CN108526966A - 一种用于外冷转内冷自动换刀的刀柄 - Google Patents

一种用于外冷转内冷自动换刀的刀柄 Download PDF

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叶新昌
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Abstract

本发明涉及刀具固定件刀具技术领域，尤其是指一种用于外冷转内冷自动换刀的刀柄，包括刀柄主体、连接部件和与所述连接部件固定连接的支架底座，所述刀柄主体与所述支架底座转动连接，所述刀柄主体的一端穿过所述连接部件，所述刀柄主体设有刀具安装盲孔和进液体通孔，所述进液体通孔为圆弧状，所述支架底座设有用于连通所述进液体通孔的增压通孔。螺旋进入刀具安装盲孔内的切削液或冷却液会产生涡流，提升对刀具的冷却效果；对外界的工件进行深钻孔时，切削液或冷却液可以顺着刀具的通孔到达刀具尖上，冷却效果好，还可以有效地冲洗碎屑；可实现自动换刀，提升刀具的使用性能，有效保护工件和刀具，延长刀具的使用寿命，提高可靠性。

Description

一种用于外冷转内冷自动换刀的刀柄
技术领域
本发明涉及刀具固定件刀具技术领域，尤其是指一种用于外冷转 内冷自动换刀的刀柄。
背景技术
刀具在加工时高速旋转，产生大量热量，刀具的温度增高，很容 易导致刀具损坏，所以需要对工作中的刀具进行冷却。目前，刀具冷 却的方式通常为外冷式，对工件进行深钻孔时，切削液或冷却液液难 以到达刀具尖上或冷却液喷射强度低而无法喷射到刀具尖上，冷却效 果差，不能有效地冲洗碎屑，对工件和刀具造成一定的破坏。现有的 技术中也有内冷式的刀具刀柄，但是切削液或冷却液的喷射方式一般 为直线式喷射，冷却效果不够好，还不能用于自动换刀。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种用于外冷转内 冷自动换刀的刀柄，冷却液喷射强度高，能够由内向外螺旋式有效地 冷却刀具。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于外冷转 内冷自动换刀的刀柄，包括刀柄主体、连接部件和与所述连接部件固 定连接的支架底座，所述刀柄主体与所述支架底座转动连接，所述刀 柄主体的一端穿过所述连接部件，所述刀柄主体设有刀具安装盲孔和 进液体通孔，所述刀具安装盲孔设置于所述刀柄主体的另一端，所述 进液体通孔贯穿所述刀柄主体并与所述刀具安装盲孔连通，所述进液 体通孔为圆弧状，所述支架底座设有用于连通所述进液体通孔的增压 通孔，外界的增压切削液依次通过所述增压通孔和进液体通孔进入刀 具安装盲孔内。
进一步的，还包括套设于所述刀柄主体的套筒，刀柄主体与套筒 转动设置，套筒设有用于连通进液体通孔的开孔，所述开孔贯穿所述 套筒，所述开孔用于连通增压通孔和进液体通孔。
进一步的，还包括容设于增压通孔的进液塞和进液塞胶圈，所述 进液塞设有贯穿所述进液塞的切削液输入通孔，所述增压通孔、切削 液输入通孔、开孔、进液体通孔和刀具安装盲孔依次连通，所述进液 塞的一端突伸入所述开孔内，所述进液塞胶圈套设于所述进液塞靠近 开孔的一端，所述进液塞胶圈用于密封所述进液塞与套筒之间的间 隙。
进一步的，还包括两个轴承和用于承载所述连接部件的承载部 件，所述套筒经由两个所述轴承与所述刀柄主体转动设置，两个所述 轴承分别位于所述进液体通孔的两侧，承载部件设置于所述支架底 座。
进一步的，还包括两个密封环，进液体通孔位于两个所述密封环 之间，两个所述密封环位于两个轴承之间，两个所述密封环套设于所 述刀柄主体外侧，所述密封环用于密封所述刀柄主体与套筒之间的间 隙。
