ВРАЩАЮЩИЙСЯ ПАТРОН С СИСТЕМОЙ КАНАВОК ДЛЯ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ Российский патент 2019 года по МПК B23B31/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[1] Объект изобретения настоящей заявки относится к вращающимся зажимным патронам, содержащим систему канавок, выполненных за одно целое на всем протяжении посадочного отверстия под хвостовик, выполненного с конфигурацией для приема и удержания хвостовика инструмента. Конкретнее, путь потока, проходящий через посадочное отверстие под хвостовик и выходящий из вращающегося зажимного патрона, образован только стержнем инструмента и системой канавок, выполненных на посадочном отверстии под хвостовик.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[2] В US 2011/0156363 раскрыты хвостовики с системами канавок для смазочно-охлаждающей жидкости. В некоторых вариантах осуществления имеется путь потока смазочно-охлаждающей жидкости, проходящей через посадочное отверстие под хвостовик, который образован только стержнем инструмента и системой канавок.

[3] В US 5,358,360 раскрыт зажимной патрон с канавками для смазочно-охлаждающей жидкости. Вместе с тем путь потока смазочно-охлаждающей жидкости включает в себя, в дополнение к инструменту и системе канавок (фиг. 3), дополнительный компонент в виде съемного соплового кольца, которое прочно закреплено на участке переднего конца зажимного патрона (колонка 2, первый полный абзац). Заявлена возможность отсоединения соплового кольца или сопел для обеспечения пользователю предпочтительно избирательного направления потока смазочно-охлаждающей жидкости для широкого разнообразия инструментов (последний абзац уровня техники и колонка 2, пятый полный абзац).

[4] Задачей настоящего изобретения является создание нового и улучшенного вращающегося зажимного патрона.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[5] Согласно первому аспекту объекта изобретения настоящей заявки, предложен вращающийся зажимной патрон, содержащий систему канавок, выполненных за одно целое на всем протяжении посадочного отверстия под хвостовик зажимного патрона. Система канавок образует путь потока, который находится в сообщении по текучей среде с передним и задним концами посадочного отверстия под хвостовик. Система канавок содержит один или более наклонных участков канавок, открытых и наклоненных внутрь к переднему концу зажимного патрона.

[6] Должно быть понятно, что в отличие от US 5,358,360, в котором раскрыто образование пути потока, по меньшей мере частично, съемным сопловым кольцом, вращающиеся патроны объекта изобретения настоящей заявки образуют путь потока, проходящий через систему канавок, которые выполнены за одно целое на всем протяжении посадочного отверстия под хвостовик. Если заявить иначе, все участки системы канавок выполнены на участке вращающегося зажимного патрона, имеющего унитарную моноблочную конструкцию.

[5] Согласно второму аспекту объекта изобретения настоящей заявки, предложен вращающийся зажимной патрон содержащий:

передний конец зажимного патрона и

посадочное отверстие под хвостовик, открытое к переднему концу зажимного патрона и проходящее назад от него; причем

посадочное отверстие под хвостовик образовано проходящей по окружности поверхностью отверстия и имеет осевую линию отверстия, проходящую через центр посадочного отверстия под хвостовик и определяющую направления вперед и назад; и содержит передний конец отверстия вблизи переднего конца зажимного патрона и задний конец отверстия сзади от переднего конца отверстия;

поверхность отверстия содержит:

одну или более частей поверхности для опирания хвостовика, задающих диаметр отверстия; и

систему канавок, заглубленных в посадочное отверстие под хвостовик на большее расстояние от центральной осевой линии отверстия, чем одна или более частей поверхности для опирания хвостовика;

причем система канавок образует путь потока в сообщении по текучей среде с передним и задним концами отверстия и содержит:

кольцевую впускную канавку на заднем конце отверстия;

один или более наклонных участков канавок открытых и наклоненных внутрь к переднему концу зажимного патрона; и

одну или более промежуточных канавок, соединяющих кольцевую впускную канавку и один или более наклонных участков канавок;

при этом посадочное отверстие под хвостовик, включающее в себя систему канавок, образовано на участке вращающегося зажимного патрона, имеющем неразъемную унитарную конструкцию.

