Способ механической обработки вращающимся инструментом

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК9) .5 - (1 685 В 1/ 5)5 В ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТТКРЫТИЯМ ПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Новополоцкий политехнический институт им, Ленинского комсомола Белоруссии(54) СПОСОБ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВРАЩАЮЩИМСЯ ИНСТРУМЕНТОМ(57) Изобретение относится к механическойобработке материалов и может быть применено в машиностроении при обработкетруднообрабатываемых материалов с подогревом. Цель изобретения - повышение ка-.чества и производительности обработки за Изобретение относится к механической обработке материалов вращающимися инструментами и инструментами с внутренним охлаждением и найдет применение в машиностроительном производстве при обработке труднообрабатываемых материалов с подогревом.Целью изобретения является повышение качества и производительности обработки за счет снижения теплонапряженности в зоне резания и выравнивания температуры по режущей кромке инструмента.На чертеже представлена схема процесса резания.Резание осуществляют вращающимся инструментом с тепловой трубой, по которому заготовке 1 и инструменту 2 сообщают вращательные движения со скоростями Ч и счет снижения теплонапряженности в зоне резания и выравнивания температуры по режущей кромке инструмента, В корпусе инструмента 2 размещена замкнутая тепловая труба 3 с теплоносителем 5. В процессе обработки на инструмент 2 воздействует тепловой поток, В тепловой трубе 3 образуется испаритель, из которого течет теплоноситель 5 к конденсатору, где отдает тепло и возвращается со скоростью Ч и. Тепловую трубу 3 вращают со скоростью ЧрЧп 1, что снижает теплонапряжен ность процесса и смещает конденсатор в оптимальное положение. Инструмент 2 вращают со скоростью Ч Чар, в результате чего инструмент не перегревается в зоне резания и не подвергается резкому охлаждению при выходе и резкому нагреву при входе в зону резания. 1 ил. 1 табл. Чц вокруг скрещивающихся осей и относительно движение подачи со скоростью Ч. В корпусе инструмента 2 вблизи режущей кромки размещена замкнутая тепловая трубка 3 с фитилем 4 и теплоносителем 5, В процессе обработки на инструмент 2 в зоне резания источник тепла) воздействует тепловой поток О. В тепловой трубе 3 в непосредственной близости от источника тепла образуется испаритель, из которого течет показано стрелкой) теплоноситель 5 в паровой фазе к конденсатору, где отдает тепло и и возвращается в жидкой фазе по капиллярам фитиля 4 со скоростью Чп, Тепловую трубу 3 вращают со. скоростью ЧрЧп, в результате чего снижается теплонапряженность процесса и происходит смещение конденсатора со стоком гепла ц в оптималь ное с точки зрения охла;кденил полажение.Инструмент 2 вращают в одинаковом илипротивоположном направлениях по отношению к трубе 3 со скоростью Чц =Ь 61 р, врезультате чего инструмент не перегревается в зоне резания и не подвергается резкому охлаждению при выходе и резкомунагреву при вхаце в зону резания.Пример осуществления способа механической обработки вращающимися инструментами,На такарно-винторезном станке модели16 К 20 с устройством для ротационного резания обрабатывались заготовки из стали50 диаметрам 0,1 м вращающимся инструментом из быстрареяущей стали Р 6 М 5 диаметрам 0,055 м без тепловой трубь 1(прототип) и с тепловой трубой (г 1 редложенный способ).Тепловая труба была выполнена в фарме залкнутаго кольца радиусом Я=0,025 миз медной трубы с внешним диаметромс 1=.0,025 м и внутренним с 32-=0,022 м, в качестве теплоносителя использовалась вода,Предельная температура нагрева трубы устанавливалась равной 200"С (473 ОК), т.к.при превышении этсго значения температуры происходило нежелательное разложение смазки е подшипникавом узлеротационного инструмента, Труба имела 30фитиль толщиной т=:0,001 м, состоящий изплти слоев: сетки из медной проволоки толщиной 0,0001 м и ячеистастыа К=-1/М:Площадь паперечнога сечения фитиля Г-=- л И 1 -с 10 )/4=-/15 10 1, где ОО - -б 2-2 т, 35Пористасть фитиля ь=1 - л "гад/4=0,6,Плотность воды при 473 К р =860 кг/и,Теплота парообразованил воды =1,92 хх 10 Дж/кг, Максимальный фактаа передачи мощности для описанной трубы О=100 40Вт,М(7), Максимальный локальный осевойпоток01. 0,017 м/сТогда частота вращения тепловой трубы не должна превышать значенияи=. , - 6,5 об/мин60 Ч 60 0,0172 лй 2 к 0,025 Скорость или частота вращения инструмента устанавливается не ниже частоты вращения трубы с тем, чтобы обеспечить оптимальный режим работы тепловой трубы и эффективный отвод тепла из зоны резания, а также не снизить производительность обработки, При обработке са скорость 1 о вращения инструмента ниже скорости вращения трубы и вышеустановленнай скоростью теплоносителя /Чь=-0,017 м/с / будет реализовываться известный вариант с неподвижной тепловой трубой, который не обеспечивает выравнивание температуры па режущей кромке.Надежность обработки определялась в аезультате стандартных испытаний по времени рабаты инструмента до катастрофического износа, определяемого термической усталостью режущей кромки, Качество обработки определялась путем измерения на профилографе-профиламетре модели 252 шероховатости обработанной поверхности детали, Режимы и результаты сравнительных испытаний предлокенного способа и способа-прототипа представлены в таблице, Частота вращения инструмента с целью проверки положения о соотношении скоростей перемещения теплоносителя, тепловой трубы и инструмента устанавливалась равной, ниже и выше скорости перемещения теплоносителя, Как видно из таблицы, применение вращающегося инструмента с тепловой трубой обеспечивает во всем диапазоне режима резания повышение стойкости инструмента и снижение шероховатости поверхности детали в 1,5 раза па сравнению с инструментом без тепловой трубьь Зтот эффект достигается за счет сниженгя температуры в зоне резанил и выравнивания температуры по режущей кромке инструмента, Причем эффект охлаждения наиболее ощутим при частоте вращения инструмента, равной скорости перемещения теплоносителя (стойкость 60 мин). Стойкость инструмента снижается до 53 мин при меньшей скорости за счет ухудшения отвода тепла из зоны резания и при большей - до 57 мин за счет увеличения суммарной скорости резанил, приводящей к увеличению износа инструмента.Формула изобретения Способ механической обработки вращающимся инструментом, согласно которому заготовке и инструменту с расположенной внутри него тепловой трубой с теплоносителем, сообщают вращательные движения вокруг скрещивающихся осей и относительное движение подачи, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенил качества и производительности обра1685610 ботки, за счет снижения теплонапряженности в зоне резания и выравнивания температуры по режущей кромке, используют инструмент с тепловой трубой, замкнутой по длине, определяют скорость перемещеСтойкость инструмента, минРежим резания Способ Предл прото- женны тип , спасо.Осаулен актор А,Зробок ррек каз 3557 Тираж Подписное ВНИИПИ. Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Скорость вра щения заготовки, мин/м Скорость вращения инстр м/мин ния теплоносителя в трубе, трубу вращают со скоростью, не превышающей скорость перемещения теплоносителя в тепловой трубе, а инструмент вращают со скоростью 5 не ниже скорости вращения трубы,