CN107900430A - 一种用于干式铣削的传导冷却铣削刀具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于干式铣削的传导冷却铣削刀具，包括刀柄及安装在刀柄下端的铣削刀，还包括导热冷却棒及散热片；所述导热冷却棒设于铣削刀的中心部，导热冷却棒的外表面与铣削刀的内表面贴合，导热冷却棒的上端从铣削刀中伸出，伸出端的外周面贴合设有若干散热片；所述刀柄的中心部设有热量交换腔，与热量交换腔相连通的冷却液进入通道及冷却液流出通道，所述导热冷却棒的伸出端及焊接在伸出端上的散热片均容纳在热量交换腔中，所述导热冷却棒的导热系数高于铣削刀的导热系数。本发明利用热传导原理，在干切削铣削加工过程中实现对刀具的冷却，从而实现对干切削材料的有效铣削。
Description
技术领域
本发明涉属于机械加工技术领域，具体涉及一种用于干式铣削的传导冷却铣削刀具。
背景技术
在铣削加工过程中，在铣削部位添加切削液具有冷却、润滑、清洗、排削及防锈等作用，因此铣削过程中广泛使用切削液。但是，对于某些特殊材料，如碳纤维材料的加工，在铣削加工时不能添加切削液，只能进行干切削。
目前干式切削的过程中只能采用向刀具吹冷风的空气冷却方式，冷却效果不佳，加工效率低，铣削刀具使用寿命短。
发明内容
鉴于上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于干切削的传导冷却铣削刀具，利用热传导原理，在干切削铣削加工过程中实现对刀具的冷却，从而实现对干切削材料的有效铣削。
本发明采取的技术方案是，一种用于干式铣削的传导冷却铣削刀具，包括刀柄及安装在刀柄下端的铣削刀，还包括导热冷却棒及散热片；所述导热冷却棒设于铣削刀的中心部，导热冷却棒的外表面与铣削刀的内表面贴合，导热冷却棒的上端从铣削刀中伸出，伸出端的外周面贴合设有若干散热片，所述刀柄的中心部设有热量交换腔，与热量交换腔相连通的冷却液进入通道及冷却液流出通道，所述导热冷却棒的伸出端及焊接在伸出端上的散热片均容纳在热量交换腔中，所述导热冷却棒的导热系数高于铣削刀的导热系数。
铣削刀切削时产生的热量传导到导热冷却棒中，由于导热冷却棒的导热系数大于铣削刀的导热系数，切削产生的热量绝大部分都能有效传导到导热冷却棒中，再由焊接在导热冷却棒的散热片散发。将外部冷却系统的冷却液进出管通过旋转接头与刀柄的冷却液进入通道及流出通道相连通，连续通入冷却液，冷却液与导热冷却棒及散热片直接接触，迅速地将导热冷却棒中的热量带走，从而快速降低铣削刀的温度，降低切削温度。
为了更为迅速的传导热量，优选所述导热冷却棒的导热系数是铣削刀的导热系数的3倍以上。更进一步地，优选所述导热冷却棒由铍铜制成。铍铜是力学、物理、化学综合性能良好的一种合金，具有很高的导热性及强度、硬度，用铍铜制成的导热冷却棒传导效率高
进一步地，所述散热片由铜制成。铜的导热性能好，可高效地传导及散发热量。
进一步地，所述导热冷却棒与铣削刀之间填充有导热胶。通过导热胶粘结可增大导热冷却棒与刀片之间的接触面积，且导热胶本身就具有良好的导热性能。
为了加快冷却液的流动速度，提高换热效率，优选散热片的整体形状呈螺旋形。利用螺旋叶片的旋转运动将冷却液压向冷却液流出管道。
进一步地，所述导热冷却棒上设有正六面体安装部，正六面体安装部位于散热片的下端，正六面体安装部下方的导热冷却棒上设有外螺纹，所述铣削刀的内腔上端设有与导热冷却棒的外螺纹相适配的内螺纹，所述导热冷却棒与铣削刀通过螺纹连接。通过螺纹连接可便于导热冷却棒的拆装，使用扳手旋转正六面体安装部可将导热冷却棒稳固锁紧在铣削刀中。