[8] Должно быть понятно, что система канавок согласно объекту изобретения настоящей заявки может являться предпочтительной, например такая система может обеспечивать:

- надлежащим образом направленный поток смазочно-охлаждающей жидкости, который, с одной стороны, достаточно направлен внутрь для противодействия направленным наружу центробежным силам, и с другой стороны выходит из вращательного зажимного патрона с позиции, достаточно близкой к центру посадочного отверстия под хвостовик так, что требуемый плоский угол не является достаточно большим, чтобы вызывать значительное отклонение смазочно-охлаждающей жидкости при контакте с инструментом, удерживаемым вращающимся патроном, обеспечивая охлаждение относительно более значительного участка инструмента; и/или

- упрощенное изготовление вследствие меньшего числа компонентов (например, исключено съемное сопловое кольцо раскрытого в US 5,358,360 типа); должно быть понятно, что хотя выполнение промежуточных и наклонных участков канавок, открытых на переднем конце зажимного патрона, обуславливает некоторую сложность изготовления (может требовать станочной обработки компонента менее распространенным многоцелевым станком с 4 степенями свободы, а не стандартным с тремя) данные трудности в изготовлении можно считать меньшими, чем связанные с изготовлением и монтажом дополнительного компонента, такого как сопловое кольцо.

[9] Такая система канавок считается особенно выгодной при фрезеровании, в особенности, осуществляемом цельными торцевыми фрезами. Указанное считается особенно выгодным для механической обработки заготовок из материалов, таких как инконель, при которой инструмент механической обработки нагревается до чрезвычайно высокой температуры.

[10] Согласно третьему аспекту объекта изобретения настоящей заявки, предложен вращающийся зажимной патрон, содержащий систему канавок, выполненных за одно целое на всем протяжении посадочного отверстия под хвостовик зажимного патрона. Система канавок образует путь потока, который находится в сообщении по текучей среде с передним и задним концами посадочного отверстия под хвостовик. Система канавок содержит один или более наклонных участков канавок, открытых и наклоненных внутрь к переднему концу зажимного патрона. Система канавок дополнительно содержит продольные участки канавок, которые проходят от поверхности отверстия к наружной поверхности зажимного патрона. Другими словами, продольные участки канавок могут быть открыты как к поверхности отверстия, так и наружной поверхности зажимного патрона.

[11] Согласно четвертому аспекту объекта изобретения настоящей заявки предложен узел зажимного патрона, содержащий зажимной патрон согласно предыдущему аспекту, и держатель инструмента, выполненный для удержания зажимного патрона. Держатель инструмента содержит отверстие держателя инструмента для приема зажимного патрона. Отверстие держателя инструмента содержит внутреннюю поверхность держателя инструмента, которая уплотняет продольные участки канавок на наружной поверхности зажимного патрона.

[12] Должно быть понятно, что первый и второй аспекты направлены на создание зажимных патронов, выполненных с возможностью удержания напрямую на станке с ЧПУ, а третий аспект направлен на создание зажимного патрона, выполненного с возможностью удержания держателем инструмента, который, в свою очередь, удерживается станком с ЧПУ.

[13] Для разъяснения, третий аспект отличается от известного зажимного патрона (например, цилиндрического зажимного патрона с продольными участками канавки, раскрывающимися к его наружной поверхности) в основном тем, что дополнительно выполнен с наклоненными внутрь наклонными участками канавок. Хотя в итоговом времени изготовления требуется больше времени на механическую обработку для удаления материала с поверхности отверстия до наружной поверхности, чем для простого удаления сравнительно небольшого количества материала от поверхности отверстия, данное может обеспечивать существующим зажимным патронам преобразование с получением преимуществ объекта изобретения настоящей заявки. Например, система канавок зажимного патрона выполнена за одно целое и не требует дополнительного компонента, такого как сопловое кольцо. Хотя требуется держатель инструмента для предотвращения выхода текучей среды из продольных участков канавок, такой держатель инструмента требуется в любом случае, как стандартный (не модифицированный) компонент, таким образом направленный поток смазочно-охлаждающей жидкости можно все равно получить с упрощением изготовления.

[14] Согласно еще одному, пятому аспекту, предложен способ модификации зажимного патрона, содержащий этап фрезерования участка наклонной канавки, предпочтительно множества, наклонных участков канавок, на переднем конце зажимного патрона.

[15] Должно быть понятно, что изложенное выше является сущностью изобретения, и что любой из аспектов, указанных выше, может дополнительно содержать любой из признаков, описанных ниже в данном документе.

