Устройство для подавления образования пыли и для отвода стружки при обработке резанием

 

Изобретение относится к станкостроению, в частности к устройствам для подавления пыли и стружки при обработке резанием заготовок преимущественно из графита. Целью изобретения является повышение эффективности подавления пыли и отвода стружки за счет создания сплошной завесы вокруг зоны обработки. На инструментальном шпинделе 2 металлорежущего станка монтируется на его шпиндельной бабке 1 или на фланце пиноли кольцевой коллектор 5, который на нижней стороне имеет кольцевую щель 14, образующую бесконечное кольцевое сопло. В полость кольцевого коллектора 5 вводится напорная жидкость, которая выходит из кольцевой щели в виде замкнутой завесы жидкости так, что внутри него создается замкнутое пространство, окружающее место обработки. Таким образом, с помощью завесы жидкости образуется постоянная изоляция. В полость коллектора 5 смонтирован встроенный элемент 32 с отклоняющим кольцом, с фильтрующим кольцом 34 и с выпрямляющим кольцом 35, посредством которого полость подразделяется на верхнюю и нижнюю. Посредством завесы жидкости надежно удерживается витающая пыль, возникающая при обработке заготовки. Несмотря на это, место обработки является видимым и к нему имеется беспрепятственный доступ. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51}5 В 23 q ) 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н flATEHTV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4027872/25-08 (22) 15.07.86 (31) 2458/86 (32) 17.06.86 (33) СН (46) 15.10.90. Бюл, К - 38 (71) Штарфрезмашинен АГ (СН ) (72) Антон Амезедер (СН) (53) 621.914-784.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 753598, кл. В 23 Q 11/02, 1977, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАВЛЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ПЪ|ЛИ И ДЛЯ ОТВОДА СТРУЖКИ ПРИ

ОБРАБОТКЕ РЕЗАНИЕМ .(57) Изобретение относится к станкостроению, в частности к устройствам для подавления пыли и стружки при обработке резанием заготовок преимущественно из графита. Целью изобретения является повышение эффективности подавления пыли и отвода стружки за счет создания сплошной завесы вокруг зоны обработки. На инструментальном шпинделе 2 металлорежущего станка мон2 тируется на его шпиндельной баб <е 1 или на фланце пиноли кольцевой коллектор 5, который на нижней стороне имеет кольцевую щель 14, образующую бесконечное кольцевое сопло ° В полость кольцевого коллектора 5 вводится напорная жидкость, которая выходит из кольцевой щели B виде замкнутой завесы жидкости так, что внутри него создается замкнутое пространство, окружающее место обработки. Таким образом, с помощью завесы жидкости образуется постоянная изоляция. В полость коллектора 5 вмонтирован встроенный злемент 32 с отклоняющим кольцом, с фильтрующим кольцом 34 и с выпрямляющим

Я кольцом 35, посредством которого полость подразделяется на верхнюю и нижнижнюю. Посредством завесы жидкости надежно удерживается витающая пыль, С, возникающая при обработке заготовки.

Несмотря на это, место обработки является видимым и к нему имеется бес- в" препятственный доступ. 4 з.п. ф-лы, ф 1

4 ил. (,) 160062

Изобретение относится к станкостроению, в частности к устройствам для подавления пыли и стружки при обработке заготовок преимущественно из графита.

Цель изобретения — повышение эффективности подавления пыли и отвода стружки за счет создания сплошной завесы вокруг зоны обработки.

На фиг.! — изображено устройство для подавления образования пыли при обработке, расположенное на шпиндельной бабке или на фланце пиноли метал-, лорежущего станка и окружающее коль15 цевым трубопроводом инструментальный шпиндель, установленный в шпиндельной бабке, вертикальный разрез; на фиг.2то же, с двойным кольцевым трубопроводом, окружающим инструментальный шпиндель; на фиг.3 — устройство для подавления образования пыли при обработке резанием заготовок, пример исполнения; на фиг.4 — то же, с двойным кольцевым трубопроводом, окружаю- 25 щим инструментальный шпиндель .

