SU1342602A1 - Method and apparatus for breaking chips - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к обработке металлов резанием и может быть использовано дл  ломки стружки при токарной обработке деталей. Целью изобретени   вл етс  повышение эффективсл 15 Фи9.1The invention relates to the processing of metals by cutting and can be used for breaking chips during turning parts. The aim of the invention is to increase the efficiency of the 15 Phi9.1

Description

ности ломки стружки путем периодической подачи СОЖ на корень стружки и обеспечение ломки стружки с оптимальной длиной ее элементов, что обеспечиваетс  устройством, содержащим укрепленный на резцедержателе 2 корпус 1 с размещенными в нем золотником 4 и соплом 9. Внутренн  полость 5 золотника 4 через крьшшу со штуцером соединена с источником охлаждающей жидкости , а в стенке указанной полости выполнено отверстие 6. На внешнейchip breaking by periodically supplying coolant to the chip root and providing chip breaking with the optimal length of its elements, which is provided by a device containing case 1 fixed to the tool holder 2 with spool 4 and nozzle 9 placed in it. Internal cavity 5 of spool 4 through the socket with socket connected to a source of coolant, and a hole 6 is made in the wall of said cavity. On the outer

1one

Изобретение относитс  к обработке , металлов резанием и может быть использовано дл  ломки стружки при токарной обработке деталей.The invention relates to the machining of metals by cutting and can be used for breaking chips during turning of parts.

Цель изобретени  - повышение эффективности ломки стружки путем периодической подачи смазочно-охлаждаю- щей жидкости (СОЖ) на корень стружки дл  создани  термических напр жений, способствующих ее ломке, и обеспечение ломки стружки с оптимальной длиной ее элементов.The purpose of the invention is to increase the efficiency of chip breaking by periodically supplying a cooling fluid (coolant) to the chip root to create thermal stresses conducive to breaking it, and to ensure chip breaking with the optimal length of its elements.

На фиг. 1 показано устройство дл  осуществлени  способа, поперечньм разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1.FIG. 1 shows a device for carrying out the method, a cross section; in fig. 2 shows a section A-A in FIG.

Корпус 1 закреплен в резцедержателе 2 вместе с резцом 3. В корпусе расположен золотник 4, полость 5 которого через отверстие 6 в стенке золотника и отверстие 7 в корпусе 1 toeдинeнa с полостью 8 сопла 9, герметично сопр женного гайкой 10 с кор- пусом 1 по шаровой поверхности. На корпусе 1 установлено водило 11 ролика 12, ось 13 которого расположена в сухар х 14, зафиксированных при помощи винтов 15 и пружин 16 в пазах 17 водила 11, взаимодействующего через пружину 18 с корпусом 1. Водило 11 закреплено на корпусе 1 с возможностью ограниченного поворота, обеспечиваемого винтом 19, конец которого помещен в канавку (не показана) на поверхности корпуса 1. Золотник 4 укреплен по отношению к корпусу 1 при помощи кольца 20 и сальника 21, сжатоThe housing 1 is fixed in the tool holder 2 together with the cutter 3. In the housing there is a spool 4, the cavity 5 of which through the opening 6 in the wall of the spool and the opening 7 in the housing 1 is connected to the cavity 8 of the nozzle 9, which is hermetically mated with a nut 10 ball surface. The carrier 1 has a carrier 11 of roller 12, the axis 13 of which is located in breadcrumbs 14, fixed with screws 15 and springs 16 in the slots 17 of carrier 11, interacting with the housing 1 through spring 18. The carrier 11 is fixed on the housing 1 with the possibility of limited rotation provided by a screw 19, the end of which is placed in a groove (not shown) on the surface of the housing 1. The spool 4 is fixed to the housing 1 by means of a ring 20 and a stuffing box 21, compressed

26022602

поверхности золотника 4 выполненаi канавка, взаимодействующа  с роликом 12, установленным на водиле 11, которое подпружинено относительно корпуса 1. В процессе обработки поверхности детали вращение от нее передаетс  через ролик 12 золотнику 4. При совпадении отверсти  6 с отверстием 7 корпуса 1 охлаждающа  жидкость через полость 8 сопла 9 попадает на корень стружки и верхнюю часть зоны резани . 2 с.п. ф-лы. 2 ил.the surface of the spool 4 is made and a groove interacting with the roller 12 mounted on the carrier 11, which is spring-loaded relative to the housing 1. During the machining of the surface of the part, rotation from it is transmitted through the roller 12 to the spool 4. When the hole 6 coincides with the hole 7 of the housing 1, the cooling liquid through the cavity 8, the nozzles 9 fall on the chip root and the upper part of the cutting zone. 2 sec. f-ly. 2 Il.

