Ротаційний різець для високошвидкісної обробки

1. Ротаційний різець для високошвидкісної обробки, що складається з корпусу, шпинделя, встановленого в корпусі на підшипниках, чашкового ріжучого елемента, закріпленого на шпинделі, що має центральний отвір та пристрій для подавання охолоджуючої рідини, який відрізняється 3 ня регулювального пристрою для забезпечення інтенсивного охолодження. Поставлена задача досягається тим, що ротаційний різець для високошвидкісної обробки, що складається з корпусу, шпинделю, встановленого в корпусі на підшипниках, чашкового ріжучого елемента, закріпленого на шпинделі, що має центральний отвір та пристрій для подавання охолоджуючої рідини, згідно з корисної моделі обладнаний гідростатичними підшипниками, регулювальним пристроєм у вигляді золотника, розташованого в центральному отворі шпинделю з можливістю осьового переміщення, регулювального гвинта, пружини та шариків, розташованих між конічною поверхнею та золотником, причому між карманами гідростатичного підшипника та центральним отвором розташовано щілинну перемичку, яка дроселює, а між центральним отвором та чашковим ріжучим елементом - спеціальні канали; крім того, для підведення мастильно-охолоджувальної рідини передбачено підвідний канал, розташований безпосередньо між насосом і центральним отвором в шпинделі. Опір перемички, яка дроселює, вибирається з умови забезпечення тиску в кільцевій розточці, величина якого гарантувала би подолання відцентрових сил, а саме: p≥1,2(nR)2, де  - густина робочої рідини, n - частота обертання шпинделя в різці, R - радіус (половина діаметру) шпинделя в гідростатичному підшипнику. Канали, які з'єднують центральний отвір шпинделю з охолоджуваною поверхнею чашкового ріжучого елемента, виконані у вигляді спіральних канавок змінного перерізу, а в якості робочої рідини гідростатичного підшипника використовується мастильно-охолоджувальна рідина. За наявними у заявника відомостями сукупність суттєвих ознак, які характеризують сутність корисної моделі, яка заявляється, не відома з рівня техніки, що дає змогу зробити висновок про її відповідність критерію «новизна». Ротаційний різець, що заявляється, може бути багаторазово використаний на металообробних підприємствах, що дає змогу зробити висновок про відповідність корисної моделі критерію «промислова придатність». Таким чином, пропонований ротаційний різець є технічним рішенням, яке відповідає умовам патентоспроможності корисної моделі. Сутність пропонованого рішення пояснюється рисунком (Фіг.1). Різець складається з корпуса 1, підшипникових втулок 2 та 3 з радіальними та торцевими карманами, які разом зі шпинделем 4 створюють гідростатичні підшипники, в які через дроселі А і Б подається робоча рідина. На шпинделі 4 за допомогою гайки 5 закріплений чашковий ріжучий елемент 6. В шпинделі є центральний ступінчастий отвір 7, в який вставлено золотник 8. На торці гайки 5 є спеціальні спіральні канали 9 змінного перетину, призначені для подавання мастильно-охолоджувальної рідини в зону обробки. Канали 9 за допомогою кільцевої канавки 10 і каналів 11 сполучаються з лівою час 57652 4 тиною центрального ступінчастого отвору 7 шпинделя 4. В підшипниковій втулці 3 виконана кільцева розточка 12, сполучена з центральним ступінчастим отвором 7 радіальними каналами 13. Між розточкою 12 і радіальними карманами втулки 3 розташована перемичка, що дроселює, 14. Дренажна кільцева канавка 15 сполучена зі зливною порожниною каналом 16. Між лівою і правою частинами центрального ступінчастого отвору розташовано конічну поверхню 17, до якою в неробочому положенні (при відсутності обертання різця), притискається конус золотника 8. На правому торці шпинделю 4 розташовано конічну поверхню 18, на якій розміщено шарики 24, які взаємодіють з торцевою поверхнею золотника 8. На правому кінці шпинделя закріплений стакан 19 з регулювальним гвинтом 20. Між стаканом 19 та золотником 8 встановлено пружину 21. Додатково передбачено канал 22, кільцева проточка 23 і канали 25, сполучені з правою порожниною центрального ступінчастого отвору 7 шпинделя 4. Між проточкою 23 і канавкою 15 розташовано кільцеву