CN107695783A - 切削组件 - Google Patents
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Abstract
一种切削组件，包括内冷刀柄，内冷刀柄上设有内冷通道，内冷通道的出口对准刀具和加工区域。本发明的切削组件能有效降低切削力，提高加工质量，降低刀具的成本。
Description
技术领域
本发明涉及机床切削技术领域，特别涉及一种切削组件。
背景技术
微量润滑(Minimum Quantity Lubrication,简称MQL)是一种绿色环保切削加工技术。MQL是将压缩空气和微量切削液(一般为2～30mL/h)混合雾化后,喷射到加工区,对刀具和工件进行有效润滑的一种半干切削技术。在MQL加工中,切削液的使用量极少,润滑效果却十分显著,它可以大大减少工件、刀具、切屑之间的摩擦和粘着,抑制温升,保证加工质量,既降低成本,又不会对环境造成污染,并且加工后的工件和切屑保持干燥,缩短工时。
在可持续发展战略下,国家对环境污染的要求越来越严格,切削液的处理费用也越来越高。鉴于环境保护和降低成本的需要,干切削和半干切削加工技术成为必然选择。
目前，在MQL技术推广及生产过程中存在以下问题：
第一，在MQL加工中最大的问题是深孔加工，特别是在深径比大于5倍时的孔加工。刃具的崩刃、加工后内径光洁度不佳等都使MQL加工变得困难。原因是在深孔加工时，MQL的喷雾从刀具前端开始供给，从刀尖出来的喷雾会带着切屑一起向孔口处排出，而如果孔较深的话，喷雾可能会在途中被消耗掉，使得孔口处完全无法润滑，从而切屑的流动性变差，切屑堵塞导致加工扭矩增大；同时由于刀具的外周和孔内面之间无润滑的状态引起摩擦扭矩增大，最终导致刀具的崩刃以及加工面的粗糙。
第二，在使用内冷方式对切削刀具润滑冷却时，必须使用内冷刀具，大大增加了加工成本。在加工中使用内冷方式是一种实现精确冷却与有效切削的方式之一，但其中伴随的是新刀具的使用及成本的增加。据统计，带内冷孔刀具比相同情况下不带内冷孔刀具成本高约3～10倍不等，而且对部分刀具还需进行非标加工。这在相当程度上限制了MQL技术在深孔加工、攻丝中的推广。
发明内容
本发明的目的在于，提供了一种切削组件，能有效降低切削力，提高加工质量，降低刀具的成本。
本发明解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。
一种切削组件，包括内冷刀柄，内冷刀柄上设有内冷通道，内冷通道的出口对准刀具和加工区域。
在本发明的较佳实施例中，上述内冷刀柄为弹簧夹头刀柄，弹簧夹头刀柄包括弹簧夹头，内冷通道设置在弹簧夹头上。
在本发明的较佳实施例中，上述弹簧夹头上还设有安装刀具的夹持孔，内冷通道设置在夹持孔之外，内冷通道沿着弹簧夹头的轴线方向贯穿弹簧夹头。
在本发明的较佳实施例中，上述弹簧夹头上还设有安装刀具的夹持孔，内冷通道设置在夹持孔内，内冷通道为设置在夹持孔孔壁上的凹槽。
在本发明的较佳实施例中，上述弹簧夹头刀柄还包括刀柄本体，刀柄本体上设有第一内冷孔和安装孔，弹簧夹头安装在安装孔内，第一内冷孔与内冷通道连通。
在本发明的较佳实施例中，上述刀柄本体上设有螺孔，第一内冷孔连接于螺孔与安装孔之间，弹簧夹头刀柄还包括拉钉，拉钉的一端连接在螺孔内，拉钉内设有与第一内冷孔连通的第二内冷孔。
在本发明的较佳实施例中，上述切削组件还包括刀具，刀具的一端连接在弹簧夹头的夹持孔内，刀具的周侧设有内冷导槽，内冷导槽与第一内冷孔连通。
在本发明的较佳实施例中，上述弹簧夹头包括相对设置的第一夹头端和第二夹头端，弹簧夹头上设有多条第一狭缝，各第一狭缝相互间隔设置，各第一狭缝与夹持孔连通，各第一狭缝的一端贯穿第一夹头端，各第一狭缝的另一端延伸至第二夹头端，刀具的端部设置在第二夹头端的夹持孔内。
在本发明的较佳实施例中，上述内冷刀柄为热缩刀柄，热缩刀柄上还设有安装刀具的固定孔，内冷通道设置在固定孔之外，内冷通道沿着热缩刀柄的轴线方向贯穿热缩刀柄。
在本发明的较佳实施例中，上述内冷刀柄为热缩刀柄，热缩刀柄上还设有安装刀具的固定孔，内冷通道设置在固定孔内，内冷通道为设置在固定孔孔壁上的凹槽。