1U1U

1515

25 зо 025 to 0

3535

го выступами крышки 22 со штуцером 23 корпуса 1 под воздействием винтов 24. На поверхности золотника 4 вьтолнена канавка 25, взаимодействующа  с роликом 12, размещенным в прорез х 26 и 27 водила 11 и корпуса 1. Диаметр канавки 25 золотника 4 пропорционален длине отламываемой стружки.the protrusions of the cover 22 with the fitting 23 of the housing 1 under the influence of the screws 24. On the surface of the spool 4 there is a groove 25, interacting with the roller 12 placed in the slot x 26 and 27 of the carrier 11 and the housing 1. The diameter of the groove 25 of the spool 4 is proportional to the length of the breakable chip.

Перед обработкой детали в резцедержателе 2 укрепл ют резец 3 и корпус 1 таким образом, чтобы лева  поверхность ролика 12 лежала в одной вертикальной плоскости с режущей кромкой резца 3. Штуцер 23 соедин ют с источником охлаждающей жидкости (не показан) под давлением. Поворотом ролика 12 вращают золотник 4 до совпадени  отверсти  6 с отверстием 7, после чего направл ют струю охлаждающей жидкости непосредственно над верхней поверхностью режущей кромки резца 3. Сопло 9 укрепл ют при помощи гайки 10. В таком положении устройство готово к работе.Before machining the part in the tool holder 2, the cutter 3 and the body 1 are fixed so that the left surface of the roller 12 lies in the same vertical plane with the cutting edge of the cutter 3. The fitting 23 is connected to a source of coolant (not shown) under pressure. By turning the roller 12, the spool 4 is rotated to match the hole 6 with the hole 7, and then the coolant is directed directly above the upper surface of the cutting edge of the cutter 3. The nozzle 9 is fastened with a nut 10. In this position, the device is ready for operation.

При подводе резца 3 к обрабатываемой поверхности детали отвод т ролик 12 вниз, преодолева  усилие пружины 18 на водило 11. Включают продольную подачу суппорта и с началом по влени  стружки ввод т ролик 12 в контакт с поверхностью обрабатываемой детали за счет воздействи  пружины 18 на водило 11. Вращение детали через ролик 12 передаетс  золотнику 4, при этом отверстие 6 периодически совпадает с отверстием 7, и охлаждающа  жидкость от ее источникаWhen the cutter 3 is supplied to the workpiece surface, the roller 12 is retracted, overcoming the force of the spring 18 on the carrier 11. The longitudinal feed of the caliper is switched on and with the beginning of chip occurrence the roller 12 is brought into contact with the surface of the workpiece due to the action of the spring 18 on the carrier 11 The rotation of the part through the roller 12 is transferred to the spool 4, with the hole 6 periodically coinciding with the hole 7, and the cooling fluid from its source

(например, в виде насоса) под давле-1 нием через полость 8 сопла 9 в виде струи с импульсом полного давлени  поступает на корень стружки и, отража сь от нее, в зону резани  между резцом, стружкой и обрабатываемой деталью. При контакте струи охлаждающей жидкости с раскаленной поверхностью стружки у её корн  начинаетс  интенсивный отвод тепла от стружки, в результате чего в ней образуютс  зоны высокой и низкой температуры, .на границе которьгх возникают высокие термические напр жени , способствующие переламыванию стружки. Отраженна  от стружки стру  охлаждающей жидкости попадает в зону резани , в результате чего зта жидкость проникает в микрокапилл рную сеть в месте контакта резца, стружки и обрабатываемой детали, вызыва  уменьшение силы резани , что способствует также переламыванию стружки.(for example, in the form of a pump) under pressure through the cavity 8 of the nozzle 9 in the form of a jet with an impulse of full pressure enters the chip root and, reflecting from it, into the cutting zone between the bit, the chip and the workpiece. When the coolant jet contacts the hot surface of the chip at its root, intensive heat removal from the chip begins, resulting in high and low temperature zones, at the boundary of which high thermal stresses occur, contributing to chip breaking. The coolant stream reflected from the chip enters the cutting zone, as a result of which this liquid penetrates the microcapillary network at the point of contact of the cutter, the chip and the workpiece, causing a reduction in the cutting force, which also contributes to the breaking of the chip.