Устройство (фиг.1) содержит шп:индельную бабку 1, фланец пиноли металлорежущего станка, в котором установлен шпиндель 2, на котором размещено зажимное приспособление 3, с помощью которого может быть зажат инструмент.

Зажимное приспособление 3 может быть выполнено любой формы. На торцовой стороне шпиндельной бабки 1 с помощью болтов 4 закреплен кольцевой коллектор 5, который окружает шпиндель 2 вместе с зажимным приспособлением 3.

Кольцевой коллектор 5 состоит из двух частей: из открытого по окружности

U-образного кольца 6, фланец 7 кото- 40 рого расположен со стороны шпиндельной бабки и имеет выступ 8, и из цилиндрического кольца 9 с плоским уплотнением 10, которое закрепляется при помощи болтов 4 к фланцу 7. Фланец 11, противолежащий фланцу 7, имеет на своем свободном конце отогнутую кромку 12, которая вместе с .кромкой 13, выполненной на свободном конце цилиндрического кольца 9, образует кольцевую щель !4;

Устройство по фиг.2 имеет два расположенных рядом друг с другом коллектора 15 и 16, которые имеют соответственно каналы 1 7 и 18 с прямоугольным поперечным сечением. Оба канала 17 и 18 имеют на стороне, противолежащей шпиндельной бабке ) кольце0 4 вые щели 19 и 20, образующие бесконечное кольцевое сопла. При истечении жидкости из кольцевых щелей 1 9 и 20 образуются два замкнутые кольцеобраэные завесы жидкости, которые полностью изолируют по отношению к окружающей среде пространство внутри обоих потоков жидкости. При этом в каналах

17 и 18 в выходных отверстиях 21 и

22 подводящего трубопровода встроены выпрямляющие элементы 23, через которые поступающая жидкость направляется в кольцевые коллекторы 15 и )6 для образования замкнутой завесы жидкости

В кольцевом коллекторе 5 (фиг.1) также предусмотрено такое выходное отверстие подводящего трубопровода с выпрямителем.

Выходные отверстия 21 и 22 целесообразно выполнять на противополож- ных сторонах.

При этом в устройстве по фиг.2 на стороне, противоположной шпиндельной бабке 1, расположено несколько сопл

24, которые направлены наклонно по отношению к оси 25 зажимного приспособления 3 и служат для охлаждения инструмента.

Коллекторы 15 и 16 состоят из кольца 26, которое имеет два расположенных рядом друг с другом канала 17 и

10, и из двух кольцевых крышек 27 и

28, которые образуют с соседней стенкой канала кольцевые щели !9 и 20.

Кольцо 26 закрепляется с помощью болта 29 на торцовой стороне 30 шпиндельной бабки 1.

На фиг.3 изображено устройство, в котором в полость 3) коллектора 5 встроен элемент 32. Последний пропускает жидкость и может быть выполнен в виде шайбообразного кольца. Элемент

32 разделяет полость коллектора на верхнюю, приблизительно прямоугольную, и нижнюю, приблизительно клинообразную, .части. При необходимости встроенный элемент 32 может быть пригнан согласно соответствующему варианту исполнения устройства. Со стороны втекающего потока встроенный элемент имеет отклоняющее. кольцо 33, служащее для того, чтобы выход жидкости в кольцевой щели 14 происходил параллельно оси 25. Отклоняющее кольцо

33 может быть выполнено в виде кольцевой шайбы, которая является перфорированной или лопастной решеткой. щей среды. В этом, пространстве обрабатывается заготовка. Вследствие наличия замкнутой завесы жидкости вся образовавшаяся пыль улавливается и связывается в жидкости, Одновременно уносится жидкостью получающаяся стружка. Так как жидкость является прозрачной, можно беспрепятственно осуществлять наблюдение за процессом обработки. При необходимости вмешательства вместе обработки, оно может быть осуществлено через завесу жидкости. Замкнутое пространство всегда сохраняется независимо от формы заготовки. Это предполагает, что истечение жидкости из кольцевого сопла происходит замкнуто и вертикально по отношению к оси 25. Если для кольцевого коллектора предусмотрен только один подводящий трубопровод, то направление выходящего потока жидкости может проходить наклонно к оси шпинделя.