进一步的，所述连接部件设有两个插孔、多个连接孔和两个凹缘， 两个所述凹缘设置于所述连接部件的侧壁，两个所述插孔分别横向设 置于两个凹缘内，多个所述连接孔纵向贯穿所述连接部件。
进一步的，所述支架底座设有横配合孔和纵配合孔，所述纵配合 孔自支架底座的顶面贯穿所述横配合孔并与所述增压通孔连通。
进一步的，所述刀柄主体设有用于容设所述密封环的密封环凹 槽。
进一步的，所述套筒设有容液盲槽，容液盲槽自套筒的内侧壁凹 设而成，进液体通孔、开孔分别连通容液盲槽。
进一步的，所述进液体通孔的数量为多个，多个进液体通孔围绕 刀具安装盲孔呈环形阵列，多个进液体通孔位于同一平面内。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种用于外冷转内冷自动换刀的刀柄，刀柄主体设 有进液体通孔和刀具安装盲孔，支架底座设有增压通孔，外界的刀具 装入到刀具安装盲孔中，外界的机械手抓取刀柄主体装入机床主轴， 外界的驱动件驱动刀柄主体连带刀具转动，外界的切削液或冷却液经 由外界的增压装置增压后，再经由增压通孔、进液体通孔螺旋式地进 入刀具安装盲孔以及外界的刀具通孔内，螺旋进入刀具安装盲孔内的 切削液或冷却液会产生涡流，提升对刀具的冷却效果；对外界的工件 进行深钻孔时，切削液或冷却液可以顺着刀具的通孔到达刀具尖上， 冷却效果好，还可以有效地冲洗碎屑；可实现自动换刀，提升刀具的 使用性能，有效保护工件和刀具，延长刀具的使用寿命，提高可靠性。
附图说明
图1为本发明的爆炸结构示意图；
图2为本发明的立体图；
图3为本发明的主视图；
图4为图3中沿A-A方向的剖视图；
图5为图3中沿B-B方向的剖视图；
图6为本发明的支架底座的主视图；
图7为图6中沿C-C方向的剖视图；
图8为本发明的连接部件的主视图；
图9为图8中沿D-D方向的剖视图。
附图标记
1-刀柄主体；11-刀具安装盲孔；12-进液体通孔；2-套筒；21- 开孔；22-溶液盲槽；3-进液塞；31-切削液输入通孔；32-进液塞胶 圈；33-卡接部；4-轴承；5-密封环；51-密封环凹槽；6-连接部件； 61-插孔；62-凹缘；63-连接孔；64-环形凹槽；7-支架底座；71-增 压通孔；711-第一增压通孔；712-第二增压通孔；72-横配合孔；73- 纵配合孔；74-环形耳；75-环形耳通孔；8-承载部件；81-第一圆环； 82-第二圆环；83-承载圆环板；84-弧形孔。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发 明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下 结合附图对本发明进行详细的描述。
请参阅图1至9图所示，本发明提供的一种用于外冷转内冷自动换 刀的刀柄，包括刀柄主体1、连接部件6和与所述连接部件6固定连接 的支架底座7，所述刀柄主体1与所述支架底座7转动连接，所述刀柄 主体1的一端穿过所述连接部件6，所述刀柄主体1设有刀具安装盲孔 11和进液体通孔12，所述刀具安装盲孔11设置于所述刀柄主体1的另 一端，所述进液体通孔12贯穿所述刀柄主体1并与所述刀具安装盲孔 11连通，所述进液体通孔12为圆弧状，所述支架底座7设有用于连通 所述进液体通孔12的增压通孔71，外界的增压切削液依次通过所述增 压通孔71和进液体通孔12进入刀具安装盲孔11内，增压通孔71的孔径 大于进液体通孔12的孔径。
