RU2240217C2

RU2240217C2 - Magnetic attachment

Info

Publication number: RU2240217C2
Application number: RU2003100208/02A
Authority: RU
Inventors: Ф.Ю. Свитковский (RU); Ф.Ю. Свитковский; Т.Н. Иванова (RU); Т.Н. Иванова; С.И. Люпа (RU); С.И. Люпа; М.Ф. Свитковский (RU); М.Ф. Свитковский
Original assignee: Институт технологических наук и проблем реструктурирования в промышленности
Priority date: 2003-01-04
Filing date: 2003-01-04
Publication date: 2004-11-20

Abstract

FIELD: working materials by cutting, possibly fastening solid plate type parts of magnetic materials in metal cutting machine tools.

SUBSTANCE: magnetic attachment includes base supporting housing with windows, arranged in said windows cores with electromagnetic windings and cooling system. Supporting magnetic plate with windows for arranging cores is mounted on housing. On working surface of magnetic plate between said windows there is groove in the form of flat helix. Rectangular cross section coil is arranged in said groove. Heat insulation gasket is placed between supporting magnetic plate and housing.

EFFECT: improved efficiency of working flat surfaces of articles due to enhanced heat removal from worked piece.

3 dwg

Description

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано для закрепления сплошных деталей типа пластин из магнитных материалов на металлорежущих станках.The invention relates to the processing of materials by cutting and can be used to fix solid parts such as plates of magnetic materials on metal-cutting machines.

Известна магнитная плита [1], содержащая основание, на котором расположен корпус с пазами на рабочей поверхности, сердечники с электромагнитными катушками, размещенными в корпусе, и систему подачи смазочно-охлаждающей жидкости. С целью повышения точности базирования деталей на плите за счет выравнивания температур рабочей поверхности и основания, в нее введен резервуар, крышкой которого является основание, а в сердечниках и основании выполнены сообщающиеся с пазами и резервуаром сквозные отверстия, предназначенные для подачи отработанной СОЖ в резервуар.Known magnetic plate [1], containing the base on which the housing is located with grooves on the working surface, the cores with electromagnetic coils placed in the housing, and the supply of cutting fluid. In order to increase the accuracy of basing parts on the plate by equalizing the temperatures of the working surface and the base, a tank is inserted into it, the cover of which is the base, and through holes are made in the cores and base through holes for supplying spent coolant to the tank.

Недостатком данной плиты является то, что подача смазочно-охлаждающей жидкости сверху поливом создает небольшой эффект охлаждения установочной поверхности обрабатываемой детали, т.к. СОЖ проходит через разогретую рабочую поверхность детали, в результате чего температура в зоне резания практически не изменяются. Все это может привести к деформации детали под действием температурных источников, особенно если деталь имеет небольшую толщину. Кроме того, наличие резервуара в нижней части усложняет конструкцию магнитной плиты, а наличие отверстий в основании уменьшает ее жесткость, что снижает точность обработки особенно при интенсивных режимах шлифования.The disadvantage of this plate is that the supply of cutting fluid from above by irrigation creates a small effect of cooling the mounting surface of the workpiece, because Coolant passes through the heated working surface of the part, as a result of which the temperature in the cutting zone remains practically unchanged. All this can lead to deformation of the part under the influence of temperature sources, especially if the part has a small thickness. In addition, the presence of a reservoir in the lower part complicates the design of the magnetic plate, and the presence of holes in the base reduces its rigidity, which reduces the accuracy of processing, especially under intensive grinding conditions.

Наиболее близкой по технической сущности является магнитная плита [2], содержащая основание, корпус и сердечники с электромагнитными катушками. С целью повышения точности обработки за счет устранения температурных деформаций в плиту введены трубки, в которых выполнены отверстия, предназначенные для распыления смазочно-охлаждающей жидкости, а трубки расположены в пазах, выполненных на наружной поверхности корпуса.The closest in technical essence is a magnetic plate [2], containing the base, body and cores with electromagnetic coils. In order to increase the accuracy of processing by eliminating temperature deformations, tubes were introduced into the plate, in which holes were made for spraying the cutting fluid, and the tubes were located in grooves made on the outer surface of the casing.

