Энергосберегающее устройство охлаждения режущего инструмента

Энергосберегающее устройство охлаждения режущего инструмента

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области высокоскоростной обработки деталей на оборудовании с ЧПУ, в частности к системам охлаждения резцов.

Известно устройство высокоточной обработки деталей на оборудовании с ЧПУ [Патент РФ №2280540, кл. В23В 25/06, 2006 (аналог)]. Недостатком данного устройства является высокая техническая сложность, связанная с необходимостью охлаждения резца за счет механизма подачи смазочно-охлаждающей жидкости, а также сложность конструкции устройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство охлаждения режущего инструмента [Патент РФ №2470757, кл. В23В 11/10, 2013 (прототип)]. Основным недостатком устройства является то, что при охлаждении резца используется управляемый генератор тока, что увеличивает энергозатраты на работу устройства.

Техническим результатом является снижение энергопотребления при охлаждении режущей части резца за счет эффекта Томпсона.

Техническая задача изобретения решается тем, что в энергосберегающее устройство охлаждения режущего инструмента содержащего деталь, переднюю бабку, заднюю бабку, резец, состоящий из режущей части, специальной пластины с термоэлементом и державки, резцедержатель, исполнительные механизмы оборудования с ЧПУ, токопровод и компьютер, добавлены теплоотводящие трубы, термоэлектрические секции, аккумулятор.

В энергосберегающее устройство охлаждения режущего инструмента посредством тепловых труб отводится тепло из зоны резания. Между тепловыми трубами установлены термоэлектрические секции, которые соединены друг с другом с помощью токопроводов. Ток поступает по токопроводам в аккумулятор и дальше на специальную пластину с термоэлементом.

На фиг.1 представлена схема энергосберегающего устройства охлаждения режущего инструмента.

Энергосберегающее устройство охлаждения режущего инструмента содержит деталь 1, переднюю бабку 2, заднюю бабку 3, резец, состоящий из режущей части 4, специальной пластины с термоэлементом 5 и державки 6, резцедержатель 7, исполнительные механизмы оборудования с ЧПУ 8, тепловые трубы 9, термоэлектрические секции 10, аккумулятор 11, токопровод 12 и компьютер 13.

Связи в энергосберегающем устройстве охлаждения режущего инструмента расположены следующим образом: выход компьютера 13 соединен с исполнительными механизмами оборудования с ЧПУ 8, которые перемещают резцедержатель 7 с закрепленным в нем резцом, состоящим из державки 6, специальной пластины с термоэлементом 5 и режущей части 4. Вход специальной пластины с термоэлементом 5 при помощи токопроводов 12 соединен с выходом аккумулятора 11. Вход аккумулятора 11 соединен с выходом термоэлектрических секций 10, установленных между тепловыми трубами 9, расположенными над обрабатываемой деталью 1, закрепленной в передней бабке 2 и задней бабке 3.

Энергосберегающее устройство охлаждения режущего инструмента работает следующим образом. Когда происходит нагрев деталь 1 в зоне резания, уходящий теплый воздух выходит через тепловые трубы 9, между тепловыми трубами 9 установлены термоэлектрические секции 10, в которых теплый воздух (температура в зоне резания ≈250°C) нагревает одни концы спаев термоэлектрической секции 10, работающей на основе эффекта Томпсона, а холодный воздух (температура в цехе ≈22°C) охлаждает другие концы спаев термоэлектрической секции 10. Происходит получение термоЭДС. В результате чего выработанный ток поступает по токопроводу в аккумулятор 11. Из аккумулятора 11 ток посредством токопровода 12 поступает на специальную пластину с термоэлементом 5. При этом происходит охлаждение режущей части резца 4 без дополнительного потребления энергии, так как энергия вырабатывается за счет повышения температуры в зоне резания.

Таким образом, предлагаемое энергосберегающее устройство охлаждения режущего инструмента позволяет снизить энергопотребление при охлаждении резца.

Оборудование для обработки деталей, содержащее переднюю бабку, заднюю бабку, исполнительные механизмы, режущий инструмент, в резце которого установлена пластина с термоэлементом, устройство охлаждения режущего элемента и токопроводы, отличающееся тем, что устройство охлаждения режущего инструмента выполнено в виде тепловых труб, термоэлектрических секций, работающих на основе эффекта Томсона, и аккумулятора, при этом термоэлектрические секции расположены между тепловыми трубами, размещенными над зоной резания, выход термоэлектрических секций соединен токопроводом с входом аккумулятора, выход которого посредством токопровода соединен с пластиной с термоэлементом режущего инструмента.