щілину 26. Різець працює наступним чином. Робоча рідина від джерела тиску подається через дроселі А і Б в кармани підшипникових втулок 2 та 3 гідростатичних підшипників, далі, через перемичку 14, що дроселює, в кільцеву розточку 12, з якої по каналах 13 потрапляє в праву порожнину центрального ступінчастого отвору 7 шпинделя 4. Перед початком роботи чашкового ріжучого елемента 6 золотник 8 своєю конічною частиною притискається пружиною 21 до конуса 17 в центральному ступінчастому отворі 7 шпинделя 4, перекриваючи попадання рідини в ліву порожнину центрального ступінчастого отвору 7 і в зону різання, а робоча рідина з правої порожнини центрального ступінчастого отвору 7 через кільцеву щілину 26 потрапляє в кільцеву канавку 15 і далі, каналом 16, в зливну порожнину. При обертання шпинделя 4 з чашковим ріжучим елементом 6, під дією відцентрових сил, шарики 24 переміщаються до периферії конічної поверхні 18. Рух відбувається в радіальному та осьовому напрямку. Впираючись в торцеву поверхню золотника 8 шарики 24 забезпечують його зсув вправо, відкриваючи робочій рідині доступ в ліву частину центрального ступінчастого отвору 7, далі по каналах 9 в гайці 5, в зону охолодження. При збільшенні швидкості різання, і, відповідно, частоти обертання шпинделя 4, зростає величина відцентрової сили, яка діє на шарики 24. Відповідно шарики 24 зміщують золотник 8 вправо, зазор між конусом золотника 8 і конічною поверхнею 14 збільшує. Внаслідок цього збільшується подача рідини в ліву частину центрального ступінчастого отвору 7 і в зону охолодження. Гранична величина зсуву золотника 8 регулюється гвинтом 20, розташованим в торцевій стінці стакана 19. Виконання каналів 9 у вигляді спіралі (наприклад, спіралі Архімеда), збільшує тривалість контакту мастильноохолоджувальної рідини з робочою поверхнею 5 чашкового ріжучого елемента, а змінний перетин каналу дозволяє підвищити швидкість витоку і розпилення мастильно-охолоджувальної рідини. В разі потреби вимкнення подачі мастильноохолоджувальної рідини в зону різання, гвинт 20 вкручується до упору в поверхню золотника 8, зрушує його вліво і перекриває подачу мастильноохолоджувальної рідини. Для збільшення об'єму подачі мастильноохолоджувальної рідини і інтенсифікації охолодження, а також з метою забезпечення можливості використання різних видів мастильноохолоджувальної рідини, які відрізняються від робочої рідини, використовуваної в гідростатичному підшипнику, або при встановленні шпинделя ротаційного різця в звичайних опорах ковзання, мастильно-охолоджувальна рідина може подаватися по окремому каналу 22 безпосередньо від насосу в кільцеву проточку 23 і далі в центральний ступінчастий отвір 7 та зону охолодження. Автоматичне регулювання подачі мастильноохолоджувальної рідини на робочі поверхні чашкового ріжучого елемента і в зону обробки дозволить забезпечити надійне охолодження як ділянки ріжучої кромки, що безпосередньо бере участь в 57652 6 різанні, так і прилеглих частин інструменту, сприяючи інтенсивнішому відведенню тепла від зони різання. Особливо актуальним питання охолодження інструмента стає при високошвидкісному різанні, оскільки зі зростанням швидкості різання зростають тепловиділення і температура інструмента може перевищити температуру червоностійкості інструментального матеріалу, призводячи до інтенсивного зношення різця. Постійне рідинне тертя, високе демпфірування гідростатичних підшипників і практична відсутність зовнішніх динамічних впливів, за винятком процесу різання, дозволяє підвищити довговічність різця, якість і точність обробки. Пропонований ротаційний різець може бути також використаний в конструкціях з примусовим обертанням різця при достатній швидкості його обертання. Таким чином, в результаті використання корисної моделі, що заявляється, забезпечується отримання технічного результату, який полягає в підвищення стійкості чашкового ріжучого елемента, поліпшенні динамічних характеристик роботи ротаційного різця, підвищенні точності обробки і якості обробленої поверхні. 7 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 57652 8 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601