В других положени х золотника 4, в которых отверстие 6 золотника не совпадает с отверстием 7 корпуса 1, охлаждающа  жидкость от источника высокого давлени  преодолевает высокое гидравлическое сопротивление канала (не показан) между наружной поверхностью золотника 4 и внутренней поверхностью корпуса 1, в результате чего давление в струе охлаждающей жидкости резко падает и она отклон етс  вниз, скользит по верхней поверхности резца и попадает в центр зоны резани . При этом проникновение охлаждающей жидкости в микрокапилл рную сеть в месте контакта резца, стружки и обрабатываемой детали уменьшаетс , увеличиваетс  сила резани  и происходит только отвод тепла из зоны резани . В этот период температура стружки резко повьшаетс . При каждом обороте золотника 4 перечисленные процессы периодически повтор ютс .In other positions of the spool 4, in which the spool bore 6 does not coincide with the bore 7 of the housing 1, the cooling fluid from the high pressure source overcomes the high flow resistance of the channel (not shown) between the outer surface of the spool 4 and the inner surface of the housing 1, resulting in pressure in the coolant jet, it drops sharply and it deflects downward, slides along the upper surface of the tool and enters the center of the cutting zone. At the same time, the penetration of the coolant into the microcapillary network at the point of contact of the cutter, chips and the workpiece decreases, the cutting force increases and only heat is removed from the cutting zone. During this period, the chip temperature rises sharply. At each turn of the spool 4, the listed processes are periodically repeated.

Без учета проскальзывани  ролика По сопр гаемым поверхност м обраба- тываемой детали и канавки 25 золотника 4, линейна  скорость вращени  золотника практически равна линейной скорости вращени  обрабатьшаемой детали , т.е. частота резких изменений гидравлических сопротивлений тракта подачи охлаждающей жидкости пропорциональна практически скорости резани  и в рассматриваемом примере равWithout taking into account the roller slippage On the adjoining surfaces of the workpiece and groove 25 of spool 4, the linear rotation speed of the spool is almost equal to the linear rotation speed of the workpiece, i.e. the frequency of sudden changes in the hydraulic resistances of the coolant supply path is almost proportional to the cutting speed and in this example equal to

5 Q c 5 Q c

п P

5five

на отношению скорости резани  к диаметру канавки 25 золотника 4. В данном случае длина окружности канавки 25 золотника 4 должна быть равна длине отламываемой стружки, которую выбирают , исход  из условий облегчени  ее уборки и транспортировки. При возникновении значительных проскальзываний сопр гаемых поверхностей детали, ролика 12 и канавки 25 усиливают воздействие со стороны пружин 16 на оси 13 ролика 12 путем завинчивани  винтов 15 и со стороны пружины 18 на водило 11. При обратном холостом ходе . суппорта станка прекращают подачу жидкости в полость 5 золотника 4.on the ratio of the cutting speed to the diameter of the groove 25 of the spool 4. In this case, the circumference of the groove 25 of the spool 4 should be equal to the length of the breakable chip, which is chosen, based on the conditions to facilitate its cleaning and transportation. In the event of significant slippage of the mating surfaces of the part, roller 12 and grooves 25 increase the impact from the springs 16 on the axis 13 of the roller 12 by tightening the screws 15 and from the side of the spring 18 on the carrier 11. With a reverse idle. caliper machine stop the flow of fluid into the cavity 5 of spool 4.

В качестве охлаждающей жидкости могут быть использованы СОЖ, криогенные жидкости и т.п. В качестве источника охлаждающей жидкости могут быть использованы насосы и баллоны с жидкостью , соединенные с баллоном сжатого газа. Вместо пластинчатой пружины 18 может быть использована спиральна  пружина. Дл  уменьшени  про- скльзывани  ролика 12 на его поверх - ности пожет быть выполнена насечка или же его обод может быть выполнен из резины. Возможен контакт ролика 12 с поверхностью канавки 25 по зубчатому зацеплению. Элементы передачи скорости ре зани  от обрабатываемой детали к золотнику 4 могут быть выполнены не в виде водила 11 с роликом 12, а в виде кинематической цепи, преобразующей вращение шпиндел  станка в перемещение (вращательное или возвратно-поступательное ) золотника с учетом величины диаметра обрабатываемой детали .Coolant, cryogenic liquids, etc. can be used as coolant. As a source of coolant, pumps and liquid cylinders connected to a compressed gas cylinder can be used. Instead of a leaf spring 18, a coil spring may be used. To reduce the slipping of the roller 12 on its surface, a notch can be made or its rim can be made of rubber. The contact of the roller 12 with the surface of the groove 25 by gearing is possible. The transmission elements of the transfer speed from the workpiece to the spool 4 can be made not in the form of a carrier 11 with roller 12, but in the form of a kinematic chain that converts the rotation of the machine spindle into movement (rotational or reciprocating) of the valve, taking into account the diameter of the workpiece.

