Энергосберегающее устройство охлаждения режущего инструмента



Энергосберегающее устройство охлаждения режущего инструмента
Энергосберегающее устройство охлаждения режущего инструмента

 


Владельцы патента RU 2591931:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) (RU)

Изобретение относится к области высокоскоростной обработки деталей на оборудовании с ЧПУ, в частности к системам охлаждения резцов. Техническим результатом является снижение энергопотребления при охлаждении режущей части резца. Оборудование для обработки деталей содержит переднюю бабку, заднюю бабку, исполнительные механизмы, режущий инструмент, в резце которого установлена пластина с термоэлементом, устройство охлаждения режущего элемента и токопроводы. При этом устройство охлаждения режущего инструмента выполнено в виде тепловых труб, термоэлектрических секций, работающих на основе эффекта Томсона, и аккумулятора. Причем термоэлектрические секции расположены между тепловыми трубами, размещенными над зоной резания, выход термоэлектрических секций соединен токопроводом с входом аккумулятора, выход которого посредством токопровода соединен с пластиной с термоэлементом режущего инструмента.1 ил.

 

Изобретение относится к области высокоскоростной обработки деталей на оборудовании с ЧПУ, в частности к системам охлаждения резцов.

Известно устройство высокоточной обработки деталей на оборудовании с ЧПУ [Патент РФ №2280540, кл. В23В 25/06, 2006 (аналог)]. Недостатком данного устройства является высокая техническая сложность, связанная с необходимостью охлаждения резца за счет механизма подачи смазочно-охлаждающей жидкости, а также сложность конструкции устройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство охлаждения режущего инструмента [Патент РФ №2470757, кл. В23В 11/10, 2013 (прототип)]. Основным недостатком устройства является то, что при охлаждении резца используется управляемый генератор тока, что увеличивает энергозатраты на работу устройства.

Техническим результатом является снижение энергопотребления при охлаждении режущей части резца за счет эффекта Томпсона.

Техническая задача изобретения решается тем, что в энергосберегающее устройство охлаждения режущего инструмента содержащего деталь, переднюю бабку, заднюю бабку, резец, состоящий из режущей части, специальной пластины с термоэлементом и державки, резцедержатель, исполнительные механизмы оборудования с ЧПУ, токопровод и компьютер, добавлены теплоотводящие трубы, термоэлектрические секции, аккумулятор.

В энергосберегающее устройство охлаждения режущего инструмента посредством тепловых труб отводится тепло из зоны резания. Между тепловыми трубами установлены термоэлектрические секции, которые соединены друг с другом с помощью токопроводов. Ток поступает по токопроводам в аккумулятор и дальше на специальную пластину с термоэлементом.

На фиг.1 представлена схема энергосберегающего устройства охлаждения режущего инструмента.

Энергосберегающее устройство охлаждения режущего инструмента содержит деталь 1, переднюю бабку 2, заднюю бабку 3, резец, состоящий из режущей части 4, специальной пластины с термоэлементом 5 и державки 6, резцедержатель 7, исполнительные механизмы оборудования с ЧПУ 8, тепловые трубы 9, термоэлектрические секции 10, аккумулятор 11, токопровод 12 и компьютер 13.

Связи в энергосберегающем устройстве охлаждения режущего инструмента расположены следующим образом: выход компьютера 13 соединен с исполнительными механизмами оборудования с ЧПУ 8, которые перемещают резцедержатель 7 с закрепленным в нем резцом, состоящим из державки 6, специальной пластины с термоэлементом 5 и режущей части 4. Вход специальной пластины с термоэлементом 5 при помощи токопроводов 12 соединен с выходом аккумулятора 11. Вход аккумулятора 11 соединен с выходом термоэлектрических секций 10, установленных между тепловыми трубами 9, расположенными над обрабатываемой деталью 1, закрепленной в передней бабке 2 и задней бабке 3.

Энергосберегающее устройство охлаждения режущего инструмента работает следующим образом. Когда происходит нагрев деталь 1 в зоне резания, уходящий теплый воздух выходит через тепловые трубы 9, между тепловыми трубами 9 установлены термоэлектрические секции 10, в которых теплый воздух (температура в зоне резания ≈250°C) нагревает одни концы спаев термоэлектрической секции 10, работающей на основе эффекта Томпсона, а холодный воздух (температура в цехе ≈22°C) охлаждает другие концы спаев термоэлектрической секции 10. Происходит получение термоЭДС. В результате чего выработанный ток поступает по токопроводу в аккумулятор 11. Из аккумулятора 11 ток посредством токопровода 12 поступает на специальную пластину с термоэлементом 5. При этом происходит охлаждение режущей части резца 4 без дополнительного потребления энергии, так как энергия вырабатывается за счет повышения температуры в зоне резания.

Таким образом, предлагаемое энергосберегающее устройство охлаждения режущего инструмента позволяет снизить энергопотребление при охлаждении резца.

