режущий инструмент

Формула изобретения

РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ, державка которого имеет каналы, заполненные теплоносителем, отличающийся тем, что инструмент снабжен многосекционным электромагнитом, предназначенным для принудительной циркуляции теплоносителя бегущим магнитным полем по каналам державки, которые выполнены замкнутыми, при этом в качестве теплоносителя выбрана магнитная жидкость с микрочастицами из ферромагнитного материала с температурой точки Кюри, превышающей температуру мартенситного превращения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке металлов резанием, а именно к режущему инструменту повышенной износостойкости.

Известен режущий инструмент, в державке которого выполнены каналы, заполненные теплоносителем [1]. Однако в указанном устройстве не предусмотрена стабилизация оптимальной температуры резания, что снижает износостойкость режущего инструмента.

Цель изобретения - повышение износостойкости режущего инструмента за счет стабилизации оптимальной температуры резания.

Достигается это тем, что режущий инструмент снабжен многосекционным электромагнитом для принудительной циркуляции теплоносителя по замкнутому каналу в одном и том же направлении бегущим магнитным полем, при этом в качестве теплоносителя использована магнитная жидкость с микрочастицами из ферромагнитного материала, с температурой точки Кюри, превышающей температуру мартенситного превращения.

На фиг. 1 изображен резец, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез по Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по А-А на фиг. 1.

Режущий инструмент содержит державку 1, режущую пластину 2, съемную пластину 8, которая крепится к державке 1 винтами 7, многосекционный электромагнит 3, для принудительной циркуляции бегущим магнитным полем теплоносителя - магнитной жидкости, трубу 4, уплотнительные кольца 5, пробку 6, закрывающую отверстие для залива магнитной жидкости. В державке 1 и в пластине 8 выполнен канал 10, по которому движется магнитная жидкость. Каждая секция многосекционного электромагнита 3 может быть включена независимо от другой. В отверстии 9 съемной пластины 8 размещаются изолированные проводники для подвода напряжения к секциям электромагнита 3. Державка 1 и съемная пластина 8 имеют дополнительные элементы теплоотвода, выполненные в виде расположенных вдоль оси резца ребер 11. В качестве теплоносителя используется магнитная жидкость, представляющая собой взвесь магнитных микрочастиц в жидкости, выполненной на основе фторорганических соединений и имеющей высокую термостойкость. Магнитные микрочастицы выполнены из ферромагнитного материала с температурой точки Кюри, превышающей температуру мартенситного превращения.

При работе предлагаемого режущего инструмента секции многосекционного электромагнита включаются поочередно: первой включается секция, которая расположена наиболее близко к зоне резания, второй - секция расположенная рядом с первой (при этом первая секция отключается) и т.д., тем самым создается бегущее магнитное поле, которое увлекает за собой нагретую в зоне резания магнитную жидкость и она начинает двигаться по замкнутому каналу 10, как показано на фиг. 1, фиг. 2 стрелками, отдавая тепло корпусу 1, медной съемной пластине 8, окружающей среде. Изменение частоты включения секций электромагнита (изменение скорости бегущего магнитного поля) приводит к изменению скорости течения магнитной жидкости. Скорость течения магнитной жидкости подбирается в каждом конкретном случае и зависит от заданной оптимальной температуры резания Q_опт. Включение секций электромагнита производится электронным устройством. Ферромагнитный материал микрочастиц, входящих в состав магнитной жидкости, подбирают каждый раз для конкретной пары режущий инструмент - деталь таким образом, чтобы температура его мартенситного превращения была близка к оптимальной температуре резания для этой пары. При нагреве ферромагнитных микрочастиц до температуры Q_опт. происходит мартенситное превращение с поглощением теплоты, а при охлаждении - с выделением теплоты, тем самым стабилизируя температуру на оптимальном уровне. Благодаря стабилизации оптимальной температуры резания значительно повышается износостойкость режущего инструмента.

Предлагаемое устройство рекомендуется применять на станках с ЧПУ при обработке труднообрабатываемых металлов и сплавов.

В таблице приведен пример выбора ферромагнитного материала, используемого в составе магнитной жидкости в предлагаемом устройстве, для конкретной оптимальной температуры в зоне резания равной 500^оС.