进一步地，所述铣削刀与刀柄之间设有密封圈。密封圈的设计防止冷却液从铣削刀与刀柄的缝隙中泄漏，影响被切削材料的品质。
进一步地，所述冷却液进入通道设于刀柄的中心部，所述冷却液流出通道设于冷却液进入通道的外周，且设有两个以上。冷却液由中心进入热量交换腔后直接与散热片接触，在散热片的旋转动力下可迅速分散，再经周围的出口流出，可使热交换的效率提高，且冷却液流出通道设有两个以上可使每个冷却液流出通道的直径减少，数量增加，不降低刀柄的强度且保证完成热交换后的冷却液顺畅地流出，提高换热效率。
本发明的有益效果为：
1、通过利用导热系数高的材料将铣削刀具铣削时产生的热量传导到铣刀柄内循环冷却液中，循环冷却液将热量通过出液管路带走，从而有效降低了铣削加工时铣削刀具的温度。
2、通过对导热冷却棒进行规格化、系列化设计，可以使装拆便利，并且可以实现多次重复利用，从而节约制作导热冷却棒的贵重金属。
附图说明
图1为本发明的一种实施例的结构示意图。
图2为刀柄的结构示意图。
图3为铣削刀的结构示意图。
图4为导热冷却棒的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明中所述的“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制(特殊说明的除外)。
参阅图1，一种用于干式铣削的传导冷却铣削刀具，包括刀柄1、铣削刀2、导热冷却棒3及散热片4。导热冷却棒3设于铣削刀2的中心部，导热冷却棒3的外表面与铣削刀2的内表面贴合，导热冷却棒3的上端从铣削刀1中伸出，伸出端的外周面贴合设有若干散热片4；刀柄1的中心部设有热量交换腔101，与热量交换腔101相连通的冷却液进入通道102及冷却液流出通道103，导热冷却棒3的伸出端及焊接在伸出端上的散热片4均容纳在热量交换腔101中，导热冷却棒3的导热系数高于铣削刀2的导热系数。
下面对刀柄1的结构做进一步的描述。参阅图2，刀柄1包括刀柄本体11及安装在刀柄本体11下端的铣削刀装夹部12，铣削刀装夹部12设有可以开合的铣削刀装夹口104，铣削刀装夹口104的上端设有密封槽1041。刀柄本体11中设有底端敞口的热量交换腔101，热量交换腔101与铣削刀装夹口104贯通。本实施例中热量交换腔101为一个上部呈锥型下部呈圆柱形的空腔，空腔内径大于散热片4的外圆直径。其它实施例中也可设置其它几何形状的空腔。刀柄本体11的中心设有冷却液进入通道102，围绕冷却液进入通道102的外周设有冷却液流出通道103。冷却液进入通道102及冷却液流出通道103均与热量交换腔101连通。本实例中对称设有两条冷却液流出通道103，在其他实施例中，可根据冷却液的流量及刀柄的结构设有2～6条。
下面对铣削刀2的结构做进一步的描述。参阅图3，铣削刀2的中心部设有导热冷却棒安装孔22，导热冷却棒安装孔22为盲孔，其开口位于背离刀刃的一侧，导热冷却棒安装孔22的上端设有内螺纹221。
下面对导热冷却棒3的结构做进一步的描述。参阅图4，导热冷却棒3为截面形状为圆形的圆棒，其上端的外周面贴合设有若干散热片4，散热片可以与导热冷却棒一体成型，也可通过焊接的方式与导热杆贴合连接。散热片4的下端设有正六面体安装部32，正六面体安装部32下端的导热冷却棒3上设有一段外螺纹31。在本实施例中散热片4整体呈螺旋形，在其他实施例中，散热片也可为其它结构形式，只要能起到传导并散发导热冷却棒中的热量即可。在本实施例中导热冷却棒为铍铜制成，散热片为铜制成，在其它实施例中，导热冷却棒及散热片也可选用导热性能优于铣削刀的其它材料制成。