Вследствие этого на заготовке могут быть области, например при крутых боковых поверхностях, которые не закрываются потоком жидкости, так что там может выходить пыль °

При исполненииустройства согласйо

30 фиг.2 можно устранить выход пыли благодаря тому, что подводящий трубопровод в одном канале обеспечивает наклонное истечение жидкости, противоположное нак.— лонному истечениюжидкости в другом канале, так что даже в случае обработки заготовок с острыми углами и круто спадающими кромками достигается полная изоляция внутреннего простран" ства.

Несмотря на наличие выпрямителей в подводящем трубопроводе, поток жидкости, выходящей из кольцевой щели, проходит не параллельно, а несколько наклонно к оси шпинделя. Выполнение двойного кольцевого трубопровода устраняет этот недостаток, но это требует повышенных затрат.

Однако жидкость, используемая для образования завесы жидкости, захватывает и уносит частички пыли, получающиеся при обработке. Несмотря на то, что жидкость очищается в очистительной установке, не представляется возможным осуществить очистку до такой степени, чтобы из жидкости были удалены все частицы, т.е. в жидкости всегда имеется небольшая доля материальных частиц, которые оседают, в частности, в области кольцев г" канала

5 1600620 6

Встроенный элемент 32 может иметь также фильтрующее кольцо 34, удерживающее частицы, еще имеющиеся в жидкости, которые осаждаются прежде всего в верхней части полости коллектора 5 вследствие действующей центробежной силы на внешней стенке канала и образуют слой, из которого могут вырваться частицы, застревающие в кольцевой щели 14 и резрывающие завесу жидкости; Фильтрующее кольцо 34 может состоять из сеток, которые сложены из двух или более комплектов с уменьшающейся в направлении потока шириной отверстий, равной 0,8-0,3 мм, предпочтительно 0,64-0,4 мм. Со стороны выхода на встроенном элементе 32 может быть также предусмотрено выпрям" ляющее кольцо 35, которое дополни- 20 тельно обеспечивает течение жидкости параллельно оси 25. Выпрямляющее кольцо 35 выполнено в виде перфорированной кольцевой шайбы или щелевой решетки. Встроенный элемент 32 со стороны шпинделя закреплен кольцевой крышкой 36. При этом в коллекторе выполнено одно или несколько радиальных каналов 37. На фиг.4 представлено устройство, аналогичное устройству по фиг.2,- с размещенными рядом друг с . другом коллекторами 15 и 16, в которые встроены элементы 32, аналогичные встроенным элементам, показанным на фиг.3. При этом в устройстве по фиг.4, помимо радиальных каналов 37, 35 предусмотрены ответвительные отверс" тия 38, с помощью которых можно аэрировать пространство между двумя завесами жидкости.

Если эти каналы аэрации закрыты, то при стягивании завесов жидкости может быть обеспечена полная изоляция внутреннего пространства завесы жидкости. Такие аэрационные каналы могут быть также предусмотрены и в устройствах по фиг.1 и 2.

Устройство работает следующим образом.

С помощью насоса жидкость подается с регулируемым давлением в кольцевой коллектор 5 (15 и 16). При этом кольцевой коллектор полностью наполняется жидкостью и она вытекает наружу через кольцевое сопло, образованное кольцевой щелью 14 (19 и 20).

Вытекающая жидкость образует замкну- тую завесу, внутри которой замкнутое п тпанство изолировано от окружаю-, 1 б00620,и могут при прорывах скоплений частиц застрять в кольцевой щели, препятствуя образованию замкнутой завесы жидкости.

В случае исполнения устройства согласно фиг.3 с помощью встроенного элемента 32 обеспечивается вытекание жидкости из кольцевого сопла параллельно оси 25. Одновременно во встроенном элементе задерживаются материальные частицы, находящиеся в жидкости.