В частности, следующие признаки, как индивидуально, так в комбинации, могут быть применимы к любому из указанных выше аспектов:

A. Каждый один или больше наклонных участков канавок могут быть наклонены под углом α наклона относительно направления вперед, причем угол α наклона имеет величину в пределах: 2°≤α≤20°. Предпочтительно, угол α наклона имеет величину в пределах: 4°≤α≤12°.

B. Во вращающемся патроне, имеющем множество наклонных участков канавок, угол α наклона каждого из наклонных участков канавок может быть одинаковым. Хотя вращающийся зажимной патрон не должен быть выполнен с возможностью охлаждения выбранных отличающихся участков инструмента, или регулирования для инструментов, отличающихся размером, считается, что простота изготовления, обеспечиваемая одним углом, может компенсировать такие недостатки.

C. Система канавок может содержать больше наклонных участков канавок, чем продольных участков канавок. Должно быть понятно, что изготовление относительно меньших участков канавок, и которые расположены вблизи конца зажимного патрона, где каждый не имеет связанного продольного участка канавки, является более простым.

D. Одна или больше промежуточных канавок могут содержать один или больше продольных участков канавок, проходящих параллельно центральной осевой линии отверстия. Одна или больше промежуточных канавок могут быть открыты только внутрь к поверхности отверстия или как к поверхности отверстия, так и наружной поверхности вращающегося зажимного патрона. Более точно, в варианте, где промежуточные канавки содержат один или больше продольных участков канавок, один или больше продольных участков канавок могут быть открыты только к поверхности отверстия или могут быть открыты как к поверхности отверстия, так и наружной поверхности зажимного патрона.

E. Перпендикулярно осевой линии отверстия каждый продольной участок канавки может иметь постоянную площадь сечения. Такое конструктивное решение может поддерживать постоянное давление для участка пути потока текучей среды. Продольной участок канавки вместе с наклонной канавкой может образовывать путь потока с «коленчатой» формы.

F. Одна или больше промежуточных канавок могут дополнительно содержать кольцевую выходную канавку на переднем конце отверстия в сообщении по текучей среде с наклонными участками канавок. Кольцевая выходная канавка может также находиться в сообщении по текучей среде с одним или больше продольных участков канавки.

G. Кольцевая выходная канавка может проходить радиально наружу в поверхность отверстия дальше, чем участок (участки) наклонной канавки и/или участок (участки) продольной канавки.

H. Система канавок может дополнительно содержать кольцевую впускную канавку на заднем конце отверстия.

I. Перпендикулярно осевой линии отверстия каждый наклонный участок канавки может иметь площадь сечения, уменьшающуюся с приближением к переднему концу зажимного патрона.

J. На переднем конце зажимного патрона по меньшей мере один или каждый наклонный участок канавки может иметь центральную площадь сечения с максимальным радиальным размером. По меньшей мере один, или каждый наклонный участок канавки может иметь площадь сечения с радиальным размером меньше максимального радиального размера. Например, по меньшей мере один, или каждый наклонный участок канавки может иметь площадь сечения оконечности, которая уменьшается с увеличением расстояния от центральной площади сечения. Площадь сечения оконечности может быть смежной с центральной площадью сечения. Можно иметь две площади сечения оконечностей, установленные с противоположных сторон центральной площади сечения.

K. На виде с торца переднего конца зажимного патрона, по меньшей мере один, или каждый наклонный участок канавки может иметь серповидную форму.

L. На виде с торца переднего конца зажимного патрона максимальный радиальный размер D_MR одного или каждого из наклонных участков канавок может иметь величину в пределах, удовлетворяющих условию: 0,1 мм ≤ D_MR ≤ 0,9 мм. Предпочтительно, максимальный радиальный размер D_MR одного или каждого из наклонных участков канавок имеет величину в пределах, удовлетворяющих условию: 0,1 мм ≤ D_MR ≤ 0,5 мм.

М. На переднем конце зажимного патрона каждый наклонный участок канавки может иметь радиус кривизны, образующий воображаемую окружность. Каждый наклонный участок канавки может иметь выпускную площадь, образованную между участком наклонной канавки и воображаемой дугой продолжения частей поверхности для опирания хвостовика. Выпускная площадь может составлять меньше 20% площади воображаемой окружности.