下面通过介绍本发明的安装使用过程进一步地对本发明做出说明。
本发明在安装使用时：
1、先将散热片4焊接在导热冷却棒的上端(散热片与导热冷却棒不是一体成型的情况下)；
2、在导热冷却棒3的表面涂覆导热胶；导热胶为现有技术，本实施例中所用导热胶为杭州斯倍尔电子材料有限公司生产的SC7501型号；
3、将导热冷却棒3旋进铣削刀2的导热冷却棒安装孔22，通过扳手旋转正六面体安装部32，拧紧后将导热冷却棒3与铣削刀2连接为一体；
4、在铣削刀2上套装密封圈6；
5、将铣削刀2夹持在刀柄1的铣削刀安装口104中，铣削刀2上的密封圈6对正密封槽1041，导热冷却棒3的上端及散热片4容纳在刀柄1的热量交换腔101中，完成刀具装配。
6、将装配好的刀具装进机床，通过旋转接头将冷却液进入通道102及冷却液流出通道103与外部的冷却液循环系统连通。外部冷却液循环系统可以为通过冷却塔或冷水机构成的一个冷却液循环系统。
工作时，外部冷却液经冷却液进入通道102进到热量交换腔101中，在热量交换腔101中与散热片4进行热量交换，升温后的冷却液在散热片4的旋转动力下快速从冷却液流出通道103流出回到冷却液循环系统。通过冷却液与散热片的热量交换降低导热冷却棒3的温度，从而降低铣削刀2的温度。
以上说明书中未做特别说明的部分均为现有技术，或者通过现有技术既能实现。
Claims (9)
1.一种用于干式铣削的传导冷却铣削刀具，包括刀柄及安装在刀柄下端的铣削刀，其特征在于，还包括导热冷却棒及散热片；所述导热冷却棒设于铣削刀的中心部，导热冷却棒的外表面与铣削刀的内表面贴合，导热冷却棒的上端从铣削刀中伸出，伸出端的外周面贴合设有若干散热片；所述刀柄的中心部设有热量交换腔，与热量交换腔相连通的冷却液进入通道及冷却液流出通道，所述导热冷却棒的伸出端及焊接在伸出端上的散热片均容纳在热量交换腔中，所述导热冷却棒的导热系数高于铣削刀的导热系数。
2.根据权利要求1所述的传导冷却铣削刀具，其特征在于，所述导热冷却棒的导热系数是铣削刀的导热系数的3倍以上。
3.根据权利要求2所述的传导冷却铣削刀具，其特征在于，所述导热冷却棒由铍铜制成。
4.根据权利要求1所述的传导冷却铣削刀具，其特征在于，所述散热片由铜制成。
5.根据权利要求1所述的传导冷却铣削刀具，其特征在于，所述导热冷却棒与铣削刀之间填充有导热胶。
6.根据权利要求1所述的传导冷却铣削刀具，其特征在于，从导热冷却棒的轴向观察所述散热片整体呈螺旋形。
7.根据权利要求1所述的传导冷却铣削刀具，其特征在于，所述导热冷却棒上设有正六面体安装部，正六面体安装部位于散热片的下端，正六面体安装部下方的导热冷却棒上设有外螺纹，所述铣削刀的内腔上端设有与导热冷却棒的外螺纹相适配的内螺纹，所述导热冷却棒与铣削刀通过螺纹连接。
8.根据权利要求1所述的传导冷却铣削刀具，其特征在于，所述铣削刀与刀柄之间设有密封圈。
9.根据权利要求1所述的传导冷却铣削刀具，其特征在于，所述冷却液进入通道设于刀柄的中心部，所述冷却液流出通道设于冷却液进入通道的外周，且设有两个以上。
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