УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДА СОЖ К ДИСКОВОМУ ИНСТРУМЕНТУ Российский патент 1994 года по МПК B28D1/04 B28D7/02 

Изобретение относится к устройствам для подачи СОЖ к дисковому инструменту и может быть использовано в алмазной обработке строительных материалов.

В существующих устройствах как в зарубежной, так и в отечественной практике, СОЖ в виде струи или струй с заданными гидродинамическими и теплофизическими параметрами подается в большинстве случаев со стороны передней поверхности инструмента в зону резания (непосредственно через коллектор, вилку, сопло и др. ) и в меньшей мере на периферию инструмента через секторный желоб с отверстиями к отрезному кругу. Интенсивное развитие машиностроения остро поставило проблему повышения износостойкости инструментов из синтетических алмазов. Обеспечение долговечности и надежности алмазных отрезных кругов достигается в первую очередь уменьшением контактных температур и термоупругих напряжений, их колебания при форсированных режимах резания. СОЖ значительно снижает контактную температуру, однако из-за различных теплофизических свойств охлаждающей жидкости и инструмента рабочая поверхность последнего не успевает охладиться до начальной температуры. В результате этого происходит аккумулирование теплоты в инструменте, что уменьшает потенциальные возможности алмазов. Поэтому при разработке конструкций охлаждающих устройств нужно учитывать это обстоятельство.

Известно устройство для подачи СОЖ к дисковому инструменту, описанное в авторском свидетельстве СССР N 1286400, кл. В 24 В 55/02, содержащее коллектор подвода СОЖ, расположенный в непосредственной близости к зоне резания. Коллектор выполнен с открытыми торцами, продольное сечение его имеет форму дуги окружности, переходящей в прямую. СОЖ подается на стенки инструмента из условия образования пристеночного потока жидкости.

К основным недостаткам известного устройства следует отнести: неэффективный теплоотвод от инструмента. СОЖ подается на круг только вблизи зоны контакта, а во вне контакта (где время для охлаждения круга значительно больше времени контакта) рабочая поверхность не охлаждается, что приводит к интенсивному аккумулированию теплоты инструментом, росту термических напряжений и, соответственно, к преждевременному износу; низкий коэффициент теплообмена системы отрезной круг - охлаждающая среда - изделие из-за малого значения чисел Рейнольдса и Грасгофа (поток жидкости подается не под давлением); значительная часть инструмента не защищена, что приводит к повышению уровня шума и другим неблагоприятным условиям для оператора.

Известно устройство для подвода СОЖ к дисковому инструменту, описанное в авторском свидетельстве СССР N 262687, кл. В 28 1/24, D 28 7/02, содержащее корпус и размещенный на нем коллектор подвода СОЖ. Последний установлен вдоль торцевой поверхности корпуса и выполнен с отверстиями, расположенными соосно с продольной осью поперечного сечения инструмента, а корпус смонтирован с зазором между его внутренней поверхностью и боковой поверхностью круга, равным 0,5-1 мм.

К основным недостатком устройства следует отнести: неэффективный теплоотвод от инструмента, который охлаждается только в некоторой части вне контактного участка, а рабочая поверхность круга в области его контакта с материалом (область нагрева) и вблизи ее не охлаждается, в результате этого происходит рост температуры и соответственно - износа; засаливание режущей части инструмента продуктами разрушения, что приводит к росту температурных и упругих напряжений круга и, естественно, к уменьшению стойкости и прочности инструмента; низкий коэффициент теплообмена в системе отрезной круг - охлаждающая среда - изделие из-за того, что круг охлаждается не по всей поверхности, а СОЖ подается самотеком; неэффективное использование жидкости, так как она центробежными силами вращения диска по стенкам уходит из устройства и сбрасывается с его поверхности; корпус круга неполностью закрыт, что приводит к увеличению уровня шума.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство для подвода СОЖ к дисковому инструменту, включающее кожух и размещенный внутри него коллектор подвода СОЖ. Оно снабжено дополнительным кожухом и расположенным в нем дополнительным коллектором для подвода СОЖ, причем дополнительный кожух подпружинен к основному и охватывает нижнюю часть основного кожуха с возможностью перемещения вдоль его оси.

Недостатком устройства является то, что коллектор дополнительного кожуха охлаждает боковые поверхности корпуса круга вблизи зоны контакта, а режущая кромка не охлаждается.

В соответствии с вышеуказанной причиной устройство не обеспечивает инструменту достаточной стойкости.

Цель изобретения - повышение стойкости инструмента.

