Устройство для подавления образования пыли и для отвода стружки при обработке резанием

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 191 И 11 В 23 С 11/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ АТЕН во СССР 1977,ЛЕНИЯ ОБРАСТРУЖКИ ПР(57) Изостроениюдля подаработкевенно из являетс давления счет соз зоны обр 4 е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельстВ 753598, кл. В 23 Я 11/02 ОЙСТВО ДЛЯ ПОДАВЪЛИ И ДЛЯ ОТВОДА И РЕЗАНИЕМретение относится к станков частности к устройствам ления пыли и стружки при обезанием заготовок преимущестграфита. Целью изобретения повышение эффективности по- пыли и отвода стружки за ания сплошной завесы вокруг ботки. На инструментальном 2 металлорежущего станка монтируется на его шпиндельной бабке 1 или на сланце пиноли кольцевой коллектор 5, который на нижней стороне имеет кольцевую щель 14, образующую бесконечное кольцевое сопло. В полость кольцевого коллектора 5 вводится напорная жидкость, которая выходит из кольцевой щели в виде замкнутой завесы жидкости так, что внутри него создается замкнутое пространство, окружающее место обработки. Таким образом, с помощью завесы жидкости образуется постоянная изоляция, В полость коллектора 5 вмонтирован встроенный злемент 32 с отклоняющим кольцом, с фильтрующим кольцом 34 и с выпрямляющимФ кольцом 35, посредством которого полость подразделяется на верхнюю и нижнижнюю. Посредством завесы жидкости надежно удерживается витающая пыль, возникающая при обработке заготовки. Несмотря на это, место обработки является видимым и к нему имеется бес- юапА препятственный доступ. 4 з.п. Ф-лы, ф 1Изобретение относится к станкостроению, в частности к устройствам дляподавления пыли и стружки при обработке заготовок преимущественно изграфита.Цель изобретения - повышение эффективности подавления пыли и отводастружки за счет создания сплошной завесы вокруг зоны обработки.На фиг. - изображено устройстводля подавления образования пыли приобработке, расположенное на шпиндельной бабке или на фланце пиноли метал-,лорежущего станка и окружающее коль 15цевым трубопроводом инструментальныйшпиндель, установленный в шпиндельнойбабке, вертикальный разрез; на фиг.2 то же, с двойным кольцевым трубопроводом, окружающим инструментальныйшпиндель; на фиг.З - устройство дляподавления образования пыли при обработке резанием заготовок, примерисполнения; на фиг,4 - то же, с двойным кольцевым трубопроводом, окружающим инструментальный шпиндель,Устройство (фиг,1) содержит шпиндельную бабку 1, фланец пиноли металлорежущего станка, в котором установлен шпиндель 2, на котором размещенозажимное приспособление 3, с помощьюкоторого может быть зажат инструмент.Зажимное приспособление 3 может бытьвыполнено любой формы. На торцовойстороне шпиндельной бабки 1 с помощьюболтов 4 закреплен кольцевой коллектор 5, который окружает шпиндель 2вместе с зажимным приспособлением 3.Кольцевой коллектор 5 состоит из двухчастей: из открытого по окружностиИ-образного кольца 6, фланец 7 которого расположен со стороны шпиндельной бабки и имеет выступ 8, и из цилиндрического кольца 9 с плоским уплотнением 10, которое закрепляетсяпри помощи болтов 4 к фланцу 7. Фланец 11, противолежащий фланцу 7, имеет на своем свободном конце отогнутую кромку 12, которая вместе с .кромкой 13, выполненной на свободном конце цилиндрического кольца 9, образует кольцевую щель 4;Устройство по фиг.2 имеет два расположенных рядом друг с другом коллектора 15 и 16, которые имеют соответственно каналы 1 7 и 18 с прямоугольным поперечным сечением. Оба канала 17 и 18 имеют на стороне, противолежащей шпиндельной бабкекольцевые щели 19 и 20, образующие бесконечное кольцевое сопла. При истечении жидкости из кольцевых щелей 19 и 20 образуются два замкнутые кольцеобраэные завесы жидкости, которые полностью изолируют по отношению к окружающей среде пространство внутри обоих потоков жидкости. При этом в каналах 17 и 18 в выходных отверстиях 21 и 22 подводящего трубопровода встроены выпрямляющие элементы 23, через которые поступающая жидкость направляется в кольцевые коллекторы 15 и 16 для образования замкнутой завесы жидкостиВ кольцевом коллекторе 5 (фиг.1) также предусмотрено такое выходное отверстие подводящего трубопровода с выпрямителем,Выходные отверстия 21 и 22 целесообразно выполнять на противополож-ных сторонах.При этом в устройстве по фиг.2 на стороне, противоположной шпиндельной бабке 1, расположено несколько сопл 24, которые направлены наклонно по отношению к оси 25 зажимного приспособления 3 и служат для охлаждения инструмента.