RU2230647C1 - Способ охлаждения зоны резания - Google Patents
Способ охлаждения зоны резания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2230647C1 RU2230647C1 RU2002132811/02A RU2002132811A RU2230647C1 RU 2230647 C1 RU2230647 C1 RU 2230647C1 RU 2002132811/02 A RU2002132811/02 A RU 2002132811/02A RU 2002132811 A RU2002132811 A RU 2002132811A RU 2230647 C1 RU2230647 C1 RU 2230647C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cutting
- gaseous
- cutting fluid
- ionizer
- cooling
- Prior art date
Links
Landscapes
- Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам обработки материалов резанием и может быть использовано для охлаждения зоны резания. Способ включает подачу в зону резания обработанной в ионизаторе в поле электрического разряда газообразной смазочно-охлаждающей среды под давлением не менее 0,04 атм и формирование из нее по меньшей мере одной струи. Длину струи на выходе из ионизатора устанавливают меньше тридцати ее диаметров. При этом необходимое количество струй выбирают из приведенного условия в зависимости от мощности резания и значения мощности, приходящейся на одну струю газообразной смазочно-охлаждающей среды, при котором стойкость режущего инструмента не ниже, чем при применении смазочно-охлаждающей жидкости. Использование изобретения ведет к повышению эффективности охлаждения зоны резания за счет увеличения площади охлаждения зоны резания и обеспечению повышенной изностойкости режущего инструмента. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к способам обработки материалов резанием, а именно к способу охлаждения зоны резания.
Известен способ охлаждения зоны резания, при котором газообразную смазочно-охлаждающую среду подают в зону резания через ионизатор с электрическим коронным разрядом. Под действием электрического поля электрического коронного разряда происходит ионизация и озонирование смазочно-охлаждающей среды. Ионизированный и озонированный поток смазочно-охлаждающей среды подается в зону резания со скоростью, не менее скорости резания. Для возбуждения коронного разряда используют регулируемый электрический ток. Величину тока изменяют в соответствии с изменением скорости подачи газообразной смазочно-охлаждающей среды, что позволяет регулировать физико-химические параметры газообразной смазочно-охлаждающей среды. В результате окисная пленка, образуемая на взаимодействующих поверхностях обрабатываемого материала и режущего инструмента, имеет достаточную и равномерную толщину, а также происходит эффективный отвод тепла из зоны резания. (RU №2037388, кл. В 23 Q 11/10, 1995 г.).
Однако такой способ не может обеспечить достаточной размерной стойкости инструмента.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ охлаждения зоны резания, при котором в зону резания подают газообразную смазочно-охлаждающую среду, обработанную в ионизаторе в поле коронного разряда, причем смазочно-охлаждающую среду подают в ионизатор под давлением не менее 0,04 атм и формируют из газообразной смазочно-охлаждающей среды струю, длину которой устанавливают меньше 30 ее диаметров на выходе из ионизатора. (RU №2125929, кл. В 23 Q 11/10, 1995 г.).
Техническим результатом заявленного способа является повышение эффективности охлаждения зоны резания за счет увеличения площади охлаждения зоны резания и обеспечение повышенной износостойкости режущего инструмента..
Для достижения указанного технического результата в способе охлаждения зоны резания, при котором в зону резания подают газообразную смазочно-охлаждающую среду, обработанную в ионизаторе в поле электрического разряда, причем газообразную смазочно-охлаждающую среду подают под давлением не менее 0,04 атм и формируют из нее струю, длину которой устанавливают меньше 30 ее диаметров на выходе из ионизатора, согласно изобретению формируют N струй газообразной смазочно-охлаждающей среды, где N выбирают из соотношения
где N - количество струй;
Р - мощность резания в кВт;
К - значение мощности резания, приходящейся на одну струю газообразной смазочно-охлаждающей среды, при которой стойкость режущего инструмента не ниже, чем при применении смазочно-охлаждающей жидкости.
Причем значение К выбирают в диапазоне (0,2-3,5) кВт в зависимости от свойств обрабатываемого материала.
Предлагаемый способ охлаждения зоны резания может быть осуществлен с помощью устройства, изображенного на чертеже.
Устройство содержит по меньшей мере один ионизатор 1 любой конструкции с соплом для подачи газообразной смазочно-охлаждающей среды в виде сформированного потока струи 2 в зону резания на обрабатываемую деталь 3.
Из газообразной смазочно-охлаждающей среды формируют N струй 2, при этом N выбирают из указанного выше соотношения.
Состав и температура газообразной смазочно-охлаждающей среды выбираются из конкретных условий обработки.
Предлагаемый способ осуществляется с помощью вышеописанного устройства следующим образом.
При обработке резанием обрабатываемую деталь 3 приводят во вращение с заданной скоростью, подводят к ее поверхности режущий инструмент 4, и при их контакте и взаимной относительном перемещении производится обработка детали резанием. Скорость резания устанавливают в соответствии с выбранной технологией и изменяют ее в зависимости от материала заготовки и режущего инструмента, от типа используемого оборудования и так далее.