所述刀柄主体1的一端为圆柱体，在圆柱体的端面沿其中心线设 有刀具安装盲孔11，外界的刀具安装在刀具安装盲孔11内，外界的驱 动件驱动刀柄主体1连带刀具转动；当机床工作时，通过刀柄主体1 带动刀具高速旋转，能够完成基本的铣削、镗削、钻削、攻螺纹及自 动工作循环等工作，可加工各种形状复杂的凸轮、样板及模具零件等， 达到加工的目的。切削液或冷却液是一种用在金属切削、磨加工过程 中，用来冷却和润滑刀具和加工件的工业用液体，切削液或冷却液由 多种超强功能助剂经科学复合而成，同时具备良好的冷却性能、润滑 性能、防锈性能、除油清洗功能、防腐功能；刀柄主体1设有进液体 通孔12，所述进液体通孔12的数量为三个，所述进液体通孔12为圆弧 状通孔，在刀柄主体1连带刀具转动的过程中，通过所述进液体通孔 12进入刀具安装盲孔11内的切削液或冷却液会产生涡流，提升对刀具 的冷却效果，进而提升刀具的使用性能。
首先，外界的切削液或冷却液经由增压通孔71和进液体通孔12 进入刀具安装盲孔11内，切削液或冷却液在刀具安装盲孔11内旋转流 动，产生涡流，然后，切削液或冷却液流入外界的刀具的通孔，最后， 通过刀具的通孔抵达外界的工件，达到有效地冷却刀具和工件的目 的；对外界的工件进行深钻孔时，切削液或冷却液可以顺着刀具的通 孔到达刀具尖上，冷却效果好，还可以有效地冲洗碎屑，使机床的冷 却方式由外冷式转变为内冷式，有效保护工件和刀具，延长刀具的使 用寿命，提高可靠性。
所述连接部件6和支架底座7均固定设置于机床，机床的主轴用于 驱动刀柄主体1转动，当需要换刀时，外界的机械手抓取所述刀柄主 体1后调节所述进液体通孔12与所述增压通孔71对正，不需要人工换 刀，增压通孔71外设有增压装置(未画出)，增压装置可以为抽液泵 等，利用增压装置向增压通孔71泵入经过增压后的切削液或冷却液， 也就是切削液或者冷却液的喷射强度可以经由外界的增压装置调节， 经过增压的切削液或冷却液冷却效果更加好。
本发明提供的一种用于外冷转内冷自动换刀的刀柄，刀柄主体1 设有进液体通孔12和刀具安装盲孔11，支架底座7设有增压通孔71， 外界的刀具装入到刀具安装盲孔11中，外界的机械手抓取刀柄主体1 装入机床主轴，外界的驱动件驱动刀柄主体1连带刀具转动，外界的 切削液或冷却液经由外界的增压装置增压后，再经由增压通孔71、进 液体通孔12螺旋式地进入刀具安装盲孔11以及外界的刀具通孔内，螺 旋进入刀具安装盲孔11内的切削液或冷却液会产生涡流，提升对刀具 的冷却效果；对外界的工件进行深钻孔时，切削液或冷却液可以顺着 刀具的通孔到达刀具尖上，冷却效果好，还可以有效地冲洗碎屑；可 实现自动换刀，提升刀具的使用性能，有效保护工件和刀具，延长刀 具的使用寿命，提高可靠性。
请参阅图1至5图所示，本实施例中，还包括套设于所述刀柄主体 1的套筒2，刀柄主体1与套筒2转动设置，套筒2设有用于连通进液体 通孔12的开孔21，所述开孔21贯穿所述套筒2，所述开孔21用于连通 增压通孔71和进液体通孔12。当刀柄主体1带动外界的刀具高速旋转 时，套筒2与所述支架底座7固定连接，不随着刀柄主体1发生转动， 增压通孔71和开孔21依次排列，两者位于同一直线上，经过外界的增 压装置增压的切削液或冷却液依次通过增压通孔71、开孔21、进液体 通孔12、刀具安装盲孔11和外界的刀具通孔，最后抵达加工工件，有 效冷却刀具和加工工件。外界的机械手可以夹着所述套筒2带动刀柄 主体1移动，当调节开孔21正对于所述增压通孔71时，刀柄主体1安装 在机床主轴上，防止机械手直接接触刀柄主体1造成刮痕，实现自动 换刀，保护刀柄主体1、刀具和加工工件。