Оборудование для обработки деталей, содержащее переднюю бабку, заднюю бабку, исполнительные механизмы, режущий инструмент, в резце которого установлена пластина с термоэлементом, устройство охлаждения режущего элемента и токопроводы, отличающееся тем, что устройство охлаждения режущего инструмента выполнено в виде тепловых труб, термоэлектрических секций, работающих на основе эффекта Томсона, и аккумулятора, при этом термоэлектрические секции расположены между тепловыми трубами, размещенными над зоной резания, выход термоэлектрических секций соединен токопроводом с входом аккумулятора, выход которого посредством токопровода соединен с пластиной с термоэлементом режущего инструмента.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области высокоскоростной обработки деталей на станках с ЧПУ. Устройство, реализующее предложенный способ управления, содержит последовательно соединенные термопару, установленную с возможностью измерения температуры в режущей части резца, нечеткий контроллер и управляемый генератор постоянного тока, соединенный с термоэлементом, выполненным в виде элемента Пельтье, блок активного контроля, состоящий из датчика скорости резания, датчика подачи резца и датчика силы тока, подаваемого на упомянутый термоэлемент, при этом второй вход нечеткого контроллера соединен с выходом блока активного контроля.

Изобретение относится к не содержащему фольги ламинированному материалу (10) мешка для упаковки жидких продуктов или напитков, содержащему первый слой (11) бумаги или другого материала на основе целлюлозы, расположенный с внутренней стороны не содержащего фольги ламинированного материала мешка, второй слой (12) бумаги или другого материала на основе целлюлозы, расположенный с внешней стороны не содержащего фольги ламинированного материала мешка, причем указанные первый и второй слои ламинированы друг к другу посредством по меньшей мере одного промежуточного связующего слоя (13), выбранного из термопластических полимеров, газобарьерный покрывающий слой (14, 14'), нанесенный на одну или обе стороны первого слоя бумаги или другого материала на основе целлюлозы, барьерный слой металлического покрытия (15), осажденного из паровой фазы, расположенный на внутренней стороне указанного первого слоя, самый внутренний слой непроницаемого для жидкости термосвариваемого термопластического полимерного материала (16), выбранного из полиолефинов, нанесенный на внутреннюю сторону барьерного слоя металлического покрытия (15), осажденного из паровой фазы и самый внешний слой непроницаемого для жидкости термосвариваемого термопластического полимерного материала (17), выбранного из полиолефинов на противоположной стороне не содержащего фольги ламинированного материала мешка, нанесенный на внешнюю сторону второго слоя бумаги или другого материала на основе целлюлозы, причем газобарьерный покрывающий слой (14, 14') получен жидкопленочным нанесением жидкой композиции на указанный первый слой и последующей сушкой жидкой композиции, содержащей полимерный связующий материал, диспергированный или растворенный в водной среде или в другом растворителе.

Режущий инструмент содержит режущий элемент в виде вставной режущей пластины, охлаждаемой косвенно с помощью теплообменника с микроканалами, который установлен у задней поверхности вставной режущей пластины.

Режущий инструмент включает в себя режущую пластину, содержащую верхнюю поверхность, нижнюю поверхность, прижимную поверхность для упора прихвата, режущую кромку, отверстие, проходящее сквозь пластину от нижней поверхности до прижимной поверхности, и канал, проходящий от прижимной поверхности до ближней режущей кромки, и держатель инструмента, содержащий корпус держателя инструмента, имеющий карман для приема вставки, прихват для контакта с прижимной поверхностью и прижатия пластины в кармане, и проход держателя инструмента в корпусе в сообщении по потоку с отверстием в пластине.

Устройство содержит режущий инструмент и систему подачи смазочно-охлаждающей технологической среды в зону резания на переднюю поверхность режущего инструмента. Для снижения необходимых усилий резания и повышения динамической жесткости режущего инструмента, а также повышения чистоты обрабатываемой поверхности детали при высоких скоростях резания за счет изменения схемы процесса резания оно снабжено вибратором, выполненным с возможностью создания колебания в диапазоне частот от 1 кГц до 40 кГц в направлении нормали к передней поверхности режущего инструмента, штоком и дополнительной вибрирующей пластиной, поверхность которой выполнена в виде продолжения передней поверхности режущего инструмента, соединенной с вибратором.

Режущий инструмент содержит режущую пластину, соединенную с охлаждающей пластиной, выполненной с отверстием для прохода хладагента. Для повышения стойкости режущей пластины передняя поверхность режущей кромки режущей пластины выполнена с выступами и пазами между ними, а охлаждающая пластина выполнена с лицевыми поверхностями, пазами и массивами лицевой поверхности ниже плоскости передней поверхности режущей кромки режущей пластины для соответственного соединения с выступами и пазами режущей пластины.

Режущий инструмент содержит хвостовик, головку, содержащую гнездо, режущую пластину, съемно удерживаемую в гнезде, и элемент для подачи охлаждающего средства, расположенный рядом с головкой и содержащий корпус, выполненный с возможностью приема и подачи охлаждающей текучей среды через образованный в нем канал, и сопло, зацепленное с корпусом и выполненное с возможностью перемещения относительно корпуса элемента между первым положением, в котором сопло проходит наружу и вперед от корпуса элемента для по меньшей мере частичного прохождения над зажимным элементом, который закрепляет режущую пластину на месте, и вторым положением, в котором сопло втянуто в канал для текучей среды, так что по меньшей мере часть сопла, которая проходит наружу из корпуса элемента в первом положении, размещается в канале для текучей среды во втором положении и не проходит над зажимным элементом, причем сопло устойчиво в первом положении за счет непрерывного потока охлаждающей текучей среды, выталкивающего сопло наружу и вперед от корпуса элемента.

Резец // 2443511
Изобретение относится к металлообработке, а именно к сборному режущему инструменту для автоматизированного оборудования. .
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для повышения надежности и стойкости режущего инструмента. .
Наверх