RU2355548C1 - Facility for cooling of cutting area of machine-tool - Google Patents
Facility for cooling of cutting area of machine-tool Download PDFInfo
- Publication number
- RU2355548C1 RU2355548C1 RU2007141417/02A RU2007141417A RU2355548C1 RU 2355548 C1 RU2355548 C1 RU 2355548C1 RU 2007141417/02 A RU2007141417/02 A RU 2007141417/02A RU 2007141417 A RU2007141417 A RU 2007141417A RU 2355548 C1 RU2355548 C1 RU 2355548C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- outlet
- nozzle
- stream
- hot
- cutting zone
- Prior art date
Links
Landscapes
- Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области станкостроения, а именно к устройствам для охлаждения зоны резания металлорежущего станка с помощью подачи смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС).The invention relates to the field of machine tool industry, and in particular to devices for cooling the cutting zone of a metal cutting machine using a supply of cutting lubricants (COTS).
Известно устройство для охлаждения зоны резания распыленной смазочно-охлаждающей жидкостью (СОЖ) [Патент РФ 2023567, МКИ B23Q 11/10, опубл. 1994.11.30], содержащее соединенную с источником сжатого воздуха вихревую трубу с патрубками вывода горячего и холодного потоков, сопло подачи распыленной СОЖ, источник СОЖ и смеситель, выполненный в виде эжектора для распыливания жидкости в потоке воздуха. В данном устройстве эжектор и связанное с ним сопло подачи распыленной СОЖ соединено с вихревой трубой со стороны патрубка горячего потока и направлено вдоль оси трубы, а патрубок холодного потока соединен со сменным наконечником, форма и размеры которого соответствуют форме и размерам инструмента (зоны резания).A device for cooling the cutting zone by sprayed cutting fluid (coolant) [RF Patent 2023567, MKI B23Q 11/10, publ. 1994.11.30], containing a vortex tube connected to a source of compressed air with nozzles for outputting hot and cold flows, a nozzle for supplying atomized coolant, a coolant source and a mixer made in the form of an ejector for atomizing a liquid in an air stream. In this device, the ejector and the associated nozzle for supplying atomized coolant are connected to the vortex tube from the side of the hot flow pipe and directed along the pipe axis, and the cold flow pipe is connected to a replaceable tip, the shape and dimensions of which correspond to the shape and dimensions of the tool (cutting zone).
Недостатком известного устройства является повышенная загазованность окружающего станок пространства продуктами распыленной СОЖ, что приводит к недопустимому ухудшению условий труда человека. Поэтому данный способ находит применение, главным образом, на тех операциях, где раньше обработка осуществлялась всухую, а также на станках с ЧПУ, где большие расходы СОЖ могут привести к выходу из строя электрооборудования и гидравлики.A disadvantage of the known device is the increased gas contamination of the space surrounding the machine by the products of atomized coolant, which leads to an unacceptable worsening of the working conditions of a person. Therefore, this method finds application mainly in those operations where previously the processing was carried out dry, as well as on CNC machines, where high coolant costs can lead to failure of electrical equipment and hydraulics.
Известно устройство для охлаждения зоны резания [Патент РФ 2016738, МКИ B23Q 11/10, опубл. 1994.07.30], содержащее соединенную с источником сжатого влажного воздуха вихревую трубу с патрубками вывода горячего и холодного потоков, ионизатор с подключенными к источнику питания кольцевым и игольчатым электродами, а также связанное с ним сопло подачи ионизированного газа. Воздух из горячего патрубка выводится в атмосферу, а охлажденный воздух с образовавшимся в нем водяным туманом через патрубок холодного потока, ионизатор и сопло направляется в зону резания металлорежущих станков.A device is known for cooling the cutting zone [RF Patent 2016738, MKI B23Q 11/10, publ. 1994.07.30], containing a vortex tube connected to a source of compressed moist air with nozzles for outputting hot and cold flows, an ionizer with ring and needle electrodes connected to the power source, as well as an ionized gas supply nozzle connected to it. Air from the hot nozzle is discharged into the atmosphere, and the cooled air with the water fog formed in it through the cold flow nozzle, the ionizer and nozzle is directed to the cutting zone of metal cutting machines.