Коллекторы 15 и 16 состоят из кольца 26, которое имеет два расположенных рядом друг с другом канала 17 и 18, и из двух кольцевых крышек 27 и 28, которые образуют с соседней стенкой канала кольцевые щели 9 и 20. Кольцо 26 закрепляется с помощью болта 29 на торцовой стороне 30 шпиндельной бабкиНа фиг,З изображено устройство, в котором в полость 31 коллектора 5 встроен элемент 32. Последний пропускает жидкость и может быть выполнен в виде шайбообразного кольца. Элемент 32 разделяет полость коллектора на верхнюю, приблизительно прямоугольную, и нижнюю, приблизительно клинообразную, .части. При необходимости встроенный элемент 32 может быть пригнан согласно соответствующему варианту исполнения устройства. Со стороны втекающего потока встроенный элемент имеет отклоняющее кольцо 33, служащее для того, чтобы выход жидкости в кольцевой щели 14 происходил параллельно оси 25, Отклоняющее кольцо 33 может быть выполнено в виде кольцевой шайбы, которая является перфорированной или лопастной решеткой.щей среды. В этом, пространстве обрабатывается заготовка. Вследствие наличия замкнутой завесы жидкости вся образовавшаяся пыль улавливается и связывается в жидкости, Одновременно уносится жидкостью получающаяся стружка, Так как жидкость является прозрачной, можно беспрепятственно осуществлять наблюдение за процессом обработки. При необходимости вмешательства вместе обработки, оно может быть осуществлено через завесу жидкости. Замкнутое пространство всегда сохраняется независимо отформы заготовки. Это предполагает, что истечение жидкости из кольцевого сопла происходит замкнуто и вертикально по отношению к оси 25. Если для кольцевого коллектора предусмотрен только один подводящий трубопровод, то направление выходящего потока жидкости может проходить наклонно к оси шпинделя. Вследствие этого на заготовке могут быть области, например при крутых боковых поверхностях, которые не закрываются потоком жидкости, так что там может выходить пыльПри исполненииустройства согласйо 30, фиг.2 можно устранить выходпыли благодаря тому, что подводящий трубопровод водном канале обеспечивает наклонное истечение жидкости,противоположноенак. -лонному истечениюжидкости в другом канале, так что даже в случае обработки заготовок с острыми углами и крутоспадающими кромками достигается полная изоляция внутреннего простран" ства.Несмотря на наличие выпрямителей в подводящем трубопроводе, поток жидкости, выходящей из кольцевой щели, проходит не параллельно, а несколько наклонно к оси шпинделя. Выполнение двойного кольцевого трубопровода устраняет этот недостаток, но это требует повышенных затрат.Однако жидкость, используемая для образования завесы жидкости, захватывает и уносит частички пыли, получающиеся при обработке. Несмотря на то, что жидкость очищается в очистительной установке, не представляется возможным осуществить очистку до такой степени, чтобы из жидкости были удалены все частицы, т.е. в жидкости всегда имеется небольшая доля материальных частиц, которые оседают, в частности, в области кольцевого канала 5 1600620 6Встроенный элемент 32 может иметь также фильтрующее кольцо 34, удерживающее частицы, еще имеющиеся в жидкости, которые осаждаются прежде всего вверхней части полости коллектора 5вследствие действующей центробежнойсилы на внешней стенке канала и образуют слой, из которого могут вырваться частицы, застревающие в кольцевойщели 14 и резрывающие завесу жидкости; фильтрующее кольцо 34 может состоять из сеток, которые сложены издвух или более комплектов с уменьшающейся в направлении потока ширинойотверстий, равной 0,8-0,3 мм, предпочтительно 0,64-0,4 мм. Со сторонывыхода на встроенном элементе 32 может быть также предусмотрено выпрям"ляющее кольцо 35, которое дополнительно обеспечивает течение жидкостипараллельно оси 25. Выпрямляющеекольцо 35 выполнено в виде перфорированной кольцевой шайбы или щелевойрешетки. Встроенный элемент 32 со 25стороны шпинделя закреплен кольцевойкрышкой 36. При этом в коллекторе выполнено одно или несколько радиальныхканалов 37. На фиг.4 представлено устройство, аналогичное устройству пофиг.2, с размещенными рядом друг сдругом коллекторами 15 и 16, в которые встроены элементы 32, аналогичные встроенным элементам, показаннымна фиг.3. При этом в устройстве пофиг.4, помимо радиальных каналов 37,35предусмотрены ответвительные отверс"тия 38, с помощью которых можно аэрировать пространство между двумя завесами жидкости. 40Если эти каналы аэрации закрыты,то при стягивании завесов жидкостиможет быть обеспечена полная изоляция внутреннего пространства завесыжидкости. Такие аэрационные каналымогут быть также предусмотрены и вустройствах по фиг.1 и 2.Устройство работает следующим образом.С помощью насоса жидкость подается с регулируемым давлением в кольцевой коллектор 5 (15 и 16), При этомкольцевой коллектор полностью наполняется жидкостью и она вытекает наружу через кольцевое сопло, образованное кольцевой щелью 14 (19 и 20).