При исполнении согласно фиг.4 можно еще более надежно устранить любой выХод пыли, так как в этом случае даже те материальные частицы, которые вследствие большой кинетической энергиИ пересекают внутреннюю завесу жидкости, тормозятся настолько, что улавливаются во внешней завесе жидкоСти.

При обработке графита графитовая пыль, захваченная завесой жидкости, направляется не в систему охлаждения металлообрабатывающего станка, а в отдельно от нее расположенную установку. В этой установке текущая в обратном направлении жидкость, несущая материальную пыль и материальные частицы, очищается и затем снова подает ся с помощью насоса в систему охлаждения металлорежущего станка, Даже с помощью такой установки не представляется возможным полностью удалить и жидкости все, особенно мельчайшие, материальные частицы. С помощью встроенных элементов 32 можно надежно устранить указанный недостаток.

Для образования замкнутой завесы жидкости кольцевая щель 14 (19 и 20) может быть выполнена с шириной, равной 0,25-0,4 мм, причем в качестве жидкости может быть использована из5

1О

При исполнении устройства можно использовать не один, а несколько подводящих коллекторов, вследствие чего можно уменьшить действие центробежной силы в верхнем частичном канале и при известных условиях отказаться от отклоняющего .кольца 33.

Так как завесы жидкости на своих внешних поверхностях увлека.от с собой воздух, в их внутреннем пространстве вестная охлаждающая жидкость, которая содержит 97Ж воды и З примеси, препятствующей образованию ржавчины, и может выдерживать давление 2 бар и более.

30 з

55 давление воздуха уменьшается. Вследствие этого завеса жидкости проходит не вертикально, а постепенно стягивается в виде конуса. Чтобы избежать этого, в устройстве по фиг.3 в кольцевом канале предусмотрен один или несколько радиальных каналов 37. 3 случае исполнения устройства согласно фиг ° 4, помимо радиальных каналов 37, предусмотрены еще ответвительные отверстия 38, с помощью которых можно аэрировать пространство между двумя завесами жидкости.

Описанные устройства можно применять не только на фрезерных станках с одним или несколькими шпинделями, но и на других металлорежущих станках, причем, помимо графита, можно обрабатывать при устранении образования пыли и другие хрупкие пылеобраэующие материалы, например керамические. В случае использования станков со шпинделем, установленным в пиноли, кольцевые коллекторы могут быть расположены либо на шпиндельной бабке, либо на пиноли.

Формула из о бр е тения

1. Устройство для подавления образования пыли и для отвода стружки при обработке резанием заготовок преимущественно из графита, содержащее охватывающий шпиндель корпус по крайней мере с одним кольцевым коллектором, связанным с трубопроводом подачи в одном месте, и элемент для подачи рабочей среды, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения эффективности подавления пыли и отвода стружки за счет создания сплошной завесы вокруг зоны обработки, элемент для подачи рабочей среды выполнен в виде кольцевой щели.

2. Устройство по п.l, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно снабжено установленным в коллекторе перпендикулярно его продольной оси фильтрующим элементом.

3. Устройство по пп.l и 2, о т л и-. ч а ю щ е е с я тем, что фильтрующий элемент состоит из направляющего поток жидкости отклоняющего кольца, выполненного в виде лопастной решетки или перфорированной шайбы, фильтрующего кольца и выпрямляющего кольца, расположенного в коллекторе со стороны щели и выполненного в виде щелевой реше. ки или перфорированной шайбы.

5. Устрой=тво ло и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в корпусе межд коллекторами выполнены отверстия, предназначенные для аэрации потока жидкости.

9 !600620

4. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в коллекторе выполнены наклонные под заданным углом к оси кольцевой щели и связанные с коллектором сопла.

1600620

Составитель M.×åðíûõ

Техред Л.Сердюкова

Корректор О.Ципле

Редактор A.0rap

Заказ 3152 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР

113035, Москва, )К-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101