[16] Зажимной патрон может содержать один или больше наклоненных наружу участков канавок. Один или каждый наклоненный наружу участок канавки может открываться и иметь наклон наружу к переднему концу зажимного патрона.

[17] Наклоненный наружу участок канавки может быть выполнен между участком наклоненной внутрь канавки и передним концом зажимного патрона. Альтернативно, наклоненный внутрь участок канавки может быть выполнен между кольцевой выходной канавкой и передним концом зажимного патрона.

[18] Каждый наклоненный наружу участок канавки может быть наклонен наружу под углом β наклона относительно направления вперед. Угол β наклона наружу каждого из наклонных участков может иметь величину в пределах: 5°≤β≤60°. предпочтительно, угол β наклона наружу имеет величину в пределах: 10°≤β≤40°. Без увязывания с теорией, считается, что величины, более близкие к 25°, могут обеспечивать лучшие показатели работы.

[19] Зажимной патрон может содержать только участки наклоненных внутрь канавок. Такой вариант является самым экономически эффективным решением. Альтернативно, зажимной патрон может содержать участки наклоненных внутрь и наружу канавок. В последнем случае один или более или все наклоненные наружу участки канавок могут быть выполнены между соответствующим участками наклоненных внутрь канавок и передним концом зажимного патрона. Альтернативно, участки наклоненных внутрь и наружу канавок могут быть полностью отделены друг от друга.

[20] Без увязывания с теорией, считается, что небольшое уменьшение площади сечения, такое как определенное выше, и/или наличие части оконечностей серповидной формы участков наклонных канавок может обеспечивать потенциально предпочтительное дисперсионное разбрызгивание на охлаждаемом инструменте. Аналогично, без увязывания с теорией, считается, что обеспечение площади сечения с достаточным радиальным размером, такое как определенное выше и/или наличие центральной части серповидной формы участка наклонной канавки может обеспечивать предпочтительную струю смазочно-охлаждающей жидкости на охлаждаемом инструменте. Как следствие, обнаружено, что некоторые формы наклонных участков канавок, определенные выше, обеспечивают оба, разбрызгивание и поток смазочно-охлаждающей жидкости на инструменте, что считается предпочтительным.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[21] Для лучшего понимания объекта изобретения настоящей заявки, и показа его возможного практического осуществления даются прилагаемые чертежи, на которых показано следующее.

На фиг. 1 показан вид в перспективе зажимного патрона согласно объекту изобретения настоящей заявки.

На фиг. 2А показан вид с торца переднего конца зажимного патрона фиг. 1.

На фиг. 2В показано сечение по линии IIB-IIB фиг. 2А.

На фиг. 3А показан с увеличением обведенный окружностью участок, обозначенный, как IIIA на фиг. 2А.

На фиг. 3В показан с увеличением участок, обозначенный, как IIIB на фиг. 2В.

На фиг. 3С показана с увеличением схема участка наклонной канавки фиг. 3А, вместе с участками смежных частей поверхности для опирания хвостовика 24.

На фиг. 4 показан вид сечения зажимного патрона фиг. 2В, дополнительно включающий в себя заранее настроенный винт, и инструмент, причем схематично показан узел, механически обрабатывающий заготовку с потоком смазочно-охлаждающей жидкости.

На фиг. 5А показан с увеличением участок другого зажимного патрона согласно объекту изобретения настоящей заявки, данный вид является аналогичным виду фиг. 3А.

На фиг. 5В показан вид сбоку и части в виде сечения по линии VB-VB зажимного патрона фиг. 5А.

На фиг. 5С показан с увеличением участок, обозначенный, как VC на фиг. 5В.

На фиг. 6 показан вид разобранного другого зажимного патрона и держателя инструмента согласно объекту изобретения настоящей заявки.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[22] Делается ссылка на фиг. 1-2В, которые иллюстрируют вращающийся зажимной патрон 10, выполненный для вращения вокруг оси AR вращения.

[23] Вращающийся зажимной патрон 10 может содержать противоположные передний и задний концы 12, 14 зажимного патрона.

[24] Вращающийся зажимной патрон 10 может также содержать посадочное отверстие 16 под хвостовик, открывающийся на переднем конце зажимного патрона 12 и проходящий назад от него.

[25] Посадочное отверстие 16 под хвостовик может быть образовано проходящей по окружности поверхностью 18 отверстия.