Недостатком такой конструкции является низкая эффективность получаемого в ней СОТС. Степень влажности воздуха, подаваемого в вихревую трубу, ограничена и в случае ее повышения резко снижается эффективность работы вихревой трубы. Поэтому, чтобы добиться низкой температуры СОТС, следует ограничивать влажность воздуха, подаваемого в вихревую трубу, а снижение влажности воздуха, в свою очередь, снижает эффективность охлаждения зоны резания.The disadvantage of this design is the low efficiency of the resulting SOTS. The degree of humidity of the air supplied to the vortex tube is limited, and if it increases, the efficiency of the vortex tube decreases sharply. Therefore, in order to achieve a low temperature of COTS, it is necessary to limit the humidity of the air supplied to the vortex tube, and a decrease in air humidity, in turn, reduces the cooling efficiency of the cutting zone.
Кроме того, при повышенной влажности воздуха, подаваемого в патрубок холодного потока, коронный разряд гаснет, т.е. не происходит ионизация холодного потока воздуха, направляемого в зону резания. Вследствие этого на выходе устройства имеется или распыленная жидкость без ионизированного воздуха, или ионизированный воздух без жидкости, что также приводит к низкой эффективности охлаждения зоны резания, отсутствию окисных пленок на трущихся поверхностях и соответственно высокому тепловыделению.In addition, with increased humidity of the air supplied to the cold flow pipe, the corona discharge goes out, i.e. no ionization of the cold air flow directed to the cutting zone. As a result of this, there is either a sprayed liquid without ionized air or ionized air without a liquid at the outlet of the device, which also leads to low cooling efficiency of the cutting zone, the absence of oxide films on rubbing surfaces and, accordingly, high heat generation.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для охлаждения зоны резания [Патент РФ 2045381, МКИ B23Q 11/10, опубл. 1995.10.10], содержащее соединенную с источником сжатого влажного воздуха вихревую трубу с патрубками вывода горячего и холодного потоков, ионизатор с подключенными к источнику питания кольцевым и игольчатым электродами, сопло подачи ионизированного газа, источник жидкой среды и смеситель газовой и жидкой сред, выполненный в виде эжектора.The closest in technical essence and the achieved effect is a device for cooling the cutting zone [RF Patent 2045381, MKI B23Q 11/10, publ. 1995.10.10], containing a vortex tube connected to a source of compressed moist air with nozzles for outputting hot and cold flows, an ionizer with ring and needle electrodes connected to a power source, an ionized gas supply nozzle, a liquid medium source, and a gas and liquid medium mixer made in in the form of an ejector.
Такая конструкция имеет следующие недостатки. Поскольку электроды расположены на пути движения распыленной СОТС, то относительно высокая влажность и низкая температура СОТС (необходимые для эффективного отвода тепла из зоны резания) приводят к неблагоприятным условиям образования коронного разряда. При этом существенно снижается концентрация ионизированных частиц в СОТС, что приводит к снижению эффективности резания. Попадание на поверхность детали частиц распыленной жидкости мешает взаимодействию активных молекул ионизированного газа с ювенильными поверхностями и снижает эффективность образования окисных пленок на них.This design has the following disadvantages. Since the electrodes are located on the path of the atomized SOTS, the relatively high humidity and low temperature of the SOTS (necessary for efficient heat removal from the cutting zone) lead to unfavorable conditions for the formation of a corona discharge. At the same time, the concentration of ionized particles in SOTS is significantly reduced, which leads to a decrease in cutting efficiency. When sprayed liquid particles get on the surface of a part, it prevents the interaction of active molecules of ionized gas with juvenile surfaces and reduces the efficiency of oxide film formation on them.
Кроме того, концентрация ионизированных частиц резко снижается уже на расстоянии нескольких сантиметров от ионизатора. Поэтому вихревую трубу (которая может иметь значительные габариты) с ионизатором необходимо монтировать в непосредственной близости от зоны резания, что приводит к дополнительным неудобствам, например, при загрузке и выгрузке обрабатываемых деталей или смене инструмента.In addition, the concentration of ionized particles sharply decreases already at a distance of several centimeters from the ionizer. Therefore, a vortex tube (which can have significant dimensions) with an ionizer must be mounted in the immediate vicinity of the cutting zone, which leads to additional inconveniences, for example, when loading and unloading workpieces or changing tools.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности обработки деталей на металлорежущем станке за счет увеличения концентрации ионизированных частиц в составе СОТС, повышение эффективности охлаждения обрабатываемой детали.The technical result of the invention is to increase the efficiency of processing parts on a metal cutting machine by increasing the concentration of ionized particles in the composition of the SOTS, increasing the cooling efficiency of the workpiece.