Недостатком данной плиты является то, что подача смазочно-охлаждающей жидкости, циркулирующая в системе трубок, не позволяет одновременно охлаждать деталь и саму плиту, в виду того, что площадь контакта охлаждающих трубок с установочной поверхностью детали и пазами корпуса не велика. А также обрабатываемая деталь, контактирующая с корпусом, нагревает его и всю магнитную плиту. В результате чего снижается эффективность обработки плоских поверхностей детали. Применение смазочно-охлаждающей жидкости внутри магнитной плиты для устранения температурных деформаций детали не позволяет резко снижать температуру в зоне резания. Кроме того, отсутствие устройства для слива смазочно-охлаждающей жидкости в плите вызывает коррозию ее несущих поверхностей при длительной работе.The disadvantage of this plate is that the supply of cutting fluid circulating in the tube system does not allow cooling of the part and the plate itself, since the contact area of the cooling tubes with the mounting surface of the part and the grooves of the housing is not large. And also the workpiece in contact with the housing heats it and the entire magnetic plate. As a result, the processing efficiency of flat surfaces of the part is reduced. The use of cutting fluid inside the magnetic plate to eliminate temperature deformations of the part does not allow to sharply reduce the temperature in the cutting zone. In addition, the lack of a device for draining the cutting fluid in the plate causes corrosion of its bearing surfaces during prolonged operation.

Задача, решаемая данным изобретением, - повышение эффективности обработки плоских поверхностей изделий за счет увеличения теплоотвода от обрабатываемого изделия.The problem solved by this invention is to increase the efficiency of processing flat surfaces of products by increasing heat dissipation from the workpiece.

Согласно данному изобретению решение поставленной задачи достигается тем, что магнитное приспособление снабжено опорной магнитной плитой с окнами для размещения сердечников, которая установлена на корпусе. На рабочей поверхности опорной магнитной плиты между окнами выполнена канавка в виде плоской спирали, в которой расположен змеевик прямоугольного сечения, а между корпусом и опорной магнитной плитой установлена теплоизоляционная прокладка.According to this invention, the solution of the problem is achieved by the fact that the magnetic device is equipped with a magnetic support plate with windows for accommodating the cores, which is mounted on the housing. On the working surface of the supporting magnetic plate between the windows, a groove is made in the form of a flat spiral in which a rectangular coil is located, and a heat-insulating gasket is installed between the case and the supporting magnetic plate.

Сущность заявляемого объекта поясняется чертежами, где изображено магнитное приспособление: на фиг.1 - общий вид, на фиг.2 - вид А фиг.1; на фиг.3 - система охлаждения.The essence of the claimed object is illustrated by drawings, which depicts a magnetic device: figure 1 is a General view, figure 2 is a view A of figure 1; figure 3 - cooling system.

Магнитное приспособление имеет основание 1, к которому винтами крепится корпус 2 с окнами, в которые вставлены сердечники 3. На каждом сердечнике 3 смонтирована электромагнитная катушка 4. На корпус 2 установлена опорная магнитная плита 5 с окнами, в которые вставлены сердечники 3, отделенные от опорной магнитной плиты 5 заливкой 6 из немагнитного сплава для их изолирования. Между плитой 5 и корпусом 2 установлена прокладка 7 с низким коэффициентом теплопроводности для теплоизоляции и уменьшения охлаждающего эффекта на корпус 2 и катушки 4, что позволяет увеличить теплоотвод от обрабатываемой детали 8 и корпуса 2.The magnetic device has a base 1, to which the case 2 is screwed with windows, into which the cores 3 are inserted. An electromagnetic coil 4 is mounted on each core 3. A magnetic base plate 5 with windows, into which the cores 3 are separated from the supporting one, is mounted magnetic plate 5 pouring 6 of non-magnetic alloy for their isolation. Between the plate 5 and the body 2, a gasket 7 with a low coefficient of thermal conductivity is installed to insulate and reduce the cooling effect on the body 2 and coil 4, which allows to increase the heat sink from the workpiece 8 and body 2.

