Устройство для подачи твердого смазочного материала на шлифовальный круг

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при обработке заготовок деталей машин резанием с подачей твердого смазочного материала (ТСМ) на шлифовальный круг. Устройство содержит корпус с соплом, питающее сопло устройство, включающее устройство подготовки сжатого воздуха и расплавленного ТСМ, устройство управления и систему трубопроводов. Сопло выполнено с гибкой теплоизолированной форсункой и расположено под углом α к оси вращающейся рабочей поверхности ШК. Гибкая теплоизолированная форсунка состоит из гибкой трубки для подвода расплавленного ТСМ, соосно расположенной внутри внешней гибкой трубки из диэлектрика. Внутри последней находится нагревательный элемент, защищенный оболочкой из теплоизоляционного влагонепроницаемого материала и включенный в электрическую цепь для нагрева гибкой теплоизолированной форсунки до температуры, превышающей температуру плавления ТСМ. В результате повышается качество обрабатываемых поверхностей деталей машин и уменьшается доля затрат на ТСМ в себестоимости продукции. 2 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к обработке заготовок деталей машин резанием с применением шлифовальных кругов (ШК), твердых и пластичных смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС).

Известна форсунка для распыления вязких жидкостей (а.с. №417121 СССР, МПК B05B 7/12, опубл. 25.05.75, БИ №19), содержащая корпус, сопло, трубки подвода смазки и сжатого воздуха, дополнительную трубку и инжектор. Благодаря наличию перепада давления воздуха в корпусе форсунки и наличию дополнительной трубки, соединяющей трубки подвода смазки и воздуха, смазка вытесняется из питающей трубки к соплу и, захваченная потоком сжатого воздуха, выходящего из инжектора, распыляется на смазываемую поверхность. Устройство работает следующим образом: смазка от дозирующего питателя подается в корпус, заполняя полость между внутренними стенками корпуса и инжектором, затем в заданный момент времени подается сжатый воздух от компрессора по каналам в инжектор и в дополнительную трубку, вытесняя смазку в корпус к соплу. Захваченная потоком воздуха, выходящим из инжектора, смазка распыляется, при этом поступающий через дополнительную трубку сжатый воздух позволяет регулировать подачу смазки в распыленном виде, например, в зону резания.

Недостатками аналога является следующее: устройство жестко связано с дозирующим питателем и пневмосетью, поэтому, чтобы наносить СОТС на ШК под требуемым углом к его оси, необходимо поворачивать все устройство на соответствующий угол, что в реальных условиях часто затруднительно и даже невозможно; устройство предназначено только для распыления СОТС, находящихся в пластичном агрегатном состоянии; форсунка не позволяет наносить ТСМ на рабочую поверхность ШК кратковременными импульсами (небольшими дозами).

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является устройство для подачи твердого смазочного материала (ТСМ) на ШК (патент РФ №2238842 С1, МПК⁷ В24В 55/02, опубл. 10.27.04, БИ №30), включающее бачок для ТСМ, тепловой элемент, установленный в нижней части бачка, устройство регулирования температуры ТСМ, связанное с бачком для ТСМ и тепловым элементом, смеситель, расположенный внутри бачка для ТСМ, трубку для подвода к смесителю расплавленного ТСМ, сопло, электрически изолированное от бачка для ТСМ и смесителя и включенное в электрическую цепь, устройство подготовки сжатого воздуха, устройство управления и систему трубопроводов, принятое за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что известное устройство не позволяет подавать ТСМ на ШК в стесненных условиях, например при внутреннем шлифовании (ВШ), когда ШК лишь частично выводится из обрабатываемого отверстия на длину перебега или когда технологическое оборудование не позволяет разместить установку для нанесения расплавленного ТСМ в рабочей зоне станка на расчетном расстоянии от ШК и под требуемым углом наклона к его оси.

Сущность изобретения заключается в следующем. Резкое повышение в последнее время требований к конкурентоспособности продукции машиностроения сделало особенно актуальной проблему повышения качества поверхностей деталей машин, обрабатываемых на операциях шлифования. Одним из путей решения указанной проблемы является рационализация применения СОТС.

Технический результат - повышение качества поверхностей деталей машин и уменьшение доли затрат на СОТС в себестоимости продукции.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что заявляемое устройство, как и известное устройство, состоит из бачка для ТСМ, теплового элемента, установленного в нижней части бачка, устройства регулирования температуры ТСМ, связанного с бачком для ТСМ и тепловым элементом, смесителя, расположенного внутри бачка для ТСМ, трубки для подвода к смесителю расплавленного ТСМ, сопла, электрически изолированного от бачка для ТСМ и смесителя и включенного в электрическую цепь, устройства подготовки сжатого воздуха, устройства управления и системы трубопроводов.