Поставленный технический результат достигается тем, что в устройстве для охлаждения зоны резания металлорежущего станка, содержащем соединенную с источником сжатого воздуха вихревую трубу с патрубками вывода горячего и холодного потоков, ионизатор с подключенными к источнику питания кольцевым и игольчатым электродами, сопло подачи ионизированного газа в зону резания и эжектор, соединенный с источником жидкой среды и установленный на выходе патрубка холодного потока, согласно изобретению ионизатор и сопло подачи ионизированного газа последовательно подключены к патрубку вывода горячего потока, при этом устройство дополнительно снабжено соплом подачи распыленной жидкости на поверхность детали, соединенным через эжектор с патрубком вывода холодного потока.The technical result is achieved in that in a device for cooling the cutting zone of a metal cutting machine, containing a vortex tube connected to a compressed air source with hot and cold flow outlet pipes, an ionizer with ring and needle electrodes connected to the power source, an ionized gas supply nozzle to the cutting zone and an ejector connected to a source of liquid medium and installed at the outlet of the cold flow pipe, according to the invention, an ionizer and an ionized gas supply nozzle sequentially connected to the output pipe hot stream, wherein the apparatus is further provided with a nozzle for supplying atomised liquid surface parts connected through the ejector nozzle with output of cold stream.
Такое конструктивное выполнение устройства для охлаждения зоны резания металлорежущего станка обеспечивает повышенную концентрацию ионизированных частиц на выходе из ионизатора за счет благоприятных условий для образования коронного разряда (высокая температура и пониженная относительная влажность воздуха, выходящего из патрубка горячего потока вихревой трубы). Эффективное охлаждение обрабатываемой детали обеспечивается потоком распыленной жидкости, получаемой на выходе из эжектора, и имеющим пониженную температуру за счет воздуха, поступающего в эжектор из патрубка холодного потока вихревой трубы.Such a constructive implementation of the device for cooling the cutting zone of a metal cutting machine provides an increased concentration of ionized particles at the exit of the ionizer due to favorable conditions for the formation of a corona discharge (high temperature and low relative humidity of the air leaving the nozzle of the hot stream of the vortex tube). Effective cooling of the workpiece is ensured by the flow of atomized liquid obtained at the outlet of the ejector, and having a reduced temperature due to air entering the ejector from the nozzle of the cold stream of the vortex tube.
Таким образом, поток ионизированного газа, подаваемого в зону резания, имеет повышенную температуру и концентрацию ионизированных частиц, способствующие интенсификации процесса образования окисной пленки на ювенильных поверхностях обрабатываемой детали. Поток распыленной в воздухе жидкости, наоборот, имеет пониженную температуру (что способствует интенсификации отбора тепла) и подается на поверхность обрабатываемой детали, находящуюся в непосредственной близости от зоны резания. При этом распыленная жидкость, выполняя функцию отбора тепла с детали, не мешает активным частицам ионизированного газа эффективно взаимодействовать с ювенильными поверхностями обрабатываемой детали в зоне резания.Thus, the flow of ionized gas supplied to the cutting zone has an increased temperature and concentration of ionized particles, which contribute to the intensification of the process of formation of an oxide film on the juvenile surfaces of the workpiece. The flow of liquid sprayed in the air, on the contrary, has a lower temperature (which contributes to the intensification of heat extraction) and is supplied to the surface of the workpiece located in the immediate vicinity of the cutting zone. In this case, the sprayed liquid, performing the function of taking heat from the part, does not prevent the active particles of ionized gas from effectively interacting with the juvenile surfaces of the workpiece in the cutting zone.
На чертеже изображена схема устройства для охлаждения зоны резания металлорежущего станка.The drawing shows a diagram of a device for cooling the cutting zone of a metal cutting machine.