На рабочей поверхности опорной магнитной плиты 5 между окнами выполнена в виде плоской спирали канавка, в которой установлен змеевик 9 прямоугольного сечения. Сверху змеевик 9 и сердечники 3 прошлифовываются вместе с опорной магнитной плитой 5 для получения ровной зеркальной плоскости, повышающей точность базирования обрабатываемой детали 8. Причем рабочая площадь опорной плиты 5 и площадь змеевика 9 по зеркальной плоскости выбираются из условия надежного крепления детали. По змеевику 9 протекает хладагент, поступающий из патрубка 10 и вытекающий из патрубка 11. Концы патрубков 10, 11 соединены с холодильной камерой 12. Охлаждение обрабатываемой детали 8 с установочной стороны осуществляется посредством подачи хладагента по змеевику 9 из герметичной холодильной камеры 12, расположенной в нижней части станины шлифовального станка и работающей от сети переменного тока. Холодильная камера 12 состоит из генератора с электрическим нагревательным элементом 13, нагнетательной трубки 14, конденсатора 15, регулирующих вентилей 16, 17, накопителя 18, насоса 19. Наличие замкнутой циркуляции хладагента создает условия для отсутствия его потерь и уменьшения расхода, и позволяет резко снизить температуру в зоне резания.On the working surface of the supporting magnetic plate 5 between the windows, a groove is made in the form of a flat spiral, in which a coil 9 of rectangular cross section is installed. From above, the coil 9 and the cores 3 are ground together with the magnetic backing plate 5 to obtain an even mirror plane, which increases the accuracy of the workpiece 8. The working area of the backing plate 5 and the area of the coil 9 along the mirror plane are selected from the condition of reliable fastening of the part. The refrigerant flows through the coil 9, coming from the pipe 10 and flowing out from the pipe 11. The ends of the pipes 10, 11 are connected to the refrigerating chamber 12. The workpiece 8 is cooled from the installation side by supplying refrigerant through the coil 9 from the hermetic refrigerating chamber 12, located in the lower parts of the bed of the grinding machine and powered by AC. The cooling chamber 12 consists of a generator with an electric heating element 13, a discharge tube 14, a condenser 15, control valves 16, 17, a drive 18, a pump 19. The presence of a closed refrigerant circulation creates the conditions for the absence of its losses and reduction of consumption, and allows you to drastically reduce the temperature in the cutting zone.

Работает приспособление следующим образом.The device works as follows.