请参阅图1、图4、图8、图9所示，本实施例中，还包括容设于增 压通孔71的进液塞3和进液塞胶圈32，所述进液塞3设有贯穿所述进液 塞3的切削液输入通孔31，所述增压通孔71、切削液输入通孔31、开 孔21、进液体通孔12和刀具安装盲孔11依次连通，所述进液塞3的一 端突伸入所述开孔21内，所述进液塞胶圈32套设于所述进液塞3靠近 开孔21的一端，所述进液塞胶圈32用于密封所述进液塞3与套筒2之间 的间隙。所述进液塞3的一端设有卡接部33，所述进液塞胶圈32套设 于所述进液塞3的另一端，所述卡接部33与所述支架底座7卡接于增压 通孔71内，所述卡接部33的纵截面大于所述进液塞3的纵截面，所述 增压通孔71包括第一增压通孔711和第二增压通孔712，所述第一增压 通孔711的直径大于第二增压通孔712的直径，所述卡接部33卡接于第 一增压通孔711，所述进液塞3的本体容设于第二增压通孔712，经过 增压的外界的切削液或冷却液具有冲击力，外界的切削液或冷却液先进入第一增压通孔711，后进入第二增压通孔712，卡接部33和增压通 孔71的此种结构足以抵抗外界的切削液或冷却液的冲击力，提高可靠 性。所述进液塞3远离所述卡接部33的一端暴露在支架底座7外，所述 进液塞3暴露在支架底座7外的部分突伸入所述套筒2的开孔21内，所 述进液塞胶圈32可以由软胶材料制成，用于密封所述进液塞3与套筒2 之间的间隙。外界的机械手夹取所述套筒2带动刀柄主体1，使所述开 孔21正对所述切削液输入通孔31，即所述进液塞3暴露在支架底座7 外的部分突伸入所述套筒2的开孔21内，所述进液塞胶圈32用于防止 外界的切削液或冷却液泄露，节约资源，增压效果好。
请参阅图1、图4所示，本实施例中，还包括两个轴承4和用于承 载所述连接部件6的承载部件8，承载部件8设置在支架底座7上，所述 套筒2经由两个所述轴承4与所述刀柄主体1转动设置，两个所述轴承4 分别位于所述进液体通孔12的两侧，承载部件8设置于所述支架底座 7。所述套筒2通过两个轴承4安装于刀柄主体1的圆柱体的一端，当刀 柄主体1带动刀具高速旋转时，所述轴承4可使套筒2相对于支架底座7 不发生转动；所述轴承4为滚动轴承，滚动轴承的结构保证了它的运 动摩擦系数较低，所受摩擦力较小，有较好的机械效率，在机床运转 过程中能保持较低的功率消耗，且起动性能好。
请参阅图4所示，本实施例中，还包括两个密封环5，进液体通孔 12位于两个所述密封环5之间，两个所述密封环5位于两个轴承4之间， 两个所述密封环5套设于所述刀柄主体1外侧，所述密封环5用于密封 所述刀柄主体1与套筒2之间的间隙。具体地，为了保证切削液或冷却 液不泄露，在轴承4和刀柄主体1的配合面之间安装两个环形密封环5， 防止切削液或冷却液泄漏，避免造成不必要的浪费。
请参阅图1、图8、图9所示，本实施例中，所述连接部件6设有两 个插孔61、多个连接孔63和两个凹缘62，两个所述凹缘62设置于所述 连接部件6的侧壁，两个所述插孔61分别横向设置于两个凹缘62内， 多个所述连接孔63纵向贯穿所述连接部件6。所述连接部件6固定设置 于机床(未画出)，所述连接孔63用于穿设螺栓或者螺钉之类的固定 装置(未画出)，将所述连接部件6固定设置于机床，所述插孔61横向 设置于所述连接部件6的外侧，机床的固定装置插入所述插孔61内， 当机床主轴驱动刀柄主体1转动时，可防止连接部件6跟随机床主轴一 起转动，所述凹缘62用于配合机床的固定装置，便于插入。
所述承载部件8设有第一圆环81、第二圆环82、承载圆环板84和 多个弧形孔83，所述第一圆环81和第二圆环82均设置于承载圆环板84 的上端，所述第一圆环81远离承载圆环板84的一端突伸出第二圆环82 远离承载圆环板84的一端，所述第一圆环81位于第二圆环82内，所述 第一圆环81与第二圆环82为同心圆，多个所述弧形孔83贯穿所述承载 圆环板84的侧壁。所述连接部件6为圆环状，所述连接部件6的下端设 有环形凹槽64。所述第一圆环81和第二圆环82均突伸入所述环形凹槽 64内，所述第一圆环81、第二圆环82与所述环形凹槽64两侧的侧壁抵 触，所述弧形孔83与所述连接孔63相匹配，螺栓或螺钉穿过连接孔63 和弧形孔83，将承载部件8与连接部件6固定连接。此种结构可以使所 述承载部件8与连接部件6固定连接效果好，防止发生位置偏移。