Вытекающая жидкость образует замкну-тую завесу, внутри которой замкнутоепвллтпанство изолировано от окружаю-, 1 б 00620,и могут при прорывах скоплений частиц застрять в кольцевой щели, препятствуя образованию замкнутой завесы жидкости.В случае исполнения устройства согласно фиг.З с помощью встроенного элемента 32 обеспечивается вытекание жидкости из кольцевого сопла параллельно оси 25. Одновременно во встроенном элементе задерживаются материальные частицы, находящиеся в жидкости.При исполнении согласно фиг.4 можно еще более надежно устранить любой выХод пыли, так как в этом случае даже те материальные частицы, которые вследствие большой кинетической энер- гиИ пересекают внутреннюю завесу жидкости, тормозятся настолько, что улавливаются во внешней завесе жидкости.При обработке графита графитовая пыль, захваченная завесой жидкости, направляется не в систему охлаждения металлообрабатывающего станка, а в отдельно от нее расположенную установку. В этой установке текущая в обратном направлении жидкость, несущая материальную пыль и материальные частицы, очищается и затем снова подает ся с помощью насоса в систему охлаждения металлорежущего станка, Даже с помощью такой установки не представляется возможным полностью удалить и жидкости все, особенно мельчайшие, материальные частицы. С помощью встроенных элементов 32 можно надежно устранить указанный недостаток.Для образования замкнутой завесы жидкости кольцевая щель 1 ч (19 и 20) может быть выполнена с шириной, равной 0,25-0,4 мм, причем в качестве жидкости может быть использована из 5 1 О 15 20 25 При исполнении устройства можно использовать не один, а несколько подводящих коллекторов, вследствие чего можно уменьшить действие центробежной силы в верхнем частичном канале и при известных условиях отказаться от отклоняющего ,кольца 33.Так как завесы жидкости на своих внешних поверхностях увлекают с собой воздух, в их внутреннем пространстве вестная охлаждающая жидкость, которая содержит 97 Е воды и Зпримеси,препятствующей образованию ржавчины,и может выдерживать давление 2 бари более. 30 з35 40 45 50 55 давление воздуха уменьшается. Вследствие этого завеса жидкости проходит не вертикально, а постепенно стягивается в виде конуса, Чтобы избежать этого, в устройстве по фиг.З в кольцевом канале предусмотрен один или несколько радиальных каналов 37. 3 случае исполнения устройства согласно фиг.4, помимо радиальных каналов 37, предусмотрены еще ответвительные отверстия 38, с помощью которых можно аэрировать пространство между двумя завесами жидкости.Описанные устройства можно применять не только на фрезерных станках с одним или несколькими шпинделями, но и на других металлорежущих станках, причем, помимо графита, можно обрабатывать при устранении образования пыли и другие хрупкие пылеобраэующие материалы, например керамические. В случае использования станков со шпинделем, установленным в пиноли, кольцевые коллекторы могут быть расположены либо на шпиндельной бабке, либо на пиноли. Формула изобретения1. Устройство для подавления образования пыли и для отвода стружки при обработке резанием заготовок преимущественно из графита, содержащее охватывающий шпиндель корпус по крайней мере с одним кольцевым коллектором, связанным с трубопроводом подачи в одном месте, и элемент для подачи рабочей среды, о т л и ч а ю щ е е - с я тем, что, с целью повышения эффективности подавления пыли и отвода стружки за счет создания сплошной завесы вокруг зоны обработки, элемент для подачи рабочей среды выполнен в виде кольцевой щели.2. Устройство по п,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно снабжено установленным в коллекторе перпендикулярно его продольной оси фильтрующим элементом.3. Устройство по пп.1 и 2, о т л и-. ч а ю щ е е с я тем, что фильтрующий элемент состоит из направляющего поток жидкости отклоняющего кольца, выполненного в виде лопастной решетки или перфорированной шайбы, фильтрую- щего кольца и выпрямляющего кольца, расположенного в коллекторе со стороны щели и выполненного в виде щелевой реше. ки или перфорированной шайбы.1 О5. Устрой:тво по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в корпусе межд коллекторами выполнены отверстия, предназначенные для аэрации потока жидкости. 9 6006204. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в коллекторе выполнены наклонные под заданным углом к оси кольцевой щели и связанные с коллектором сопла.5.Огар Техред Л,Сердюкова Корректор О,Ципле ак Нт СЧС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагар аказ 3152 НИИПИ Госуд Тираж 670 Подписственного комитета по изобретениям и о 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,рытиям 4/5