стороны шпинделя станка выполнена дополнительная кольцевая камера, связанная каналом с источником подачи охлаждающей распыленной жидкости, каналы для подвода СОТС и охлаждающей распыленной жидкости снабжены тангенциальными сопловыми вводами в кольцевые камеры, при этом тангенциальный сопловой ввод канала для подвода СОТС направлен в сторону вращения режущего инструмента в период рабочего хода, а тангенциальный сопловой ввод канала для подвода охлаждающей распыленной жидкости направлен в противоположную сторону.
Такое конструктивное выполнение устройства для подачи СОТС обеспечивает следующие преимущества. Подача СОТС и охлаждающей распыленной жидкости осуществляется через тангенциальные сопловые вводы, расположенные так, что потоки в кольцевых камерах направлены в противоположных направлениях (один направлен по часовой стрелке, а другой - против). Это снижает эффект эжекции одного потока другим и обеспечивает их движение в разные стороны вдоль оси инструмента. Поток СОТС (ионизированного воздуха) направляется в зону резания, а поток распыленной жидкости направлен в сторону шпинделя станка, обеспечивая дополнительное охлаждение режущего инструмента, за счет чего повышается его стойкость. При этом обеспечивается возможность сверления деталей в приспособлениях с кондукторными втулками.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 показано устройство для подачи СОТС (продольный разрез), на фиг. 2 - разрез А-Α, на фиг. 3 - разрез Б-Б, на фиг. 4 показаны направления потоков СОТС и распыленной жидкости.
Устройство для подачи СОТС содержит корпус 1 (фиг. 1), жестко закрепленный относительно корпуса станка с помощью кронштейна 2. В корпусе 1 выполнены охватывающие сверло 3 кольцевые камеры 4 и 5. Кольцевая камера 4 соединена каналом с источником подачи сжатого воздуха 6, а кольцевая камера 5 соединена каналом с источником подачи охлаждающей распыленной жидкости, состоящим из эжектора 7, подключенного к источникам подачи сжатого воздуха 8 и жидкой среды 9. Подача ионизированного воздуха и охлаждающей распыленной жидкости в кольцевые камеры 4 и 5 осуществляется через тангенциальные сопловые вводы каналов подачи сжатого воздуха и охлаждающей распыленной жидкости, выполненные в виде отверстий 10 (фиг. 2) и 11 (фиг. 3). Обрабатываемая деталь 12 (фиг. 1) установлена в приспособлении 13 с кондукторной втулкой 14. Ионизатор воздуха выполнен в виде положительного цилиндрического электрода 15 (фиг. 2) и отрицательного игольчатого электрода 16, соосно установленных в отверстии 10, связывающим источник подачи сжатого воздуха 6 с кольцевой камерой 4. Электроды 15 и 16 подключены к электрическому источнику питания 17.
Работа устройства для подачи СОТС заключается в следующем.
Деталь 12 закрепляется в приспособлении 13. Ее обработка осуществляется сверлом 3 через кондукторную втулку 14. Корпус 1 устройства жестко закреплен с помощью кронштейна 2 относительно корпуса станка и приспособления 13. Атмосферный воздух поступает от источника сжатого воздуха 6 в ионизатор. Электроды 15 и 16 ионизатора подключены к источнику электропитания 17. Между положительным кольцевым электродом 15 (фиг. 2) и отрицательным игольчатым электродом 16 образуется коронный разряд. В электрическом поле коронного разряда атмосферный воздух ионизируется. Из тангенциального соплового ввода 10 ионизированный воздух поступает в кольцевую камеру 4. В кольцевой камере 4 образуется вихревой поток, направление вращения которого совпадает с направлением вращения сверла 3 во время рабочего хода. Так как скорость вращения ионизированного воздуха в камере 4 существенно превышает скорость вращения сверла 3, то при взаимодействии потока ионизированного воздуха с винтовыми канавками сверла большая часть потока направляется в зону резания (фиг. 4), где выполняет функцию СОТС. Охлаждающая распыленная жидкость образуется в эжекторе 7 (фиг. 1), к каналу эжектирующей среды которого подключен источник подачи сжатого воздуха 8, а к каналу эжектируемой среды подключен источник подачи жидкой среды 9, например, воды. Образующаяся в эжекторе смесь мелкодисперстных частиц жидкости и воздуха через тангенциальный сопловой ввод 11 (фиг. 3) поступает в кольцевую камеру 5. В камере 5 образуется вихревой поток. Направление вращения вихревого потока в кольцевой камере 5 и направление вращения сверла 3 во время рабочего хода противополжны. При этом основная часть потока распыленной жидкости, взаимодействуя с винтовыми канавками сверла (фиг. 4), направляется к хвостовой части сверла, тем самым охлаждая инструмент и стружку.
Такое конструктивное решение позволяет добиться следующих преимуществ. Во-первых, обеспечивается дополнительное охлаждение инструмента распыленной жидкостью, что повышает его стойкость. Это важно особенно в том случае, когда сверление осуществляется достаточно длительное время, и возникает необходимость отводить излишнее тепло от инструмента и детали. Во-вторых, отсутствие вращающихся частей повышает надежность устройства по сравнению с прототипом.