Устройство для подачи смазывающей технологической среды

Изобретение относится к области обработки материалов резанием и может быть использовано для подачи смазывающих технологических сред (СТС) в зону резания при лезвийной обработке с использованием металлорежущих инструментов с внутренними каналами для подвода СТС. Устройство содержит тигель для размещения и нагрева СТС, канал подачи сжатого воздуха в тигель с винтом для регулировки подачи, канал с соплом для подачи СТС, связанный с тиглем, теплоэлектронагреватели, установленные вдоль стенок тигля и канала для подачи СТС, термопары, установленные в тигле и канале для подачи СТС и связанные с соответствующими терморегуляторами, и канал для подачи сжатого газа с винтом для регулировки подачи, соединенный с соплом с возможностью смешивания сжатого газа с нагретой в тигле СТС с образованием воздушно-капельной смеси. При этом оно снабжено кулачками для адаптации положения канала для подачи СТС к перемещению инструмента и кольцом подачи СТС, соединенным с упомянутым соплом и выполненным с возможностью подачи СТС во внутренний подвод инструмента. Использование изобретения позволяет расширить технологические возможности устройства за счет подачи СТС растительного и животного происхождения в зону резания в виде аэрозоля, поливом, свободно падающей струей и струей под давлением. 3 ил.

 

Изобретение относится к области обработки материалов резанием и предназначено для осуществления подачи смазывающих технологических сред (СТС) в виде аэрозоля, поливом, а также струей под давлением в зону резания при использовании металлорежущих инструментов с внутренними каналами для подвода СТС. Применение данного технического решения позволит расширить область внедрения животных жиров в металлообработке. Установка может быть использована как на операциях сверления, так и на операциях нарезания резьбы метчиками с внутренним подводом СТС.

Известен струйный аппарат для проведения процессов в жидких и газообразных средах (А.с. СССР №265075, МПК B05G, опубл. 09.03.1970 г., Бюл. №10 Аналог), в котором возможна регулировка подачи смазки путем увеличения или уменьшения камеры смешения перемещением диффузора, относительно сопла при помощи шарикового механизма.

Областью применения аппарата является химическое машиностроение.

Недостатками такого устройства является невозможность применения технологических сред, находящихся в твердом агрегатном состоянии, также отсутствует возможность использования аппарата в процессе резания инструментом с внутренним подводом СТС.

Известна конструкция форсунки для распыления вязких жидкостей (А.с. СССР №417121, МПК B05b 7/12, опубл. 25.05.1975 г., Бюл. №19 Аналог), позволяющая регулировать подачу смазки установкой трубки на форсунке, соединяющей трубки подвода смазки и воздуха. При смешивании нагретого воздуха с расплавленным смазочным материалом образуется воздушно-капельная смесь, которая в полном объеме транспортируется через нагретую гибкую теплоизолированную форсунку на рабочую поверхность.

Недостатками аналога является отсутствие возможности регулирования температуры нагрева материала, также использования аппарата в процессе резания инструментом с внутренним подводом СТС.

Известна форсунка для нанесения покрытия из агрессивных жидкостей (патент РФ №2008980 С1, МПК⁵ В05В 7/12, опубл. 15.03.1994 г., Бюл. №9. Аналог), в которой узел регулировки кольцевого зазора выполнен в виде гайки и контргайки, размещенных на продуктовой трубке, установленной с возможностью осевого перемещения относительно внутреннего конуса, при этом накидная гайка соединена с наружной поверхностью внутреннего конуса, охватывающая продуктовую трубку поверхность которого выполнена с проточкой канавки и фиксатором. Взаимодействие потоков закрученного воздуха и жидкой фазы приводит к дроблению жидкости на капли и образованию воздушно-жидкостного факела кольцевого типа.

Недостатком аналога является низкий диапазон регулирования параметров распыляемого факела, также отсутствует возможность использования аппарата в процессе резания инструментом с внутренним подводом СТС.

Известен распылитель (патент РФ №2329873 С2, МПК⁷ В05В 7/00, В05В 7/28, опубл. 27.07.2008 г., Бюл. №7. Аналог), в котором изменение кольцевого зазора за счет осевого перемещения патрубка, соосно расположенного в корпусе, определяет параметры распыляемого газокапельного потока.

Недостатком известного аналога является малый диапазон регулирования газокапельного потока, также отсутствует возможность использования аппарата в процессе резания инструментом с внутренним подводом СТС.