Особенность заключается в том, что сопло соединено с бачком для ТСМ гибкой трубкой из диэлектрика, находящейся внутри нагревательного элемента, который теплоизолирован от окружающей среды оболочкой из влагонепроницаемого материала; внутри указанной выше трубки соосно располагается гибкая трубка меньшего диаметра, а на конце оболочки установлено сопло. К нагревательному элементу подводится напряжение, и трубка нагревается до температуры, превышающей температуру плавления используемого ТСМ. По внутренней трубке (материальному соплу) поступает расплавленный ТСМ, по наружной трубке (воздушному соплу) поступает нагретый сжатый воздух; на выходе из сопла создается разрежение; расплавленный ТСМ попадает в струю нагретого сжатого воздуха, происходит инжектирование и воздушно-капельная смесь через сопло распыляется на рабочую поверхность ШК и создает на ней равномерный быстро застывающий слой ТСМ. При этом образование в сопле нароста из застывшего ТСМ исключается. Слой ТСМ надежно защищает абразивные зерна от непосредственного контакта с материалом обрабатываемой заготовки. Это способствует уменьшению силы трения, а следовательно, и теплосиловой напряженности в зоне обработки, в результате чего повышается качество поверхностей обрабатываемых заготовок деталей машин. Использование гибкого теплоизолированного воздушного и материального сопел обеспечивает возможность устанавливать питающее устройство в удобном для его размещения на столе месте, независимо от угла наклона сопел относительно оси вращающегося ШК.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата.

На чертежах представлены: фиг.1 - схема устройства для подачи ТСМ на шлифовальный круг; фиг.2 - схема нанесения ТСМ при расположении форсунки под углом α к оси вращающегося ШК.

Гибкое теплоизолированное воздушное и материальное сопла для подачи ТСМ на ШК (см. фиг.1) соединены с питающим устройством 1, включающим устройства подготовки сжатого воздуха и расплавленного ТСМ, устройство управления и системы трубопроводов, через диэлектрическую прокладку 2; гибкая трубка 3 для подвода расплавленного ТСМ соосно располагается внутри внешней гибкой трубки 4 из диэлектрика, находящейся внутри нагревательного элемента 5, защищенного оболочкой из теплоизоляционного влагонепроницаемого материала 6; на конце оболочки 6 установление сопло 7 (далее позиции 3, 4, 5, 6 и 7 объединены под общим названием - гибкая теплоизолированная форсунка); выключатель 8 служит для подачи напряжения на нагревательный элемент 5.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Перед началом работы на шлифовальном станке в питающее устройство 1 (см. фиг.1) закладывают ТСМ (например, парафин) и расплавляют его, переводя ТСМ в жидкое агрегатное состояние. После перехода ТСМ в жидкое агрегатное состояние подают напряжение через выключатель 8 на нагревательный элемент 5, и гибкая теплоизолированная форсунка нагревается до температуры, превышающей температуру плавления используемого ТСМ. Затем из заводской пневмосети под давлением 0,2…0,4 МПа подают сжатый воздух в питающее устройство 1; пройдя через систему подготовки воздуха и ТСМ, воздух нагревается до температуры расплавленного ТСМ и далее поступает в гибкую теплоизолированную форсунку. На выходе из гибкой теплоизолированной форсунки, перед соплом 7 воздух смешивается с расплавленным ТСМ, поступающим в гибкую теплоизолированную форсунку по трубке 3 из питающего устройства 1. При смешивании нагретого воздуха с находящимся в жидком агрегатном состоянии расплавленным ТСМ образуется воздушно-капельная смесь, которая в полном объеме (без образования в сопле 7 нароста из ТСМ) транспортируется через нагретую гибкую теплоизолированную форсунку (предотвращающую также преждевременное застывание воздушно-капельной смеси и расплавленного ТСМ) на рабочую поверхность ШК 9, вращающуюся с окружной скоростью V_K, и создает на ней однородный равномерный слой 10 ТСМ. Продолжительность нанесения и соответственно толщина слоя 10 ТСМ на шлифовальном круге 9 определяется конкретными условиями шлифования. Слой 10 ТСМ надежно защищает абразивные зерна от непосредственного контакта с материалом обрабатываемой заготовки, что способствует уменьшению теплообразования в зоне обработки и повышению качества обработанных поверхностей деталей машин. Гибкая теплоизолированная форсунка (см. фиг.2) позволяет наносить расплавленный ТСМ на вращающуюся рабочую поверхность ШК 9 под различными углами α к его оси.

Устройство для подачи твердого смазочного материала (ТСМ) на шлифовальный круг (ШК), содержащее корпус с соплом, питающее сопло устройство, включающее устройства подготовки сжатого воздуха и расплавленного ТСМ, устройство управления и систему трубопроводов, отличающееся тем, что сопло выполнено с гибкой теплоизолированной форсункой и расположено под углом α к оси вращающейся рабочей поверхности ШК, при этом гибкая теплоизолированная форсунка состоит из гибкой трубки для подвода расплавленного ТСМ, соосно расположенной внутри внешней гибкой трубки из диэлектрика, находящейся внутри нагревательного элемента, защищенного оболочкой из теплоизоляционного влагонепроницаемого материала и включенного в электрическую цепь для нагрева гибкой теплоизолированной форсунки до температуры, превышающей температуру плавления ТСМ.