[26] Посадочное отверстие 16 под хвостовик может иметь осевую линию A_B отверстия, которая может быть соосной с осью A_R вращения.

[27] Осевая линия A_B отверстия проходит через центр посадочного отверстия 16 под хвостовик и образует направления D_F, D_R, вперед и назад.

[28] Посадочное отверстие 16 под хвостовик может также содержать передний конец 20 отверстия вблизи переднего конца зажимного патрона 12 и задний конец 22 отверстия сзади от переднего конца 20 отверстия.

[29] Поверхность 18 отверстия может содержать одну или больше частей 24 поверхности для опирания хвостовика, задающих диаметр D_B отверстия (фиг. 3А).

[30] Поверхность 18 отверстия может также содержать систему 26 канавок, заглубленных в посадочном отверстии 16 под хвостовик больше, чем одна или больше частей 24 поверхности для опирания хвостовика.

[31] Система 26 канавок образует путь 28 потока (фиг. 4) в сообщении по текучей среде с передним и задним концами 20, 22 отверстия.

[32] Система 26 канавок может содержать кольцевую впускную канавку 30 на заднем конце 22 отверстия.

[33] Система 26 канавок содержит один или больше наклонных участков 32 канавок, открытых и наклоненных внутрь к переднему концу зажимного патрона 12. В настоящем примере, показанном лучше всего на фиг. 3А, имеются шесть разнесенных с равными интервалами по окружности наклонных участков 32 канавок (позиции 32А, 32В, 32С, 32D, 32Е, 32F).

[34] Наклонение может иметь угол α наклона (фиг. 3В) относительно направления вперед. В данном примере угол α наклона каждого из наклонных участков составляет 10°.

[35] Система 26 канавок также содержит промежуточные канавки 36.

[36] Промежуточные канавки 36 могут содержать один или больше продольных участков 38 канавок, проходящих параллельно центральной осевой линии A_B отверстия, и кольцевую выходную канавку 40.

[37] Как видно в сечении фиг. 3В, кольцевая выходная канавка 40 может выступать радиально наружу от наклонных участков 32 канавок и продольных участков 38 канавок.

[38] В настоящем примере, имеются три разнесенных с равными интервалами по окружности продольных участка 38 канавок (позиции 38А, 38В, 38С).

[39] Каждый продольной участок канавок может иметь постоянную площадь сечения. Для разъяснения, в данном примере каждый из продольных участков 38 канавок (позиции 38А, 38В, 38С) имеет идентичную конструкцию, включающую в себя признак постоянной площади сечения. Соответственно, из показанного на фиг. 2В должно быть понятно, что имеется вид сбоку и спереди первого и второго продольных участков 38А, 38В канавок, которые должны быть одинаковыми, если на любой продольной участок канавки смотреть с двух точек. Как показано, каждое сечение продольных участков 38А, 38В канавок является постоянным от кольцевой впускной канавки 34 до кольцевой выходной канавки 40.

[40] Поскольку каждый наклонный участок 32 канавки в настоящем примере имеет идентичную конструкцию, только первый и второй наклонные участки 32А, 32В канавок должны быть описаны подробно, с одинаковыми ссылочными позициями для каждой части элемента, общей для идентичных наклонных участков канавок.

[41] Как показано на фиг. 3А-3С, первый наклонный участок 32А канавки находится в соединении по текучей среде с кольцевой выходной канавкой 40, но что отсутствует продольной участок канавки, проходящий в направление D_R от него.

[42] Также показано, что на переднем конце зажимного патрона 12, первый наклонный участок 32А канавки имеет дугообразную кромку 42А, которая открывается во внутреннем направлении D_I, т.е. в отверстие. Должно быть понятно, что хотя это не показано, продольные участки 38 канавок могут также иметь дугообразную кромку, которая открывается во внутреннем направлении D_I. Предпочтительно, но не обязательно, перпендикулярно осевой линии A_B отверстия (например, фиг. 3), должно быть понятно, что дугообразные кромки наклонных участков канавок могут быть уже дугообразной кромки продольных участков 38 канавок. В любом случае, обе могут быть дугообразными кромками, которые можно просто и эффективно изготовить фрезерованием (например, перемещая цельную торцевую фрезу, ориентированную наклонно к осевой линии A_B отверстия, вдоль пути параллельного осевой линии A_B отверстия).