在本发明的较佳实施例中，上述内冷通道的内径小于或等于1mm。
本发明的切削组件包括内冷刀柄，内冷刀柄上设有内冷通道，内冷通道的出口对准刀具和加工区域。本发明的内冷刀柄上设有内冷通道，内冷通道的出口对准刀具和工件的加工区域，冷却润滑液(雾)可通过内冷主轴进入内冷通道，并从内冷通道的出口喷向刀具和工件的加工区域，冷却润滑液(雾)可大致沿着垂直方向直接对刀具和加工区域进行冷却润滑，能有效降低钻深孔、攻牙、铣削等加工中的切削力，提高加工质量，降低了刀具的成本。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明。
附图说明
图1是本发明第一实施例的切削组件的结构示意图。
图2是图1的切削组件的剖视结构示意图。
图3是图2的切削组件的局部结构示意图。
图4是本发明第一实施例的切削组件加工工件时的结构示意图。
图5是本发明第一实施例的弹簧夹头的立体结构示意图。
图6是图5的弹簧夹头的俯视结构示意图。
图7是图6的弹簧夹头的剖视结构示意图。
图8是本发明第二实施例的弹簧夹头的剖视结构示意图。
图9是本发明第三实施例的切削组件的局部结构示意图。
图10是图9的切削组件的剖视结构示意图。
图11是本发明第三实施例的切削组件加工工件时的结构示意图。
图12是本发明第四实施例的热缩刀柄的剖视结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的切削组件的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下:
有关本发明的前述及其它技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
图1是本发明第一实施例的切削组件的结构示意图。图2是图1的切削组件的剖视结构示意图。图3是图2的切削组件的局部结构示意图。图4是本发明第一实施例的切削组件加工工件时的结构示意图。如图1、图2、图3和图4所示，切削组件100包括内冷刀柄10和刀具20。内冷刀柄10上设有内冷通道101，内冷通道101的出口对准刀具20和加工区域100a。在本实施例中，内冷刀柄10为弹簧夹头刀柄12。
如图1、图2和图3所示，在本实施例中，弹簧夹头刀柄12包括刀柄本体122、拉钉123、螺钉124、弹簧夹头125和卡簧帽126。
刀柄本体122内设有螺孔102、第一内冷孔103和安装孔104。螺孔102、第一内冷孔103和安装孔104沿着刀柄本体122的轴线依次设置，即第一内冷孔103连接于螺孔102与安装孔104之间，且螺孔102、第一内冷孔103和安装孔104相互连通。
拉钉123的一端连接在螺孔102内，拉钉123的另一端与内冷主轴100b连接。在本实施例中，拉钉123内设有与第一内冷孔103连通的第二内冷孔105，冷却润滑液(雾)可通过内冷主轴100b依次进入拉钉123的第二内冷孔105和刀柄本体122的第一内冷孔103和安装孔104内。
螺钉124的一端延伸至第一内冷孔103和第二内冷孔105内，螺钉124的另一端设置于安装孔104中。螺钉124内设有中空管道106，中空管道106的一端与拉钉123的第二内冷孔105连通，中空管道106的另一端与安装孔104连通。在本实施例中，当弹簧夹头刀柄12内设置螺钉124时，冷却润滑液(雾)可通过内冷主轴100b依次进入拉钉123的第二内冷孔105、螺钉124的中空管道106和刀柄本体122的安装孔104内；当弹簧夹头刀柄12内不设置螺钉124时，冷却润滑液(雾)可通过内冷主轴100b依次进入拉钉123的第二内冷孔105和刀柄本体122的第一内冷孔103和安装孔104内。
图5是本发明第一实施例的弹簧夹头的立体结构示意图。图6是图5的弹簧夹头的俯视结构示意图。图7是图6的弹簧夹头的剖视结构示意图。如图2、图5、图6和图7所示，弹簧夹头125安装在刀柄本体122的安装孔104内，内冷通道101设置在弹簧夹头125上，内冷通道101与第一内冷孔103连通，冷却润滑液(雾)经过内冷通道101后喷向刀具20和加工区域100a。
