RU209971U1 - Металлообрабатывающий инструмент с внутренним охлаждением - Google Patents
Металлообрабатывающий инструмент с внутренним охлаждением Download PDFInfo
- Publication number
- RU209971U1 RU209971U1 RU2021126801U RU2021126801U RU209971U1 RU 209971 U1 RU209971 U1 RU 209971U1 RU 2021126801 U RU2021126801 U RU 2021126801U RU 2021126801 U RU2021126801 U RU 2021126801U RU 209971 U1 RU209971 U1 RU 209971U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tube
- heat
- fitting
- conducting
- holder
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
- B23B27/10—Cutting tools with special provision for cooling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
Abstract
Предлагаемая полезная модель относится к области машиностроения, в частности к обработке резанием на токарных станках. Инструмент предназначен для обработки резанием на токарных станках и содержит полую державку, установленный в ее головке рабочий элемент и взаимодействующую с ним теплопроводную вставку, штуцер подвода сжатого воздуха, установленный на торце державки, противоположном головке, трубку, размещенную с зазором в полости державки вдоль нее, закрепленную на торце штуцера соосно с его осевым отверстием, причем внутренняя поверхность полости снабжена теплопроводящим покрытием, соединенным с теплопроводной вставкой, а на штуцере вокруг осевого отверстия с возможностью соединения упомянутого зазора с атмосферой выполнены дополнительные отверстия. На конце трубки, противоположном штуцеру, параллельно ее оси расположены теплопроводящие выступы, соединяющие наружную поверхность конца трубки с покрытием, соосно с трубкой на ее конце установлено сопло Лаваля, а внутренняя поверхность трубки выполнена в виде конуса с наибольшим диаметром в плоскости торца штуцера и наименьшим диаметром в плоскости начала сопла Лаваля. Достигается расширение диапазона температур, снижаемых инструментом при его эксплуатации и повышение его надежности, что является следствием повышения стойкости. 3 ил.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к области машиностроения, в частности к обработке резанием на токарных станках.
В настоящее время инструменты, аналогичные предлагаемым, известны. К ним относится, например, инструменты с внутренним охлаждением, такие как защищенные Авторскими свидетельствами СССР №1230799 и №1393533. В первом из них описывается предложенный авторами Гуном Г.С., Гункиным Ю.Г., Огарковым Н.Н. и Соколовым В.Е. инструмент, содержащий державку и режущую пластину, к которой через распределительную камеру и параллельные отверстия, открытые к пластине, извне подается охлаждающая жидкость. Настройка инструмента на требуемый режим охлаждения осуществляется с помощью шайбы, через которую жидкость подается к распределительной камере. При изменении режима эксплуатации инструмента (режима резания) шайбу приходится заменять, для чего инструмент нужно разбирать. Это приводит к снижению производительности металлообработки, а потом нерационально. Второй аналог, разработанный М.М. Соколовым и В.Н. Коцаренко, для перенастройки разбирать не требуется, но он тоже имеет существенные недостатки. Он содержит полую державку, частично заполненную охлаждающей жидкостью, и холодильник, соединенный через низкотеплопроводящую вставку с полостью державки. При работе инструмента тепло отводится к холодильнику путем образования в полости державки пара и конденсации его при прохождении через вставку в холодильник. Пока жидкость в полости державки вся не испариться, инструмент охлаждается более или менее, приемлемо, хотя и не всегда достаточно эффективно. Но когда парообразование прекращается, охлаждение инструмента происходить практически перестает.
Более эффективно теплоотвод от рабочего элемента (пластины) инструмента в процессе эксплуатации последнего происходит в инструменте, разработанном А.Н. Резниковым, Н.И. Живоглядовым и В.И. Живоглядовым, защищенном Авторским свидетельством СССР №1426750.