[43] Вообще говоря, для целей описания и формулы изобретения ссылки на площадь сечения участков системы канавок, таких как наклонные участки канавки, подлежат ограничению хвостовиком инструмента, имеющим диаметр, соответствующий диаметру отверстия. Даже без хвостовика инструмента, показанного на фиг. 3А, должно быть понятно, что такое ограничение может также налагать воображаемая дуга продолжения частей 24 поверхности для опирания хвостовика.

[44] Например, серповидная форма площади 42В сечения (также называется выпускной площадью О_A) первого наклонного участка 32А канавки, на виде с торца показанном на фиг. 3А и 3С, ограничена дугообразной кромкой 42А и воображаемой дугой 42С продолжения, которая, аналогично частям 24 поверхности для опирания хвостовика, проходит по диаметру D_B отверстия. Воображаемая дуга 42С продолжения представляет границу первого наклонного участка 32А канавки, а также площадь 42В его сечения на переднем конце зажимного патрона 12, когда хвостовик инструмента (фиг. 4) вставлен в посадочное отверстие 16 под хвостовик.

[45] На центральной площади 42D площади 42В сечения первый наклонный участок 32А канавки имеет максимальный (т.е. самый большой) радиальный размер D_MR. Площади 42Е, 42F сечения оконечностей могут располагаться на каждом из концов, и в данном примере с обеих сторон от центра 42D. Каждая площадь сечения оконечности уменьшается с увеличением расстояния от центра 42D. Например радиальные размеры D_E1, D_E2 первой и второй оконечности меньше максимального радиального размера D_MR.

[46] Как показано на фиг. 3А, второй наклонный участок 32В канавки может иметь радиус R_S кривой, образующий воображаемую окружность I_C. Выпускная площадь О_A может быть образована между наклонным участком 32В канавки, или более точно для показанного примера формы, ее дугообразной кромкой 42А, и воображаемой дугой 42С продолжения. Выпускная площадь в данном примере составляет около 6% площадь С_A круга.

[47] В показанном на фиг. 3В отмечено, что наклонные участки 32 канавок имеют площадь сечения, уменьшающуюся с приближением к переднему концу зажимного патрона 12. Например на точке 44А участок 32А канавки шире, чем на точке 44В.

[48] Как также показано на фиг. 3В, один или больше наклонных участков канавок (например, наклонный участок 32А канавки) может быть не коллинеарным со всеми продольными участками канавок в аксиальном направлении.

[49] Также на фиг. 4 инструмент 46, например, цельная торцевая фреза показан схематично выполняющим механическую обработку заготовки 48, например, выполненной из инконеля.

[50] Инструмент 46 имеет хвостовик 47 с диаметром, соответствующим диаметру D_B отверстия.

[51] Инструмент 46 упирается в заранее настроенный винт 50, который определяет его аксиальное положение.

[52] Во время работы смазочно-охлаждающая жидкость 52 проходит по следующему пути 28 потока: от участка вращающегося зажимного патрона 10, который расположен сзади посадочного отверстия 16 под хвостовик, первый участок пути 28А потока проходит в посадочное отверстие 16 под хвостовик и, конкретнее, кольцевую впускную канавку 34; из кольцевой впускной канавки 34 второй участок пути 28 В потока продолжается в продольные участки 38 канавок; из продольных участков 38 канавок третий участок пути 28С потока продолжается в кольцевую выходную канавку 40; и из кольцевой выходной канавки 40 четвертый участок пути 28D потока продолжается в наклонные участки 32 канавок.

[53] Из наклонных участков 32 канавок, смазочно-охлаждающая жидкость 52 поступает на инструмент 46 в виде одного или больше потоков 52А, которые продолжаются вдоль длины инструмента 46, и также выполняется и схематично показано точками дисперсионное разбрызгивание 52В.

[54] На фиг. 5А-5С показан другой вращающийся зажимной патрон 100, выполненный для вращении вокруг оси AR вращения.

[55] Вращающийся зажимной патрон 100 можно считать имеющим все признаки зажимного патрона 10, описанного выше, с отличием, в основном, в том, что система 126 канавок содержит один или больше наклоненных наружу участков 102 канавок (позиции 102А, 102В, 102С, 102D, 102Е, 102F) открытых и имеющих наклон наружу к переднему концу 112 зажимного патрона.

[56] Каждый наклоненный внутрь участок 102 канавки может быть наклонен под углом наклона β относительно направления вперед. В данном примере угол β наклона каждого из наклонных участков составляет 25°.