После установки обрабатываемой детали 8 на зеркальную плоскость опорной магнитной плиты 5, сердечников 3 и змеевика 9 на корпус 2 подается напряжение в электромагнитные катушки 4. Подключение электромагнитных катушек к источнику питания осуществлено таким образом, что все сердечники 3 с катушками 4 имеют одинаковую полярность. Магнитные силовые линии замыкаются через обрабатываемую деталь 8, притягивая ее к опорной магнитной плите 5, для дальнейшей обработки. При обработке деталь нагревается. Поэтому одновременно с подачей напряжения включается холодильная камера 12, за счет которой хладагент, протекающий по змеевику 9, охлаждается. В генераторе 13, в котором смонтирован электрический нагревательный элемент, кипит обогащенный хладагент. В результате кипения давление паров хладагента повышается до давления конденсации. Пары хладагента из генератора 13 холодильной камеры 12 по нагнетательной трубке 14 поступают в конденсатор 15, где охлаждаются и конденсируются при высоком давлении. В регулирующем вентиле 16 хладагент дросселируется, т.е. понижается его давление и температура, и он поступает по патрубку 10 в змеевик 9 опорной магнитной плиты 5. В змеевике 9 хладагент расширяется, кипит и постепенно превращается в пар, поглощая при этом тепло от стенок змеевика 9 и плиты 5, на которой расположена обрабатываемая деталь 8. Образующиеся при этом пары хладагента через всасывающий патрубок 11 поступают в накопитель-абсорбер 18 со слабым раствором хладагента, поступающим из генератора 13 через регулирующий вентиль 17. Слабый раствор хладагента в накопителе-абсорбере 18 поглощает пары хладагента, при этом образуется его концентрированный раствор, который насосом 19 подается в генератор 13. Далее холодильный цикл повторяется. После отключения напряжения в электромагнитных катушках 4 одновременно отключается холодильная камера 12, и обработанная деталь 8 снимается с магнитного приспособления. Благодаря тому, что змеевик 9, имеющий форму прямоугольного сечения и контактирующий с установочной поверхностью детали 8 и пазами корпуса 2 большей площадью, позволяет увеличить эффект охлаждения и равномерность охлаждения по всей установочной поверхности детали 8. Теплоизоляционная прокладка 7, установленная между корпусом 2 и опорной магнитной плитой 5, позволяет повысить теплоотвод от обрабатываемой детали 8 и предотвратить нагрев корпуса 2 и приспособления в целом. Для лучшего охлаждения обрабатываемой поверхности детали 8 на нее может дополнительно подаваться поливом смазочно-охлаждающая жидкость из системы станка.After installing the workpiece 8 on the mirror plane of the magnetic support plate 5, cores 3 and the coil 9, voltage is applied to the electromagnetic coils 4 on the casing 2. The electromagnetic coils are connected to the power source in such a way that all the cores 3 with coils 4 have the same polarity. Magnetic lines of force are closed through the workpiece 8, attracting it to the support magnetic plate 5, for further processing. During processing, the part heats up. Therefore, simultaneously with the supply of voltage, the refrigerating chamber 12 is turned on, due to which the refrigerant flowing through the coil 9 is cooled. In the generator 13, in which the electric heating element is mounted, enriched refrigerant boils. As a result of boiling, the vapor pressure of the refrigerant rises to the condensation pressure. The vapor of the refrigerant from the generator 13 of the refrigerating chamber 12 through the discharge pipe 14 enters the condenser 15, where it is cooled and condensed at high pressure. In control valve 16, the refrigerant is throttled, i.e. its pressure and temperature decreases, and it enters through the pipe 10 to the coil 9 of the supporting magnetic plate 5. In the coil 9, the refrigerant expands, boils and gradually turns into steam, while absorbing heat from the walls of the coil 9 and plate 5, on which the workpiece is located 8. The resulting refrigerant vapor through the suction pipe 11 enters the accumulator-absorber 18 with a weak refrigerant solution coming from the generator 13 through the control valve 17. A weak refrigerant solution in the accumulator-absorber 18 absorbs the refrigerant vapor Gent, thereby forming a concentrated solution of it that the pump 19 is fed to the generator 13. Next, the refrigeration cycle is repeated. After turning off the voltage in the electromagnetic coils 4, the refrigerating chamber 12 is simultaneously turned off, and the processed part 8 is removed from the magnetic device. Due to the fact that the coil 9, having the shape of a rectangular cross section and in contact with the mounting surface of the part 8 and the grooves of the housing 2 with a larger area, allows to increase the cooling effect and the uniformity of cooling throughout the installation surface of the part 8. The heat-insulating gasket 7 installed between the housing 2 and the magnetic support stove 5, allows to increase the heat sink from the workpiece 8 and to prevent heating of the housing 2 and the device as a whole. For better cooling of the machined surface of the part 8, lubricating-cooling fluid from the machine system can be additionally supplied to it by irrigation.

Применение данного магнитного приспособления позволяет повысить надежность автоматического крепления детали, снизить величину тепловой деформации детали типа пластин за счет интенсификации теплоотвода от обрабатываемой детали через установочную поверхность, в результате повышается точность обработки и улучшается качество обрабатываемых деталей.The use of this magnetic device makes it possible to increase the reliability of automatic fastening of a part, to reduce the amount of thermal deformation of a part such as plates due to the intensification of heat removal from the workpiece through the mounting surface, as a result, the processing accuracy is improved and the quality of the processed parts is improved.

Источники информацииSources of information

1. № 1220712, В 23 Q 3/15. Магнитная плита. 1986 г.1. No. 1220712, B 23 Q 3/15. Magnetic plate. 1986 year

2. № 867598, В 23 Q 3/15. Магнитная плита. 1981 г. (прототип).2. No. 867598, B 23 Q 3/15. Magnetic plate. 1981 (prototype).

Claims

A magnetic device containing a base on which a case with windows is located, cores with electromagnetic coils located in the case windows, and a cooling system, characterized in that it is provided with a support magnetic plate mounted on the case with windows for placing cores, on the working surface of which the windows made a groove in the form of a flat spiral, in which the coil is located rectangular in cross-section, and a heat-insulating gasket is installed between the body and the supporting magnetic plate.