Известно устройство для подачи материалов в распыленном состоянии (патент РФ №2428296 С2, МПК⁵, B23Q 11/10, опубл. 20.05.2011 г., Бюл. №14 Аналог), который позволяет подавать твердые смазочные материалы в распыленном (расплавленном) виде.

Недостатком данного аналога является то, что большой диапазон регулирования распыляемого факела достигается за счет замены узлов смешивания, что усложняет конструкцию, также отсутствует возможность использования аппарата в процессе резания инструментом с внутренним подводом СТС.

Известно устройство для подачи смазочно-охлаждающей жидкости (А.с. СССР №874320, МПК³, В24В 55/02 // B23Q 11/10, опубл. 23.10.1981 г., Бюл. №39 Аналог), обеспечивающее возможность использования в качестве смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) высоковязких масел и смазок. Принцип работы устройства заключается в том, что, с целью обеспечения возможности использования в качестве СОЖ высоковязких масел и смазок, устройство снабжено нагревательным элементом, размещенным внутри сопла.

Недостатками известного устройства являются малая универсальность и сложность регулировки расхода СОЖ, которая производится при помощи увеличения диаметра и числа выходных отверстий, что создает дополнительные трудности связанные с изготовлением и заменой сопла-дозатора, также отсутствует возможность в широком диапазоне регулировать способ подачи СОЖ, например в виде аэрозоля, эффективность использования которого связанна с снижением расхода и высокой проникающей способностью, также отсутствует возможность использования аппарата в процессе резания инструментом с внутренним подводом СТС.

Известно устройство для подачи смазывающих технологических сред (патент на полезную модель РФ №197266 МПК B23Q 11/10, опубл. 16.04.2020. Бюл. №11. Прототип), предназначенное для осуществления подачи смазывающих технологических сред растительного и животного происхождения в виде аэрозоля, а также поливом, свободно падающей струей и струей под давлением, в зависимости от требований к технологической операции.

Недостатком такого устройства является сложность использования при сверлении, т.к. конструкция обеспечивает малый диапазон регулировки направления подачи аэрозоли, в связи с чем проблематично адаптировать угол положения сопла под различные технологические операции, также отсутствует возможность использования устройства при сверлении, а также при нарезании резьбы инструментом с внутренним подводом смазывающих технологических сред (СТС).

Техническим результатом изобретения является возможность подавать смазывающие технологические среды (СТС) растительного и животного происхождения в зону резания в виде аэрозоля, поливом, свободно падающей струей, а также струей под давлением при использовании металлорежущих инструментов с внутренним подводом СТС, расширяя тем самым область использования растительных масел и животных жиров в механообрабатывающей промышленности.

Устройство для подачи смазывающей технологической среды (СТС) в зону резания при лезвийной обработке инструментом с внутренним подводом СТС, содержащее тигель для размещения и нагрева СТС, закрытый крышкой с прокладкой и расположенный в обшивке из нержавеющей стали с огнеупорным теплоизолирующим материалом, канал с соплом для подачи СТС, связанный с тиглем, теплоэлектронагреватели, установленные вдоль стенок тигля и канала для подачи СТС, термопары, установленные в тигле и канале для подачи СТС и связанные с соответствующими терморегуляторами, и канал для подачи сжатого газа с винтом для регулировки подачи сжатого газа, соединенный с соплом с возможностью смешивания сжатого газа с нагретой в тигле СТС с образованием воздушно-капельной смеси, при этом устройство снабжено кулачками для адаптации положения канала для подачи СТС к перемещению упомянутого инструмента, выполненными состоящими из корпусов, имеющих возможность вращения относительно друг друга с обеспечением подачи СТС через них, кольцом подачи СТС, соединенным с упомянутым соплом и выполненным с возможностью подачи СТС в упомянутый внутренний подвод инструмента, и контрольными манометрами, установленными в каналах для подачи сжатых воздуха и газа, при этом сопло и соединенный с ним упомянутый кулачок закреплены на крепежной пластине, установленной на направляющих с возможностью линейного перемещения.

Отличием данного технического решения от прототипа является тот факт, что устройство позволяет подавать СТС в виде аэрозоля, поливом, свободно падающей струей, а также струей под давлением в зону резания при использовании металлорежущих инструментов с внутренними каналами для подвода СТС при сверлении и нарезании резьбы, в отличие от прототипа, который ориентирован в большей степени для применения при токарной обработке материалов.

Изобретение представлено на чертежах:

фиг. 1 - конструктивная схема устройства подачи смазывающих технологических сред.