[57] В результате обнаружено, что наклоненные внутрь участки 132 канавки обеспечивают поток смазочно-охлаждающей жидкости, схематично показанный стрелкой 104 на инструменте, а дополнительный, но наклоненный наружу участок 102 канавки может обеспечивать дополнительный поток смазочно-охлаждающей жидкости, схематично показанный стрелкой 106 для содействия удалению стружки.

[58] Наклоненные наружу участки 102 канавки могут быть выполнены между наклоненными внутрь участками 132 канавки и передним концом 112 зажимного патрона.

[59] Альтернативно наклоненные внутрь и наружу участки канавки могут быть расположены отдельно (т.е. с чередованием по окружности, например, с наклоненными внутрь участками 32 канавки, представленными на фиг. 1-4). Должно быть понятно, что может существовать любая комбинация наклонных участков канавок (например, объединенных, отдельных и в любом требуемом количестве, по желанию).

[60] Как показано на фиг. 6, имеется зажимной патрон 200 и держатель 202 инструмента, выполненный с возможностью удержания зажимного патрона 200.

[61] Зажимной патрон 200 является зажимным патроном такого типа, который отличается от описанных выше зажимных патронов 10, 100, поскольку выполнен с возможностью удержания держателем 202 инструмента, который в свою очередь удерживается станком с ЧПУ (не показано), а не с возможностью удержания напрямую станком с ЧПУ.

[62] Зажимной патрон 200 отличается в основном от известного зажимного патрона (и является аналогичным описанным выше зажимным патронам 10, 100) тем, что содержит один или больше наклонных участков 232 канавок на своем переднем конце 212 зажимного патрона. Должно быть понятно, что наклонные участки 232 канавок могут относиться к любому типу, описанному выше (наклоненным внутрь, наклоненным наружу или комбинацией наклоненных внутрь и наружу).

[63] Можно понять, что модификация известного зажимного патрона с простым обеспечением наклонных участков канавок (например, посредством непродолжительной операции фрезерования) на конце системы канавок может являться предпочтительной.

[64] В значительной мере, такие наклонные канавки можно обеспечивать даже на патроне 200, который содержит продольные участки 238 канавок, которые проходят от поверхности его отверстия 218 до его наружной поверхности 204 (т.е. продольные участки 238 канавки открываются к обеим, поверхности 218 отверстия и наружной поверхности 204). Данное является возможным, поскольку внутренняя поверхность 206 отверстия 208 держателя 202 инструмента уплотняет продольные участки канавки.

[65] Приведенное выше описание включает в себя являющиеся примером варианты осуществления и детали и не исключает вариантов осуществления и деталей, не приведенных в качестве примеров, из объема формулы изобретения настоящей заявки.

Вращающийся зажимной патрон включает систему канавок смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), выполненных за одно целое на всем протяжении посадочного отверстия под хвостовик. Система канавок образует путь потока в сообщении по текучей среде с передним и задним концами отверстия и включает один или больше наклонных участков канавок, открытых на переднем конце вращающегося зажимного патрона и наклоненных к нему. Достигается улучшение охлаждения режущих инструментов. 19 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Вращающийся зажимной патрон, содержащий:

передний конец и

посадочное отверстие под хвостовик, открытое к переднему концу, проходящее назад от него, образованное проходящей по окружности поверхностью отверстия и имеющее осевую линию отверстия, проходящую через центр посадочного отверстия под хвостовик и определяющую направления вперед и назад, и передний конец отверстия вблизи переднего конца зажимного патрона и задний конец отверстия сзади от переднего конца отверстия,

при этом поверхность отверстия содержит одну или больше частей поверхности для опирания хвостовика, задающих диаметр отверстия, и систему канавок, заглубленных в посадочное отверстие под хвостовик на большее расстояние от центральной осевой линии отверстия, чем указанные одна или более части поверхности для опирания хвостовика,

при этом система канавок образует путь потока в сообщении по текучей среде с передним и задним концами отверстия и содержит:

кольцевую впускную канавку на заднем конце отверстия,

один или более наклонных участков канавок, открытых и наклоненных внутрь к переднему концу зажимного патрона, и

одну или более промежуточных канавок, соединяющих кольцевую впускную канавку и указанные один или более наклонных участков канавок и открытых только внутрь к поверхности отверстия или открытых как к поверхности отверстия, так и к наружной поверхности вращающегося зажимного патрона,

причем посадочное отверстие под хвостовик, включающее систему канавок, образовано на участке вращающегося зажимного патрона, имеющего неразъемную унитарную конструкцию.

