Сборный резец с внутренним охлаждением Советский патент 1982 года по МПК B23Q11/10 

(54) СБОРНЫЙ РЕЗЕЦ С ВНУТРЕННИМ ОХЛАЖДЕНИЕМ Изобретение относится к обработке металлов резанием с использованием смазочноохлаждающей жидкости (СРЖ) и может быть использовано, в частности, на станках токарной группы. Известен сборный резец с внутренним охлаждением, на корпусе которого установлен стружколоматель 1. Недостатки известного устройства - низкая эффективность охлаждения зоны контакта инструмента и детали, а также недостаточно эффективное удаление стружки. . Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения и стружкодробления. Эта цель достигается тем, что в сборном резце с внутренним охлаждением, на корпусе которого установлен стружколоматель, в стружколомателе выполнены канал и полость, образующие с передней поверхностью резца щель для подачи СОЖ в зону резания, в полости установлены введенные в резец электроды, расположенные таким образом, что образующийся канал электрического разряда в межэлектродном промежутке параллелен наружному сечению щели. щирина которой превышает межэлектродныи промежуток. На фиг. 1 изображен резец, вид в плане; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2. Резец содержит корпус 1, на котором установлен стружколом 2, который образует с передней гранью резца полость 3 и щель 4 в непосредственной близости от режушей кромки 5. Стружколом 2 закреплен на корпусе 1 резца болтом 6. В полости 3 установлены электроды 7 и 8, один из которых изолирован от массы станка фторопластовой втулкой 9. Электроды соединены с источником 10 импульсных электрических разрядов. В верхней части стружколома 2 выполнен канал 11 для подвода СОЖ. Важной особенностью устройства является то, что щирина щели 4 превыщает межэлектродный промежуток. Высота щели составляет не менее 0,2 ширины. Прямая, соединяющая заостренные концы электродов, между которыми образуются электрические разряды, параллельна передней поверхности резца и перпендикулярна потоку жидкости, проходятему через идель и, следовательно, параллельна наружному срезу щели. Резец работает следующим образом. СОЖ через канал 11 подается в полость 3, откуда через щель 4 она попадает в зону В, образуемую стружкой, передней гранью резца н стружколо1мом. При. подаче на электроды 7 и 8 с определенной частотой кратковременных (порядка десятка микро-секунд импульсов высокого напряжения от генератора, между электродами образуются электрические разряды. Искровые разряды создают в канале разряда высокотемпературную плазму с высоким давлением с последующим образованием ударной волны. Волна распространяется от канала разряда в виде зоны сжатия с крутым передним фронтом. Давление в канале разряда достигает порядка тысячи атмосфер. Учитывая, что канал разряда, являющийся линейным источником ударной волны, по размеру меньще щирины щели и расположен в непосредственной близости от зоны резания, а также благодаря тому, что фронт распространения волны параллелен щели, обеспечиваются минимальные потери энергии при прохождении волны от источника до зоны резания. Таки.м образом, искровые разряды обуславливают повыщенную приникающую способность СОЖ на контактирующие поверхности режущего инструмента и стружки, а также улучшенное стружкодробление. Для подтверждения эффективности предлагаемого устройства были проведены технологические испытания. На токарно-винторезном станке модели 16К20 с бесступенчатым регулированием скорости главного движения осуществлялось несвободное резание обрабатываемого материала - сталь 40 X, резцом из быстрорежущей стали марки Р18 со следующими геометрическими параметрами: главный задний угол о.8° вспомогательный задний угол передний угол У 0° главный угол в плане qi45° Бспо.адогательный угол в плане ср, 20° угол наклона главной режущей кромки А, 0°. Резание осуществлялось с подводом в зону резания масляной смазочно-охлаждающей жидкости марки И-5А. Генератором электрических разрядов была установка, состоящая из регулируемого трансформатора, трансформатора напряжения НОМ- 10-66, выпрямителя, батареи конденсаторов К75-15-25 кВ 0,5 мкф и воздущного разрядника. Влияние повыщения внещнего давления СОЖ на проникающую способность жидкости оценивалось по изменению составляющих сил резания. Изменение сил резания фиксировалось универсальным динамометром модели УДМ-600 конструкции ВНИИ, комплект и схема соединения которого соответствовали Инструкции по эксплуатации. Эксперимент проводился в следующем порядке. Вначале производилось точение с подачей в зону резания масла марки И-5А. Через несколько десятков секунд точения с СОЖ генерировались импульсные электрические разряды емкостью 0,33 мкф и частотой 20 Гц при напряжении 15 кВ в течение 1 мин. При этом составляющие силы резания снижались и наблюдалось увеличение степени дробления стружки. После этого подача импульсных разрядов прекращалась и составляющие силы резанияпостепенно повыщались до прежнего уровня. Таким образом, не прекращая резание, несколько раз производилось включение и отключение источника импульсных электрических разрядов. Наблюдалось повторяемое снижение значений составляющих сил резания при действии разрядов. Анализ результатов испытаний показал, что импульсные электрические разряды в СОЖ снижают значения составляющих сил резания на 25-30% и способствуют улучшению стружкодроблению, а также повыщению эффективности охлаждения зоны реза-ния. Формула изобретения Сборный резец с внутренним охлаждением, на корпусе которого установлен стружколоматель, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения и стружкодробления, в стружколомателе выполнены канал и полость, образующие с передней гранью резца щель для подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания, а в полости установлены введенные в резец электроды, расположенные таким образом, что образующийся канал электрического разряда в межэлектродном промежутке параллелен наружному сечению щели, ширина которой превыщает межэлектродный промежуток. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 319389, кл. В 23 В 27/10, 1970.