具体地，弹簧夹头125包括相对设置的第一夹头端125a和第二夹头端125b，第一夹头端125a位于靠近刀头和加工区域100a的一侧，第二夹头端125b位于靠近螺钉124的一侧。在本实施例中，弹簧夹头125上还设有夹持孔107、第一狭缝108和第二狭缝109。夹持孔107沿着弹簧夹头125的轴线方向贯穿弹簧夹头125，即夹持孔107贯穿第一夹头端125a和第二夹头端125b。内冷通道101设置在夹持孔107内，内冷通道101为设置在夹持孔107孔壁上的凹槽。各第一狭缝108相互间隔设置，各第一狭缝108与夹持孔107连通，各第一狭缝108的一端贯穿第一夹头端125a，各第一狭缝108的另一端延伸至第二夹头端125b，即第一狭缝108没有贯穿第二夹头端125b。各第二狭缝109相互间隔设置，并与各第一狭缝108相互交叉排布，各第二狭缝109没有与夹持孔107连通。
在本实施例中，弹簧夹头125内设有四条内冷通道101，各内冷通道101沿着弹簧夹头125的轴线方向设置，各内冷通道101沿着夹持孔107的周向等间距的排布，内冷通道101的数量根据实际需要可自由增减，并不以此为限。值得一提的是，为了保证冷却润滑液(雾)的压力和流速，使冷却润滑液(雾)能很好的喷到刀具20和加工区域100a，每条内冷通道101的内径小于或等于1mm。
卡簧帽126卡接在刀柄本体122的端部，并用于固定弹簧夹头125。
如图1、图2、图4和图5所示，刀具20的一端连接在弹簧夹头125的夹持孔107内，刀具20的另一端设有切削工件100c的端刃和周刃，用于加工待切削的工件100c。刀具20为不带内冷通道的普通切削刀，可有效降低生产成本。在本实施例中，刀具20的周侧设有内冷导槽(图未示)，内冷导槽沿着刀具20的长度方向设置，且内冷导槽与第一内冷孔103连通，也就是说冷却润滑液(雾)可顺着内冷导槽喷向刀具20和工件100c的加工区域100a。在本实施例中，内冷导槽的内径小于或等于1mm。
如图3所示，值得一提的是，为了防止冷却润滑液(雾)从第一狭缝108中漏出，影响润滑冷却效果，将刀具20的端部设置在第二夹头端125b的夹持孔107内，即刀具20的端部高于第一狭缝108。
本发明的切削组件100的内冷刀柄10上设有内冷通道101，内冷通道101的出口对准刀具20和工件的加工区域100a，冷却润滑液(雾)可通过内冷主轴100b进入内冷通道101，并从内冷通道101的出口喷向刀具20和工件100c的加工区域100a。由于冷却润滑液(雾)可大致沿着垂直方向直接对刀具20和加工区域100a进行冷却润滑，能有效降低钻深孔、攻牙、铣削等加工中的切削力，提高加工质量，降低了刀具20的成本。而且，本发明的切削组件100无需设置额外的喷嘴，即本发明的切削组件100结构简单，能适用于带内冷主轴100b的各类机床，实现了利用MQL方式对针孔钻及丝锥等切削工具的良好润滑，打破了无内冷却油路刀具20在深孔钻，攻丝等加工中的限制。此外，由于冷却润滑液(雾)是环绕刀具20向外喷出，冷却润滑液(雾)附着在刀具20外周刃带和排屑槽上，从而促进了切屑的流动，防止了孔内径和刀具20外周摩擦力的增大，大大提高了润滑性。同时，可选用无内冷却油路的刀具20进行冷却，在提升质量的同时，降低了刀具20成本，而用到内冷刀具20的MQL加工时，会更好的提升刀具20使用寿命和加工质量，使用MQL作为冷却方式，会极大地降低对环境的污染及操作工人的危害。
图8是本发明第二实施例的弹簧夹头的剖视结构示意图。如图8所示，本实施例的弹簧夹头125'与第一实施例的弹簧夹头125的结构大致相同，不同点在于内冷通道101的设置位置不同。