Устройство для охлаждения зоны резания металлорежущего станка, согласно изобретению, содержит вихревую трубу 1 с сопловым вводом 2, через который в нее подается воздух от источника сжатого воздуха 3, например от компрессорной установки. Патрубок вывода горячего потока 4 соединен с ионизатором 5, выполненным в виде кольцевого положительного электрода 6 и игольчатого отрицательного электрода 7, которые подсоединены к электрическому источнику питания 8. Связанное с ионизатором сопло подачи ионизированного газа 9 направлено в зону резания. К патрубку вывода холодного потока 10 подключен эжектор 11, к которому также подключен источник жидкой среды 12. Связанное с эжектором 11 сопло подачи распыленной жидкости 13 направлено на поверхность обрабатываемой детали, находящуюся в непосредственной близости от зоны резания.A device for cooling the cutting zone of a metal cutting machine according to the invention comprises a vortex tube 1 with a nozzle inlet 2 through which air is supplied to it from a compressed air source 3, for example, from a compressor unit. The outlet pipe of the hot stream 4 is connected to the ionizer 5, made in the form of an annular positive electrode 6 and a needle negative electrode 7, which are connected to an electric power source 8. A nozzle for supplying ionized gas 9 connected to the ionizer is directed to the cutting zone. An ejector 11 is connected to the outlet pipe of the cold stream 10, to which a source of liquid medium 12 is also connected. A nozzle for supplying atomized liquid 13 connected to the ejector 11 is directed to the surface of the workpiece located in the immediate vicinity of the cutting zone.
Работа устройства для охлаждения зоны резания металлорежущего станка заключается в следующем.The operation of the device for cooling the cutting zone of a metal cutting machine is as follows.
Сжатый воздух от источника 3 поступает в сопловой ввод 2 вихревой трубы 1, в которой происходит разделение подаваемого воздуха на горячий и холодные потоки. Горячий поток из патрубка горячего потока 4 поступает в ионизатор 5. На электроды 6 и 7 от электрического источника питания 8 подается высокое напряжение, под действием которого между электродами 6 и 7 возникает коронный разряд. В электрическом поле коронного разряда происходит ионизация горячего потока воздуха, который через сопло 9 направленной струей подается в зону резания металлорежущего станка.Compressed air from the source 3 enters the nozzle inlet 2 of the vortex tube 1, in which the supplied air is divided into hot and cold flows. The hot stream from the nozzle of the hot stream 4 enters the ionizer 5. A high voltage is applied to the electrodes 6 and 7 from the electric power source 8, which causes a corona discharge between the electrodes 6 and 7. In the electric field of the corona discharge, the hot air stream is ionized, which is fed through the nozzle 9 by a directed stream into the cutting zone of the metal-cutting machine.
Воздух, выходящий из патрубка холодного потока 10, подается в эжектор 11. Струя воздуха с высокой скоростью обтекает внутреннюю полость эжектора и за счет создаваемого разряжения в нее всасывается жидкость из источника жидкой среды 12. В струе воздуха происходит распыление жидкости. Распыленная жидкость через сопло 13 подается на поверхность обрабатываемой детали в непосредственной близости от зоны резания таким образом, чтобы она не мешала ионизированному газу из сопла 9 попадать в зону резания.The air leaving the cold flow pipe 10 is fed into the ejector 11. A stream of air flows around the internal cavity of the ejector with high speed and due to the created vacuum, liquid is sucked into it from the source of the liquid medium 12. In the air stream, the liquid is sprayed. The sprayed liquid through the nozzle 13 is fed to the surface of the workpiece in the immediate vicinity of the cutting zone so that it does not prevent the ionized gas from the nozzle 9 from entering the cutting zone.
Ионизированный газ, содержащий ионы кислорода, азота и их производных, поступает в зону резания металлорежущего станка. Повышенная концентрация ионизированных частиц в ней обеспечивается за счет более высокой температуры и низкой относительной влажности воздуха, поступающего из патрубка горячего потока в ионизатор. Эффективное охлаждение обрабатываемой детали обеспечивается распыленной жидкостью, получаемой на выходе из эжектора 11 и имеющей пониженную температуру за счет ее охлаждения воздухом, поступающим из патрубка холодного потока 10 вихревой трубы 1.Ionized gas containing ions of oxygen, nitrogen and their derivatives enters the cutting zone of the machine tool. An increased concentration of ionized particles in it is provided due to the higher temperature and low relative humidity of the air coming from the nozzle of the hot stream into the ionizer. Effective cooling of the workpiece is provided by the atomized liquid obtained at the outlet of the ejector 11 and having a reduced temperature due to its cooling by the air coming from the cold flow pipe 10 of the vortex tube 1.