Этот металлообрабатывающий инструмент с охлаждением, насколько можно судить из его описания, формулы изобретения и рисунков, содержит полую державку, установленный на ее головку рабочий элемент и размещенную в ее полости биметаллическую теплопроводную вставку, взаимодействующую (соприкасающуюся) с рабочим элементом. Вставка выполнена в виде эллиптического кольца, продольная ось которого параллельна рабочему элементу. Полость в державке частично заполнена жидкостью и выполняет функции тепловой трубы, соединенной с холодильником-радиатором. При нагревании жидкости в тепловой трубе образуется пар, который поступает в холодильник-радиатор, отдает ему тепловую энергию и выходит из державки наружу. В зависимости от режимов резания и температуры нагрева рабочего элемента инструмента биметаллическое кольцо деформируется по-разному, его теплопроводность изменяется, парообразование в тепловой трубе также меняется, и процесс охлаждения рабочего элемента регулируется. Происходит это более точно, чем при работе других инструментов-аналогов. Тем не менее, «более точно», не означает «достаточно точно». Данное устройство обладает невысокой чувствительностью к малым колебаниям температуры рабочего элемента, низким быстродействием, а потому - недостаточно надежно обеспечивает снижение температур инструмента в широком диапазоне последних.
Наряду с описанным инструментом, существует инструмент с внутренним охлаждением, более надежный и быстродействующий, чем перечисленные выше аналоги, к тому же работающий в более широком диапазоне температур. Это защищенный патентом РФ №204216 на полезную модель «Металлообрабатывающий элемент с охлаждением» авторов Я.Л. Либермана, С.В. Лукинских и А.В. Смирнова с приоритетом от 28.02.2020. Этот инструмент, принятый нами за прототип, так же как инструмент, защищенный авторским свидетельством СССР №1426750, содержит полую державку и установленный в ее головке рабочий элемент и взаимодействующую с ним теплопроводную вставку, но отличается от инструмента по авторскому свидетельству №1426750 тем, что державка снабжена штуцером подвода сжатого воздуха, установленным на ее торце, противоположном головке, трубкой, размещенной с зазором в полости державки вдоль нее, закрепленной на торце штуцера соосно с его осевым отверстием, внутренняя поверхность полости снабжена теплопроводящим покрытием, соединенным с теплопроводной вставкой, при этом на штуцере вокруг осевого отверстия с возможностью соединения зазора с атмосферой выполнены дополнительные отверстия.
Инструмент прототип обладает более высокой надежностью и быстродействием, работает в более широком диапазоне температур, чем аналоги, но не всегда снижает температуру режущей кромки и вершины резца до достаточно низких температур. Как показал эксперимент (см. статью Либермана Я.Л. и др «Исследование влияния конструкции токарного резца на отвод тепловой энергии из зоны резания // Промышленное производство и металлургия, УрФУ, 2020) при тепловой нагрузке 17 Ватт, вызывающий нагрев вершины резца до 1037°С, он обеспечивает снижение температуры на 246°С, а это зачастую бывает мало.
Недостаточное снижение температуры при резании является проблемой, которую и призвана решить предлагаемая полезная модель.
Технически предлагаемое решение проблемы достигается за счет того, что металлообрабатывающий инструмент с внутренним охлаждением, содержащий полую державку, установленный в ее головке рабочий элемент и взаимодействующую с ним теплопроводную вставку, штуцер подвода сжатого воздуха, установленный на торце державки, противоположном головке, трубку, размещенную с зазором в полости державки вдоль нее, закрепленную на торце штуцера соосно с его осевым отверстием, причем внутренняя поверхность полости снабжена теплопроводящим покрытием, соединенным с теплопроводной вставкой, а на штуцере вокруг осевого отверстия с возможностью соединения зазора с атмосферой выполнены дополнительные отверстия, отличается от прототипа тем, что на конце трубки, противоположном штуцеру параллельно ее оси расположены теплопроводящие выступы, соединяющие наружную поверхность конца трубки с покрытием, соосно с трубкой на ее конце установлено сопло Лаваля, а внутренняя поверхность трубки выполнена в виде конуса с наибольшим диаметром в плоскости торца штуцера и наименьшим диаметром в плоскости начала сопла Лаваля.
На фиг. 1 показан продольный разрез предлагаемого инструмента, на фиг. 2 - продольный разрез конца трубки с соплом Лаваля, на фиг. 3 - вид А на конец трубки.