фиг. 2 - конструктивная схема тигля.

фиг. 3 - конструктивная схема кулачка для адаптации положения канала для подачи СТС к перемещению инструмента, выполненного из корпусов, имеющих возможность вращения относительно друг друга с обеспечением подачи СТС через них.

Устройство для подачи смазывающей технологической среды содержит тумблер 1, терморегуляторы 2, 3, тигель 4, винт для регулировки подачи сжатого воздуха 5, манометры 6,8, винт для регулировки подачи сжатого газа 7, канал для подачи сжатого воздуха 9, канал для подачи сжатого газа 10, кулачки для адаптации положения канала для подачи СТС к перемещению инструмента, выполненные состоящими из корпусов, имеющих возможность вращения относительно друг друга с обеспечением подачи СТС через них 11, фиксаторы 12, сопло 13, пружину 14, шпиндель сверлильного станка 15, кольцо подачи СТС 16, крепежную пластину 17, режущий инструмент с внутренним подводом СТС 18, основание 19, направляющие 20, линейные подшипники 21, теплоэлектронагреватели 22, 25, термопары 23, 28, металлическую обшивку из нержавеющей стали 24, огнеупорный теплоизолирующий материал 26, электропровод 27, крышку 29, уплотнительную прокладку 30, крепежи 31, каналы для подачи СТС 32, 40, корпус 33, зажимные винты 34, защитную пластину 35, прижимную шайбу 36, шпильку 37, шайбу с коническим отверстием 38, трубу из нержавеющей стали 39, резиновые уплотнительные кольца 41, упорные подшипники 42, фиксирующие гайки 43, прижимной винт 44, асбестовую прокладку 45.

Принцип работы устройства заключается в следующем. В тигле 4, производится нагрев СТС при помощи теплоэлектронагревателя 25, затем по каналу для подачи сжатого воздуха 9, в тигель 4, подается сжатый воздух, и СТС под давлением поступает по каналу для подачи СТС 32 и 40, через кулачки для адаптации положения канала для подачи СТС к перемещению инструмента, выполненные состоящими из корпусов, имеющих возможность вращения относительно друг друга с обеспечением подачи СТС через них 11 в сопло 13, далее по каналу для подачи сжатого газа 10, который установлен на фиксаторах 12, подается сжатый газ. Расплавленная СТС смешивается с сжатым газом в сопле 13, образуя воздушно-капельную смесь, которая через кольцо подачи СТС 16, поступает в режущий инструмент с внутренним подводом СТС 18. Поскольку при сверлении шпиндель сверлильного станка 15 сообщает режущему инструменту с внутренним подводом СТС 18, вращательное и возвратно-поступательное движение, разработаны специальные направляющие 20, с линейными подшипниками 21 закрепленные на основании 19 на одном конце, а на противоположном к корпусу сверлильного станка (на чертежах не указан). К линейным подшипникам 21 прикреплена крепежная пластина 17, на которой установлены кулачки для адаптации положения канала для подачи СТС к перемещению инструмента, выполненные состоящими из корпусов, имеющих возможность вращения относительно друг друга с обеспечением подачи СТС через них 11 с соплом 13. Для снижения нагрузки на систему, используется пружина 14, так же во время сверления для адаптации к перемещению при поступательном движении шпинделя сверлильного станка 15 и режущего инструмента с внутренним подводом СТС 18, разработаны кулачки для адаптации положения канала для подачи СТС к перемещению инструмента, выполненные состоящими из корпусов, имеющих возможность вращения относительно друг друга с обеспечением подачи СТС через них 11, состоящие из корпусов 33, соединенных между собой шпилькой 37, в свою очередь, вращательное движение обеспечивают упорные подшипники 42, зафиксированные прижимной шайбой 36 и фиксирующими гайками 43. Канал для подачи СТС 40 и шайба с коническим отверстием 38, фиксируется в корпусе 33. Асбестовая прокладка 45, и труба из нержавеющей стали 39, обеспечивают теплоизоляцию расплавленной СТС. Труба из нержавеющей стали 39 фиксируется при помощи прижимных винтов 44. Герметичность кулачков для адаптации положения канала для подачи СТС к перемещению инструмента, выполненных состоящих из корпусов, имеющих возможность вращения относительно друг друга с обеспечением подачи СТС через них 11 обеспечивают резиновые уплотнительные кольца 41. Для предотвращения от загрязнения упорного подшипника 42 на корпус 33 устанавливается защитная пластина 35 и фиксируется при помощи зажимных винтов 34. Для поддержания постоянной температуры расплавленной СТС в тигле и в каналах для подачи СТС предусмотрены теплоэлектронагреватели 22, 25 расположенные вдоль стенок тигля 4, а также вдоль канала для подачи СТС 40, режим работы которых регулируется термопарами 23, 28 терморегуляторов 2, 3.