Цель достигается тем, что в устройстве для подвода СОЖ к дисковому инструменту, включающем кожух с размещенным внутри него коллектором, дополнительным кожухом и дополнительным коллектором подвода СОЖ, согласно изобретению сопла дополнительного коллектора подвода СОЖ снабжены насадками для формирования струи и расположены на противоположных сторонах дополнительного кожуха, при этом насадки имеют возможность осевого перемещения относительно сопла и радиального перемещения совместно с ним.

Поскольку насадки формирования струи неизвестны, то в устройствах для подвода СОЖ заявляемая совокупность признаков соответствует критерию "Существенные отличия".

На фиг. 1 показано устройство для подачи СОЖ к дисковому инструменту; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство включает шпиндельную бабку 1 с возможностью вертикального перемещения относительно изделия, к которой крепится кожух 2. Вдоль оси кожуха 2 расположен дополнительный кожух 3. Между площадками основного кожуха 2 с дополнительного кожуха 3 на направляющих 4 установлены пружины 5. Направляющие 4 соединены коромыслом 6, по оси которого размещен регулировочный винт 7. В кожухе 2 размещены коллектор 8 с форсунками 9. К дополнительному кожуху 3 крепится коллектор 10, на противоположных сторонах которого расположены сопла 11. К соплам 11 крепятся насадки 12 формирования струи, прорезь которых охватывает инструмент 13.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Инструмент 13 устанавливается на шпиндельной бабке 1. В зависимости от толщины обрабатываемого материала и глубины резания кожух 2 устанавливается на необходимую высоту путем вертикального перемещения шпиндельной бабки. Затем при помощи регулировочного винта 7, коромысла 6 и пружины 5 дополнительный кожух 3 опускается на 2. . . 3 мм ниже уровня верхней поверхности изделия. Последовательно включается подача СОЖ, привод вращения инструмента и продольная подача. При этом заходной частью дополнительный кожух 3 наезжает на обрабатываемый материал и инструмент полностью закрыт. СОЖ в виде струй с заданными гидродинамическими и теплофизическими параметрами через форсунки 9, размещенные в кожухе 2 под углом α= 45±3^o к образующей инструмента, подается на рабочие поверхности последнего и охлаждает его. А из отверстий коллектора 10 через сопла 11 СОЖ попадает в насадки 12 и между рабочими поверхностями инструмента и щеками насадки формирует турбулентный поток. Под напором сформированной струи происходит интенсивная очистка режущих поверхностей инструмента от продуктов разрушения и эффективный теплоотбор.

Это существенно снижает контактные температуры и термоупругие напряжения и обеспечивает тем самым повышение стойкости инструмента.

Реализация изобретения позволит снизить расход алмазов отрезных кругов при резании строительных и других материалов. В СССР изготавливается 50000 алмазных отрезных сегментных кругов (АОСК) для распиловки и окантовки изделий из природного камня.

Показатели работоспособности АОСК 500 АС50 400/315 50 М6-16 в условиях окантовки плит из гранита средней твердости на существующих устройствах для подвода СОЖ к дисковому инструменту: амортизационная стойкость 106 м² готовой продукции при производительности 500 см²/мин; стоимость одного АОСК 350 руб.

А стойкость инструмента при такой же производительности на устройстве для подвода СОЖ предлагаемой конструкции 110 м² готовой продукции.

Для выполнения 50000 106 м²= 5300000 м² готовой продукции потребуется:
5300000 : 11 = 48181 АОСК, т. е. в год экономится 1819 АОСК.

Ожидаемый годовой экономический эффект от максимального объема использования предлагаемого изобретения составит:
3501819= 536650 руб.

(56) Авторское свидетельство СССР N 1618669, кл. В 28 D 1/04, 1991.

Использование: в алмазной обработке строительных материалов. Сущность изобретения: устройство содержит кожух с размещенными в нем коллектором, дополнительным кожухом и дополнительным коллектором. Сопла дополнительного коллектора снабжены насадками для формирования струи и расположены на противоположных сторонах дополнительного кожуха, при этом насадки имеют возможность осевого перемещения относительно сопла и радиального перемещения совместно с ним. 2 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДА СОЖ К ДИСКОВОМУ ИНСТРУМЕНТУ, включающее кожух с размещенными внутри него коллектором, дополнительным кожухом и дополнительным коллектором подвода СОЖ, отличающееся тем, что, с целью повышения стойкости инструмента, сопла дополнительного коллектора подвода СОЖ снабжены насадками для формирования струи и расположены на противоположных сторонах дополнительного кожуха, при этом насадки имеют возможность осевого перемещения относительно сопла и радиального перемещения совместно с ним.