Металлообрабатывающий инструмент с внутренним охлаждением, содержит полую державку 1, установленный в ее головке рабочий элемент 2 и взаимодействующую с ним теплопроводную вставку 3, штуцер подвода сжатого воздуха 4, установленный на торце державки 1, противоположном головке, трубку 5, размещенную с зазором в полости державки вдоль нее, закрепленную на торце штуцера соосно с его осевым отверстием, причем внутренняя поверхность полости снабжена теплопроводящим покрытием 6, соединенным с теплопроводной вставкой 3, а на штуцере 4 вокруг осевого отверстия с возможностью соединения зазора с атмосферой выполнены дополнительные отверстия 7. Кроме того, на конце трубки 5, противоположном штуцеру 4, параллельно ее оси расположены теплопроводящие выступы 8, соединяющие наружную поверхность конца трубки 5 с покрытием 6, соосно с трубкой 5 на ее конце установлено сопло Лаваля 9, а внутренняя поверхность трубки 10 выполнена в виде конуса с наибольшим диаметром в плоскости торца штуцера 4 и наименьшим диаметром в плоскости начала сопла Лаваля 9.
При использовании инструмента его закрепляют в инструментодержателе, а к штуцеру 4 подсоединяют шланг подачи сжатого воздуха с встроенным краном - регулятором. В процессе эксплуатации инструмента его рабочий элемент 2 нагревается, тепло от него через вставку 3 передается покрытию 6 и выходя в атмосферу через отверстия 7.
Размеры элементов предлагаемого инструмента могут быть разными. В экспериментальном образце инструмента они были таковы: размеры сечения державки - 38×38 мм, наружный диаметр покрытия - 28 мм, внутренний диаметр покрытия - 12 мм, длина полости державки (до конуса из-под сверла) - 126 мм, длина трубки - 125 мм, наибольший диаметр отверстия в трубке - 7 мм, наименьший диаметр трубки - 3,5 мм. Размеры сопла Лаваля: диаметр выходного участка - 3,5 мм, угол сужающейся обечайки - 40°, угол расширяющейся обечайки - 10,5°, диаметр входного участка - 3,8 мм. Размеры выступов на конце трубки: количество выступов - 6, ширина - 2,5 мм, длина -5 мм, диаметр окружности выступов - 12 мм.
При таких размерах инструмента и давлении воздуха 6 атмосфер температура вершины рабочего элемента снижается с 1035°С до 649°С - то есть на 366°С. Это на 120°С больше, чем обеспечивает прототип. Большее снижение температуры, чем в случае прототипа, происходит за счет того, что в конической трубке струя воздуха ускоряется, проходя через сопло Лаваля, ускоряется сильнее, а проходя между выступами на конце трубки, ускоряется еще больше. Это влечет за собой снижение температуры струи воздуха и улучшение теплоотвода от рабочего элемента инструмента. За счет соединения (контакта) выступов трубки с покрытием теплоотвод также улучшается.
Указанное снижение температуры является и повышением надежности инструмента, поскольку его стойкость зависит от температуры эксплуатации.
Claims (1)
- Металлообрабатывающий инструмент с внутренним охлаждением, содержащий полую державку, установленный в ее головке рабочий элемент и взаимодействующую с ним теплопроводную вставку, штуцер подвода сжатого воздуха, установленный на торце державки, противоположном головке, трубку, размещенную с зазором в полости державки вдоль нее, закрепленную на торце штуцера соосно с его осевым отверстием, причем внутренняя поверхность полости снабжена теплопроводящим покрытием, соединенным с теплопроводной вставкой, а на штуцере вокруг осевого отверстия с возможностью соединения упомянутого зазора с атмосферой выполнены дополнительные отверстия, отличающийся тем, что на конце трубки, противоположном штуцеру, параллельно ее оси расположены теплопроводящие выступы, соединяющие наружную поверхность конца трубки с покрытием, соосно с трубкой на ее конце установлено сопло Лаваля, а внутренняя поверхность трубки выполнена в виде конуса с наибольшим диаметром в плоскости торца штуцера и наименьшим диаметром в плоскости начала сопла Лаваля.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021126801U RU209971U1 (ru) | 2021-09-13 | 2021-09-13 | Металлообрабатывающий инструмент с внутренним охлаждением |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021126801U RU209971U1 (ru) | 2021-09-13 | 2021-09-13 | Металлообрабатывающий инструмент с внутренним охлаждением |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU209971U1 true RU209971U1 (ru) | 2022-03-24 |