Такое конструктивное решение позволяет в зоне обработки размещать два небольших по габаритам сопла для подачи ионизированного газа и распыленной жидкости и тем самым уменьшить габариты той части устройства для охлаждения зоны резания, которая устанавливается в непосредственной близости от зоны резания, что позволяет повысить удобство при вспомогательных операциях - смена инструмента, загрузка и выгрузка деталей и т.п.This design solution allows you to place in the processing zone two small-sized nozzles for supplying ionized gas and atomized liquid and thereby reduce the dimensions of that part of the device for cooling the cutting zone, which is installed in the immediate vicinity of the cutting zone, which improves convenience during auxiliary operations - tool change, loading and unloading parts, etc.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007141417/02A RU2355548C1 (en) | 2007-11-07 | 2007-11-07 | Facility for cooling of cutting area of machine-tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007141417/02A RU2355548C1 (en) | 2007-11-07 | 2007-11-07 | Facility for cooling of cutting area of machine-tool |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2355548C1 true RU2355548C1 (en) | 2009-05-20 |
Family
ID=41021638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007141417/02A RU2355548C1 (en) | 2007-11-07 | 2007-11-07 | Facility for cooling of cutting area of machine-tool |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2355548C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106737203A (en) * | 2017-01-04 | 2017-05-31 | 青岛理工大学 | Supersonic nozzle vortex tube refrigeration and nano fluid micro-lubrication coupling supply system |
| RU2688967C1 (en) * | 2018-10-09 | 2019-05-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ПГУ") | Cooling method of cutting zone of workpieces from austenitic steels |
| RU2700223C1 (en) * | 2019-06-17 | 2019-09-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of supplying lubricant-coolant process media |
-
2007
- 2007-11-07 RU RU2007141417/02A patent/RU2355548C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106737203A (en) * | 2017-01-04 | 2017-05-31 | 青岛理工大学 | Supersonic nozzle vortex tube refrigeration and nano fluid micro-lubrication coupling supply system |
| RU2688967C1 (en) * | 2018-10-09 | 2019-05-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ПГУ") | Cooling method of cutting zone of workpieces from austenitic steels |
| RU2700223C1 (en) * | 2019-06-17 | 2019-09-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of supplying lubricant-coolant process media |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102283979B1 (en) | High-pressure waterjet cutting head systems, components and related methods | |
| WO2015059941A1 (en) | Blast machining method and blast machining device | |
| CN102672351B (en) | For the splash removal device of laser-beam welding machine | |
| TWI531280B (en) | Plasma device | |
| WO2006107519B1 (en) | Bonding wire cleaning unit with a chamber and an energy source and method of wire bonding using such cleaning unit | |
| RU2355548C1 (en) | Facility for cooling of cutting area of machine-tool | |
| JP2001332399A (en) | Plasma generating device and surface cleaning method using this | |
| JP6445009B2 (en) | Lubricating system including sprayer and sprayer for lubricant products | |
| JPH0123701Y2 (en) | ||
| JP2002273142A (en) | Dust collector | |
| RU2355549C1 (en) | Facility for cooling of cutting area of machine-tool | |
| KR20090035051A (en) | Mist forming device | |
| CN213032114U (en) | Dust pelletizing system for graphite processing | |
| CN105080252A (en) | Dust collection method for mine jaw crusher and device thereof | |
| JP2000317770A (en) | Cutting work method and its combined work device for machine tool and the like | |
| JP5846956B2 (en) | Air gun device | |
| JP2002177766A (en) | Atmospheric pressure plasma treating device provided with unit for recovering/reusing inert gas | |
| CN212527051U (en) | Cutter minimal quantity lubrication spraying device | |
| CN112752602A (en) | Foreign matter trapping device and electrical steel sheet manufacturing equipment comprising same | |
| RU125915U1 (en) | COOLING COOLING DEVICE | |
| RU2367556C2 (en) | Method of feeding lubricant-coolants | |
| KR101840669B1 (en) | Contactless particle suction device | |
| RU2410228C1 (en) | Device for cooling cutting area of metal cutting machine | |
| JP2008221425A (en) | Closed type nozzle device for machining | |
| RU208947U1 (en) | Device for cooling the cutting zone with a lubricating-water-air torch during metalworking |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101108 |