具体地，弹簧夹头125'包括相对设置的第一夹头端125a和第二夹头端125b，第一夹头端125a位于靠近刀头和加工区域100a的一侧，第二夹头端125b位于靠近螺钉124的一侧。在本实施例中，弹簧夹头125'上还设有夹持孔107、第一狭缝108和第二狭缝109。夹持孔107沿着弹簧夹头125'的轴线方向贯穿弹簧夹头125'，即夹持孔107贯穿第一夹头端125a和第二夹头端125b。内冷通道101设置在夹持孔107之外，内冷通道101沿着弹簧夹头125'的轴线方向贯穿弹簧夹头125'，也就是说，本实施例中的内冷通道101是贯穿弹簧夹头125'的孔状通道。各第一狭缝108相互间隔设置，各第一狭缝108与夹持孔107连通，各第一狭缝108的一端贯穿第一夹头端125a，各第一狭缝108的另一端延伸至第二夹头端125b，即第一狭缝108没有贯穿第二夹头端125b。各第二狭缝109相互间隔设置，并与各第一狭缝108相互交叉排布，各第二狭缝109没有与夹持孔107连通。
在本实施例中，弹簧夹头125'内设有四条内冷通道101，各内冷通道101沿着弹簧夹头125'的轴线方向设置，各内冷通道101沿着夹持孔107的周向等间距的排布，内冷通道101的数量根据实际需要可自由增减，并不以此为限。值得一提的是，为了保证冷却润滑液(雾)的压力和流速，使冷却润滑液(雾)能很好的喷到刀具20和加工区域100a，每条内冷通道101的内径小于或等于1mm。
图9是本发明第三实施例的切削组件的局部结构示意图。图10是图9的切削组件的剖视结构示意图。图11是本发明第三实施例的切削组件加工工件时的结构示意图。如图9、图10和图11所示，切削组件100包括内冷刀柄10和刀具20，内冷刀柄10上设有内冷通道101，内冷通道101的出口对准刀具20和加工区域100a。在本实施例中，内冷刀柄10为热缩刀柄14。
具体地，热缩刀柄14内设有拉钉孔201、第三内冷孔202和固定孔203。拉钉孔201、第三内冷孔202和固定孔203沿着热缩刀柄14的轴线依次设置，即第三内冷孔202连接于拉钉孔201与固定孔203之间，且拉钉孔201、第三内冷孔202和固定孔203相互连通。内冷通道101设置在固定孔203内，内冷通道101为设置在固定孔203孔壁上的凹槽。在本实施例中，热缩刀柄14内设有四条内冷通道101，各内冷通道101沿着热缩刀柄14的轴线方向设置，各内冷通道101沿着固定孔203的周向等间距的排布，内冷通道101的数量根据实际需要可自由增减，并不以此为限。值得一提的是，为了保证冷却润滑液(雾)的压力和流速，使冷却润滑液(雾)能很好的喷到刀具20和加工区域100a，每条内冷通道101的内径小于或等于1mm。
如图9、图10和图11所示，刀具20的一端连接在热缩刀柄14的固定孔203内，刀具20的另一端设有切削工件100c的端刃和周刃，用于加工待切削的工件100c。刀具20为不带内冷通道的普通切削刀，可有效降低生产成本。在本实施例中，刀具20的周侧设有内冷导槽(图未示)，内冷导槽沿着刀具20的长度方向设置，且内冷导槽与第一内冷孔103连通，也就是说冷却润滑液(雾)可顺着内冷导槽喷向刀具20和工件100c的加工区域100a。在本实施例中，内冷导槽的内径小于或等于1mm。
图12是本发明第四实施例的热缩刀柄的剖视结构示意图。如图12所示，本实施例的热缩刀柄14'与第三实施例的热缩刀柄14的结构大致相同，不同点在于内冷通道101的设置位置不同。
具体地，热缩刀柄14'内设有拉钉孔201、第三内冷孔202和固定孔203。拉钉孔201、第三内冷孔202和固定孔203沿着热缩刀柄14'的轴线依次设置，即第三内冷孔202连接于拉钉孔201与固定孔203之间，且拉钉孔201、第三内冷孔202和固定孔203相互连通。内冷通道101设置在固定孔203之外，内冷通道101沿着热缩刀柄14'的轴线方向贯穿热缩刀柄14'，也就是说，本实施例中的内冷通道101是贯穿热缩刀柄14'的孔状通道。在本实施例中，热缩刀柄14'内设有四条内冷通道101，各内冷通道101沿着固定孔203的周向等间距的排布，内冷通道101的数量根据实际需要可自由增减，并不以此为限。值得一提的是，为了保证冷却润滑液(雾)的压力和流速，使冷却润滑液(雾)能很好的喷到刀具20和加工区域100a，每条内冷通道101的内径小于或等于1mm。
值得一提的是，本发明的内冷刀柄10并不限定为弹簧夹头刀柄12、12'和热缩刀柄14、14'，只要是切削机床上使用的刀柄均可设置内冷通道101(均在本发明的保护范围内)，使内冷通道101的出口对准刀具20和工件的加工区域100a。