Family
ID=80820583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021126801U RU209971U1 (ru) | 2021-09-13 | 2021-09-13 | Металлообрабатывающий инструмент с внутренним охлаждением |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU209971U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU213297U1 (ru) * | 2022-05-24 | 2022-09-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Металлообрабатывающий инструмент с охлаждением |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU286453A1 (ru) * | Резец-холодильник | |||
SU494226A2 (ru) * | 1973-04-27 | 1975-12-05 | Предприятие П/Я А-7885 | Резец-холодильник |
SU727329A1 (ru) * | 1978-10-03 | 1980-04-15 | Предприятие П/Я Г-4585 | Резец с внутренним охлаждением |
US7823487B2 (en) * | 2006-03-07 | 2010-11-02 | Ceratizit Austria Gesellschaft M.B.H. | Cutting tool |
RU204216U1 (ru) * | 2020-02-28 | 2021-05-14 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Металлообрабатывающий инструмент с охлаждением |
-
2021
- 2021-09-13 RU RU2021126801U patent/RU209971U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU286453A1 (ru) * | Резец-холодильник | |||
SU494226A2 (ru) * | 1973-04-27 | 1975-12-05 | Предприятие П/Я А-7885 | Резец-холодильник |
SU727329A1 (ru) * | 1978-10-03 | 1980-04-15 | Предприятие П/Я Г-4585 | Резец с внутренним охлаждением |
US7823487B2 (en) * | 2006-03-07 | 2010-11-02 | Ceratizit Austria Gesellschaft M.B.H. | Cutting tool |
RU204216U1 (ru) * | 2020-02-28 | 2021-05-14 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Металлообрабатывающий инструмент с охлаждением |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU213297U1 (ru) * | 2022-05-24 | 2022-09-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Металлообрабатывающий инструмент с охлаждением |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3971114A (en) | Machine tool having internally routed cryogenic fluid for cooling interface between cutting edge of tool and workpiece | |
JP6574085B2 (ja) | 工具組立体及び工具組立体のための工具容器 | |
US8777529B2 (en) | Mechanism for delivering cryogenic coolant to a rotating tool | |
KR870009116A (ko) | 개스터빈 연소기 | |
CN106061621B (zh) | 用于喷嘴的冷却设备和具有用于热力喷射的冷却设备的喷嘴装置 | |
GB2457807A (en) | Fuel Injector Feed Arm with Central Secondary Fuel Flow Passage | |
JP2009528923A (ja) | 切削工具 | |
RU209971U1 (ru) | Металлообрабатывающий инструмент с внутренним охлаждением | |
US6619568B2 (en) | Material dispersing device and method | |
RU199706U1 (ru) | Устройство для подачи смазывающих технологических сред | |
CN107716953B (zh) | 一种内嵌冷风装置的超高速电主轴 | |
RU204216U1 (ru) | Металлообрабатывающий инструмент с охлаждением | |
CN102980790B (zh) | 高温喷丸的试验装置及方法 | |
RU213297U1 (ru) | Металлообрабатывающий инструмент с охлаждением | |
RU2734314C1 (ru) | Устройство для подачи смазывающей технологической среды | |
RU200934U1 (ru) | Устройство для подачи смазывающих технологических сред | |
JP2017001025A (ja) | 流体材料を噴射するための噴射カートリッジ、及び、その関連方法 | |
RU2328676C1 (ru) | Вихревая распылительная сушилка для дисперсных материалов | |
GB2320319A (en) | Fluid mixing | |
US2508788A (en) | Thermostatically controlled atomizing nozzle | |
KR960700436A (ko) | 와류관내 열역학적 과정을 제어하는 방법, 이 방법을 실행하기 위한 와류관 및 그 응용 | |
JPH0460323A (ja) | ボルテックスチューブ | |
RU2637588C1 (ru) | Вихревая распылительная сушилка для дисперсных материалов | |
JP2006057894A (ja) | 加圧熱水を噴霧する排ガス減温装置用の沸騰微粒化ノズルとこれを用いた加圧熱水の噴霧方法 | |
RU2429411C2 (ru) | Способ распыления жидкого топлива центробежной форсункой (варианты), форсунка центробежная (варианты), горелка жидкотопливная |