2. Патрон по п. 1, в котором каждый из указанных одного или более наклонных участков канавок наклонен под углом α наклона относительно направления вперед,

причем угол α наклона имеет величину в пределах: 2°≤α≤20°.

3. Патрон по п. 2, в котором угол α наклона имеет величину в пределах: 4°≤α≤12°.

4. Патрон по п. 1, в котором указанные один или более наклонных участков канавок выполнены в виде множества наклонных участков канавок, причем

угол α наклона каждого из наклонных участков канавок выполнен одинаковым.

5. Патрон по п. 1, в котором указанные одна или более промежуточных канавок включают один или более продольных участков канавок, проходящих параллельно центральной осевой линии отверстия.

6. Патрон по п. 5, в котором система канавок содержит больше наклонных участков канавок, чем продольных участков канавок.

7. Патрон по п. 5, в котором каждый продольный участок канавки имеет постоянную площадь сечения перпендикулярно осевой линии отверстия.

8. Патрон по п. 1, в котором указанные одна или более промежуточные канавки дополнительно содержат кольцевую выходную канавку на переднем конце отверстия в сообщении по текучей среде с наклонными участками канавок.

9. Патрон по п. 8, в котором указанные одна или более промежуточные канавки дополнительно содержат один или более продольных участков канавок, при этом

кольцевая выходная канавка выполнена в сообщении по текучей среде с указанными одним или более продольными участками канавок.

10. Патрон по п. 9, в котором система канавок содержит больше наклонных участков канавок, чем продольных участков канавок.

11. Патрон по п. 1, в котором каждый наклонный участок канавки имеет площадь сечения, перпендикулярного к осевой линии отверстия, уменьшающуюся с приближением к переднему концу зажимного патрона.

12. Патрон по п. 1, в котором на виде с торца переднего конца зажимного патрона по меньшей мере один наклонный участок канавки имеет серповидную форму.

13. Патрон по п. 1, в котором на переднем конце по меньшей мере один из наклонных участков канавок имеет центральную область поперечного сечения с максимальным радиальным размером и по меньшей мере одну область поперечного сечения оконечности, смежную с центральной областью поперечного сечения, в которой радиальный размер уменьшается с увеличением расстояния от центральной области поперечного сечения.

14. Патрон по п. 1, в котором на виде с торца переднего конца зажимного патрона максимальный радиальный размер D_MR по меньшей мере одного из наклонных участков канавок имеет величину в пределах, удовлетворяющих условию: 0,1 мм≤D_MR≤0,9 мм.

15. Патрон по п. 14, в котором максимальный радиальный размер D_MR по меньшей мере одного наклонного участка канавки имеет величину в пределах, удовлетворяющих условию: 0,1 мм≤D_MR≤0,5 мм.

16. Патрон по п. 1, в котором на виде с торца переднего конца зажимного патрона максимальный радиальный размер D_MR каждого наклонного участка канавок из указанных одного или более наклонных участков канавок имеет величину в пределах, удовлетворяющих условию: 0,1 мм≤D_MR≤0,9 мм.

17. Патрон по п. 16, в котором максимальный радиальный размер D_MR каждого наклонного участка канавки из указанных одного или более наклонных участков канавок имеет величину в пределах, удовлетворяющих условию: 0,1 мм≤D_MR≤0,5 мм.

18. Патрон по п. 1, в котором на переднем конце каждый наклонный участок канавки имеет радиус кривой, образующий воображаемый круг и выпускную площадь, образованную между наклонным участком канавки и воображаемой дугой продолжения частей поверхности для опирания хвостовика, при этом

выпускная площадь составляет меньше 20% площади воображаемого круга.

19. Патрон по п. 18, в котором выпускная площадь составляет меньше 10% указанной площади круга.

20. Патрон по п. 1, дополнительно содержащий один или более наклоненных внутрь и наружу участков канавок, выполненных либо между одним из наклонных участков канавок, открытых и наклоненных внутрь к переднему концу зажимного патрона, и передним концом, либо выполненных отдельно от наклоненных внутрь участков канавок.