本发明的切削组件100包括内冷刀柄10，内冷刀柄10上设有内冷通道101，内冷通道101的出口对准刀具20和加工区域100a。本发明的内冷刀柄10上设有内冷通道101，内冷通道101的出口对准刀具20和工件100c的加工区域100a，冷却润滑液(雾)可通过内冷主轴100b进入内冷通道101，并从内冷通道101的出口喷向刀具20和工件100c的加工区域100a，冷却润滑液(雾)可大致沿着垂直方向直接对刀具20和加工区域100a进行冷却润滑，能有效降低钻深孔、攻牙、铣削等加工中的切削力，提高加工质量，降低了刀具20的成本。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
Claims (11)
1.一种切削组件，其特征在于，包括内冷刀柄(10)，该内冷刀柄(10)上设有内冷通道(101)，该内冷通道(101)的出口对准刀具和加工区域(100a)。
2.如权利要求1所述的切削组件，其特征在于，该内冷刀柄(10)为弹簧夹头刀柄(12、12’)，该弹簧夹头刀柄(12、12’)包括弹簧夹头(125、125’)，该内冷通道(101)设置在该弹簧夹头(125、125’)上。
3.如权利要求2所述的切削组件，其特征在于，该弹簧夹头(125')上还设有安装刀具(20)的夹持孔(107)，该内冷通道(101)设置在该夹持孔(107)之外，该内冷通道(101)沿着该弹簧夹头(125')的轴线方向贯穿该弹簧夹头(125')。
4.如权利要求2所述的切削组件，其特征在于，该弹簧夹头(125)上还设有安装刀具(20)的夹持孔(107)，该内冷通道(101)设置在该夹持孔(107)内，该内冷通道(101)为设置在该夹持孔(107)孔壁上的凹槽。
5.如权利要求3或4所述的切削组件，其特征在于，该弹簧夹头刀柄(12、12’)还包括刀柄本体(122)，该刀柄本体(122)上设有第一内冷孔(103)和安装孔(104)，该弹簧夹头(125、125’)安装在该安装孔(104)内，该第一内冷孔(103)与该内冷通道(101)连通。
6.如权利要求5所述的切削组件，其特征在于，该刀柄本体(122)上设有螺孔(102)，该第一内冷孔(103)连接于该螺孔(102)与该安装孔(104)之间，该弹簧夹头刀柄(12、12’)还包括拉钉(123)，该拉钉(123)的一端连接在该螺孔(102)内，该拉钉(123)内设有与该第一内冷孔(103)连通的第二内冷孔(105)。
7.如权利要求5所述的切削组件，其特征在于，该切削组件(100)还包括刀具(20)，该刀具(20)的一端连接在该弹簧夹头(125、125’)的夹持孔(107)内，该刀具(20)的周侧设有内冷导槽，该内冷导槽与该第一内冷孔(103)连通。
8.如权利要求7所述的切削组件，其特征在于，该弹簧夹头(125)包括相对设置的第一夹头端(125a)和第二夹头端(125b)，该弹簧夹头(125)上设有多条第一狭缝(108)，各该第一狭缝(108)相互间隔设置，各该第一狭缝(108)与该夹持孔(107)连通，各该第一狭缝(108)的一端贯穿该第一夹头端(125a)，各该第一狭缝(108)的另一端延伸至该第二夹头端(125b)，该刀具(20)的端部设置在该第二夹头端(125b)的夹持孔(107)内。
9.如权利要求1所述的切削组件，其特征在于，该内冷刀柄(10)为热缩刀柄(14')，该热缩刀柄(14')上还设有安装刀具(20)的固定孔(203)，该内冷通道(101)设置在该固定孔(203)之外，该内冷通道(101)沿着该热缩刀柄(14')的轴线方向贯穿该热缩刀柄(14')。
10.如权利要求1所述的切削组件，其特征在于，该内冷刀柄(10)为热缩刀柄(14)，该热缩刀柄(14)上还设有安装刀具(20)的固定孔(203)，该内冷通道(101)设置在该固定孔(203)内，该内冷通道(101)为设置在该固定孔(203)孔壁上的凹槽。
11.如权利要求1所述的切削组件，其特征在于，该内冷通道(101)的内径小于或等于1mm。
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