Для контроля давления сжатого воздуха в тигле 4, и в канале для подачи сжатого воздуха 9, предусмотрен манометр 6, регулировка которого производится при помощи винта для регулировки подачи сжатого воздуха 5.

Тигель 4 в свою очередь содержит уплотнительную прокладку 30, расположенную между крышкой 29 и металлической гильзой тигля 4, обеспечивающую герметичность системы, а во избежание тепловых потерь расплавленной СТС, тигель 4 содержит теплоизолирующий материал 26 и металлическую обшивку из нержавеющей стали 24.

Для контроля давления сжатого газа в канале для подачи сжатого газа 10, предусмотрен манометр 8, регулируется давление при помощи винта для регулировки подачи сжатого газа 7.

Электрический ток поступает к теплоэлектронагревателям 22, 25 через электропровода 27 при помощи тумблера 1. Установка тигля 4 на столе сверлильного станка (на чертежах не указан) осуществляется при помощи крепежей 31.

Устройство работает следующим образом: СТС погружается в тигель, затем устанавливается крышка с уплотнительной прокладкой и фиксируется при помощи барашковых винтов, затем при помощи тумблера и электропровода подается питание 220 V на теплоэлектронагреватели. СТС посредством вытопки переходит в жидкое агрегатное состояние, температура которой поддерживается постоянной при помощи терморегуляторов и термопар, расположенных в канале для подачи СТС и тигле. При достижении необходимой температуры СТС, в тигель подается сжатый воздух, давление которого регулируется при помощи манометра, затем расплавленная СТС поступает по каналам для подачи СТС через кулачки для адаптации положения канала для подачи СТС к перемещению инструмента, выполненные состоящими из корпусов, имеющих возможность вращения относительно друг друга с обеспечением подачи СТС через них в сопло. Далее по каналам для подачи сжатого газа подается сжатый газ давление которого регулируется также при помощи манометра. Расплавленная СТС и сжатый газ смешиваются в сопле устройства образуя воздушно-капельную смесь, которая через кольцо подачи СТС подается через режущий инструмент с внутренним подводом СТС в зону резания. При помощи каналов для подачи СТС, кулачков для адаптации положения канала для подачи СТС к перемещению инструмента, выполненных состоящих из корпусов, имеющих возможность вращения относительно друг друга с обеспечением подачи СТС через них, направляющих, линейных подшипников, кольца подачи СТС, обеспечивается адаптация системы к вращательному и обратно-поступательному движению шпинделя сверлильного станка и режущего инструмента с внутренним подводом СТС.

Устройство для подачи смазывающей технологической среды (СТС) в зону резания при лезвийной обработке инструментом с внутренним подводом СТС, содержащее тигель для размещения и нагрева СТС, закрытый крышкой с прокладкой и расположенный в обшивке из нержавеющей стали с огнеупорным теплоизолирующим материалом, канал подачи сжатого воздуха в тигель с винтом для регулировки подачи сжатого воздуха, канал с соплом для подачи СТС, связанный с тиглем, теплоэлектронагреватели, установленные вдоль стенок тигля и канала для подачи СТС, термопары, установленные в тигле и канале для подачи СТС и связанные с соответствующими терморегуляторами, и канал для подачи сжатого газа с винтом для регулировки подачи сжатого газа, соединенный с соплом с возможностью смешивания сжатого газа с нагретой в тигле СТС с образованием воздушно-капельной смеси, отличающееся тем, что оно снабжено кулачками для адаптации положения канала для подачи СТС к перемещению упомянутого инструмента, выполненными состоящими из корпусов, имеющих возможность вращения относительно друг друга с обеспечением подачи СТС через них, кольцом подачи СТС, соединенным с упомянутым соплом и выполненным с возможностью подачи СТС в упомянутый внутренний подвод инструмента, и контрольными манометрами, установленными в каналах для подачи сжатых воздуха и газа, при этом сопло и соединенный с ним упомянутый кулачок закреплены на крепежной пластине, установленной на направляющих с возможностью линейного перемещения.