Корпус ионизатора 1 устанавливают вблизи зоны обработки детали 3 так, чтобы сформированная по меньшей мере одна струя 2 имела длину, не превышающую 30 ее диаметров.
Одновременно с обработкой детали в ионизатор 1 подают газообразную смазочно-охлаждающую среду под давлением не менее 0,04 атм, которое устанавливается с помощью стандартного регулятора давления (не показан). Обработанная известным образом в поле коронного разряда газообразная смазочно-охлаждающая среда формируется в N струй 2, которые выбирают из соотношения
где N - количество струй;
Р - мощность резания;
К - значение мощности резания, приходящейся на одну струю газообразной смазочно-охлаждающей среды, при которой стойкость режущего инструмента не ниже, чем при применении смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ).
Причем значение К выбирают в диапазоне от 0,2 до 3,5 кВт в зависимости от свойств обрабатываемого материала:
нелегированные стали - 3,5 кВт;
низколегированные стали - 3,0 кВт;
высоколегированные стали - 2,5 кВт;
нержавеющие стали - 2,0 кВт;
титановые сплавы - 1,5 кВт;
жаропрочные сплавы на основе никеля - 1,0 кВт;
закаленные стали (HRC45) - 0,5 кВт;
закаленные стали (HRC60) - 0,2 кВт.
Сформированные струи 2 из газообразной смазочно-охлаждающей среды охлаждают режущий инструмент 4 и обрабатываемый материал детали 3, кроме того, ускоряют образование тонкой окисной пленки на поверхности обрабатываемого материала детали и режущего инструмента, которая служит смазкой и снижает тепловыделение в зоне резания.
После окончания процесса обработки резанием выводят режущий инструмент 4 из соприкосновения с деталью 3, выключают источник и прекращают подачу сжатого воздуха, выключают станок, снимают деталь и устанавливают на ее место следующую деталь. Далее процесс повторяется.
Вышеописанный способ обработки детали резанием позволил повысить размерную стойкость инструмента до 80 минут по сравнению с аналогичной обработкой детали по способу прототипу, которая составляла 40 минут.
Пример 1. Проводили точение детали из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т (К=2,0 кВт) твердосплавным (ВК8) режущим инструментом.
Установили скорость резания (v)=90 м/мин; подачу (s)=0,2 мм/об; глубину резания (t)=2,0 мм.
Мощность резания (Р) при использовании СОЖ (МР-4) составила 1,4 кВт.
Необходимое число струй (N):
то есть достаточно использовать 1 ионизатор для подачи одной сформированной струи газообразной СОС на обрабатываемую деталь.
Испытания показали, что стойкость инструмента (ВК 8) при этом увеличилась в 1,4 раза по сравнению с применением СОЖ.
Было установлено, что достижение вышеописанного результата возможно только при подаче в ионизатор смазочно-охлаждающей среды под давлением не менее 0,04 атм и установив длину каждой струи смазочно-охлаждающей среды меньше 30 ее диаметров на выходе из ионизатора.
Для возбуждения электрического разряда использовали силу электрического тока в 60 мкА. Диаметр D выходного отверстия сопла для подачи смазочно-охлаждающей среды составил 5 мм. В качестве смазочно-охлаждающей среды использовали сжатый воздух.
Пример 2. Проводили точение детали из нелегированной стали марки Ст.45 (К=3,5 кВт) твердосплавным (Т15К6) режущим инструментом.
а) Установили скорость резания (v)=65 м/мин; подачу (s)=0,35 мм/об; глубину резания (t)=2,0 мм.
Мощность резания (Р) как измеренная (произведение силы и скорости резания), так и рассчитанная по известным формулам (фирмы Sadvik Coromant) составила при использовании СОЖ (Аквол-6) 1,617 кВт.
Необходимое число струй (N):
то есть достаточно использовать один ионизатор для подачи одной сформированной струи газообразной СОС на обрабатываемую деталь.
Испытания показали, что при использовании одного ионизатора стойкость инструмента (твердый сплав - Т15К6) увеличилась в 1,6 раза по сравнению с СОЖ.
б) Установили скорость резания (v)=95 м/мин; подачу (s)=0,5 мм/об; глубину резания (t)=2,0 мм.
Мощность резания (Р) при использовании СОЖ (Укринол) составила 3,4 кВт.
Необходимое число струй (N):
то есть достаточно использовать также один ионизатор для подачи одной сформированной струи газообразной СОС на обрабатываемую деталь.
Испытания показали, что при этом стойкость инструмента (Т15К6) оказалась примерно равной стойкости при использовании СОЖ.
Пример 3. Проводили точение детали из титанового сплава марки ВТ2 (К=1,5 кВт) твердосплавным (ВК8) режущим инструментом.
Установили скорость резания (v)=138 м/мин; подачу (s)=0,31 мм/об; глубину резания (t)=1,5 мм.