При малых величинах гидравлических потерь (при совпадении отверстий 6 и 7) стру  охлаждающей жидкости воздействует на стружку, охлажда  часть ее поверхности, и на зону контакта резца, стружки и обрабатываемой детали , уменьша  за счет проникновени  охлаждающей жидкости в микрокапилл рную сеть указанной зоны силы резани , т.е. в это врем  на эффективность процесса ломки стружки вли ют два фактора: термический и силовой.At small values of hydraulic losses (when the holes 6 and 7 coincide), the coolant jet acts on the chip, cooling a part of its surface, and on the contact area of the cutter, chip and the workpiece, reducing due to the penetration of coolant into the microcapillary network of the specified cutting force i.e. At this time, the efficiency of the chip breaking process is influenced by two factors: thermal and force.

Применение предлагаемого технического решени  позволит уменьшить транспортные расходы, облегчить уборку стружки от станков и повысить безопасность этих работ.The application of the proposed technical solution will reduce transportation costs, facilitate the cleaning of chips from machine tools and increase the safety of these works.

Claims (2)

Формула изобретени  1. Способ ломки стружки, согласно которому в процессе обработки вращающейс  заготовки режущим инструментом в зону резани  подают импульсный поток охлаждающей жидкости, создающий на стружке термические напр жени , отличающийс  тем, что.Claim 1. Chip breaking method according to which, during the processing of a rotating workpiece with a cutting tool, a pulse flow of coolant is supplied to the cutting zone, which creates thermal stresses on the chip, characterized in that. с целью повышени  эффективности ломки ю дающей жидкости выполнен стружки, импульсную подачу охлаждающей жидкости осуществл ют с частотой, пропорциональной скорости резани , причем при максимальном значении давлени  импульса струю охлаждающей жид- 15 кости подают на стружку, а при минимальном - в зону резани .In order to improve the efficiency of breaking the supply fluid, chips are produced, the pulsed coolant supply is carried out at a frequency proportional to the cutting speed, and at the maximum impulse pressure, a stream of coolant is supplied to the chips, and at the minimum - to the cutting zone. 4-Х)4-X) 2. Устройство дл  лом содержащее установленньй жателе корпус, на которо можностью поворота распо а также механизм периоди чи охлаждающей жидкости отличающеес  механизм периодической п2. A device for a scrap containing a housing installed in the grip, on which the rotation of the coolant can be arranged, as well as the cooling fluid periodical mechanism, characterized by a periodic го золотника, гидравличе ного с источником охлажд ти и кинематически - с п щени  заготовки, причем стенке золотника вьшолне соедин ющее полость золо соплом.the first spool hydraulically with the cooling source and kinematically - from the blank, and the wall of the spool connects the cavity with an ash nozzle. //// 2525 2323 дающей жидкости выполнен giving fluid is made 2. Устройство дл  ломки стружки, содержащее установленньй на резцедержателе корпус, на котором с возможностью поворота расположено сопло, а также механизм периодической подачи охлаждающей жидкости от источника, отличающеес  тем, что механизм периодической подачи охлажв виде полого золотника, гидравлически св занного с источником охлаждающей жидкости и кинематически - с приводом вращени  заготовки, причем в боковой стенке золотника вьшолнено отверстие, соедин ющее полость золотника с соплом.2. A device for breaking chips containing a housing installed on the tool holder, on which the nozzle is rotatably mounted, as well as a mechanism for periodic supply of cooling fluid from a source, characterized in that the periodic supply mechanism is cooled as a hollow slide valve hydraulically connected to a source of cooling fluid and kinematically, with the rotational drive of the workpiece, with a hole in the side wall of the spool that connects the cavity of the spool with the nozzle. Редактор Е.ПаппEditor E. Papp Фиг.22 Составитель А.КорниловCompiled by A. Kornilov Техред Л.Сердюкова Корректор М.ШарошиTehred L. Serdyukova Proofreader M.Sharoshi Заказ 4551/9 Тираж 974ПодписноеOrder 4551/9 Circulation 974 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по дапам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5on dapam inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4