Мощность резания (Р) при использовании СОЖ составила 1,76 кВт.
Необходимое число струй (N):
то есть необходимо использовать два ионизатора для подачи двух сформированных струй газообразной СОЖ на обрабатываемую деталь.
Испытания показали, что стойкость инструмента (ВК 8) при использовании двух ионизаторов увеличилась по сравнению с СОЖ в 1,8 раза.
Пример 4. Проводили точение детали из закаленной стали марки X12 (HRC60)(K=0,2 кВт) инструментом из керамики ВОК-60,
Установили скорость резания (v)=150 м/мин; подачу (s)=0,05 мм/об; глубину резания (t)=0,15 мм.
Мощность резания (Р) при традиционной технологии составила 0,1 кВт.
Необходимое число струй (N):
то есть достаточно использовать один ионизатор для подачи одной сформированной струи газообразной СОС на обрабатываемую деталь.
Испытания показали, что при использовании одного ионизатора стойкость инструмента увеличилась в 1,4 раза.
Из приведенных примеров видно, что при использовании способа охлаждения зоны резания, согласно изобретению, повышается эффективность охлаждения зоны резания за счет увеличения площади охлаждения зоны резания и одновременно повышается износостойкость режущего инструмента.
Claims (2)
1. Способ охлаждения зоны резания, включающий подачу в зону резания обработанной в ионизаторе в поле электрического разряда газообразной смазочно-охлаждающей среды под давлением не менее 0,04 атм и формирование из нее по меньшей мере одной струи, длину которой на выходе из ионизатора устанавливают меньше 30 ее диаметров, отличающийся тем, что количество N струй газообразной смазочно-охлаждающей среды выбирают из условия
где Р - мощность резания, кВт;
k - значение мощности резания, приходящейся на одну струю газообразной смазочно-охлаждающей среды, при которой стойкость режущего инструмента не ниже, чем при применении смазочно-охлаждающей жидкости, кВт.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что значение мощности резания k выбирают в зависимости от свойств обрабатываемого материала в диапазоне 0,2-3,5 кВт.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002132811/02A RU2230647C1 (ru) | 2002-12-06 | 2002-12-06 | Способ охлаждения зоны резания |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002132811/02A RU2230647C1 (ru) | 2002-12-06 | 2002-12-06 | Способ охлаждения зоны резания |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2230647C1 true RU2230647C1 (ru) | 2004-06-20 |
| RU2002132811A RU2002132811A (ru) | 2004-06-27 |
Family
ID=32846513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002132811/02A RU2230647C1 (ru) | 2002-12-06 | 2002-12-06 | Способ охлаждения зоны резания |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2230647C1 (ru) |
-
2002
- 2002-12-06 RU RU2002132811/02A patent/RU2230647C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mai et al. | Advantages of carbon nanotubes in electrical discharge machining | |
| Hashish | An investigation of milling with abrasive-waterjets | |
| Hung et al. | Using a helical micro-tool in micro-EDM combined with ultrasonic vibration for micro-hole machining | |
| Katahira et al. | Effect of atmospheric-pressure plasma jet on polycrystalline diamond micro-milling of silicon carbide | |
| TW434074B (en) | Controlled plasma arc cutting | |
| Banu et al. | Investigation of process parameters for stable micro dry wire electrical discharge machining | |
| Lee et al. | Machining of engineering ceramics by ultrasonic vibration assisted EDM method | |
| RU2230647C1 (ru) | Способ охлаждения зоны резания | |
| RU2125929C1 (ru) | Способ охлаждения зоны резания | |
| KR100826322B1 (ko) | 절단부 냉각 방법 | |
| Saini et al. | Electrochemical discharge machining process, variants and hybridization: A review | |
| RU2688967C1 (ru) | Способ охлаждения зоны резания заготовок из аустенитных сталей | |
| Zhu et al. | Effects of different electrode materials on high-speed electrical discharge machining of W9Mo3Cr4V | |
| Guo et al. | Improving energy utilization efficiency of electrical discharge milling in titanium alloys machining | |
| BG61559B1 (en) | Method and device for cooling the machining zone in materialcutting | |
| Singh et al. | Current developments in machining of titanium based alloys using wire EDM | |
| US8455783B2 (en) | Electro-erosion edge honing of cutting tools | |
| Rasheed et al. | Effect of electrode material in micro-electrical discharge machining of micro-holes drilled in shape memory alloys | |
| RU2524871C2 (ru) | Способ охлаждения и смазки режущих инструментов | |
| HU212532B (en) | Apparatus for machining workpieces by cutting | |
| Perla et al. | Micromachining | |
| RU9181U1 (ru) | Устройство для охлаждения зоны резания | |
| Brar | Optimization of machining parameters in dry EDM of EN31 steel | |
| Singh et al. | Electric discharge drilling with gas-assisted multi-hole slotted tool | |
| RU2287419C2 (ru) | Устройство для получения ионизированных и озонированных сотс |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081207 |