请参阅图1、图6、图7所示，本实施例中，所述支架底座7设有横 配合孔72和纵配合孔73，所述纵配合孔73自支架底座7的顶面贯穿所 述横配合孔72并与所述增压通孔71连通。所述支架底座7固定设置于 所述机床(未画出)，所述横配合孔72用于穿设螺栓或者螺钉之类的 固定装置(未画出)，将所述支架底座7与机床固定连接，防止支架底 座7与机床发生纵向偏移，与上述原理相似，所述纵配合孔73用于防 止支架底座7与机床发生横向偏移。支架底座7可绕纵配合孔73转动， 从而调节所述增压通孔71的方向。所述支架底座7的上端设有环形耳 74，所述环形耳74设有两个环形耳通孔75，两个所述环形耳通孔75 与所述连接孔63相匹配，用于穿设螺栓或螺钉，将所述支架底,7和连 接部件6固定连接，结构简单，固定效果好。
请参阅图1所示，本实施例中，所述刀柄主体1远离所述刀具安装 盲孔11的一端为锥形柱体。具体地，所述刀柄主体1远离所述刀具安 装盲孔11的另一端为锥形柱体，用于和机床主轴的锥形凹孔配合对 位。
请参阅图1、图4所示，本实施例中，所述刀柄主体1设有用于容 设所述密封环5的密封环凹槽51。所述密封环凹槽51用于容设所述密 封环5，防止密封环5沿竖直方向发生滑动，同时也防止套筒2和轴承4 沿竖直方向中发生滑动，当外界的机械手夹取所述套筒时，防止刀柄 主体纵向移动或者脱落。
请参阅图4、图5所示，本实施例中，所述套筒2设有容液盲槽22， 容液盲槽22自套筒2的内侧壁凹设而成，进液体通孔12、开孔21分别 连通容液盲槽22。所述切削液输入通孔31与开孔21形成切削液或冷却 液的输入通道，切削液或冷却液依次通过增压通孔71、切削液输入通 孔31、开孔21、容液盲槽22、进液体通孔12和刀具安装盲孔11；当所 述刀柄主体1高速旋转时可带动滞留在容液盲槽22内的切削液或冷却 液围绕刀柄主体1的圆柱体外表面形成涡流，再依次旋转流入进液体 通孔12和刀具安装盲孔11，对刀具和工件进行冷却，提升对刀具的冷 却效果；所述套筒2通过进液塞3固定设置于所述支架底座6。
请参阅图5所示，本实施例中，所述进液体通孔12的数量为多个， 多个进液体通孔12围绕刀具安装盲孔11呈环形阵列，多个进液体通孔 12位于同一平面内。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形 式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定 本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围 内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等 效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指 对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明 技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种用于外冷转内冷自动换刀的刀柄，其特征在于：包括刀柄主体(1)、连接部件(6)和与所述连接部件(6)固定连接的支架底座(7)，所述刀柄主体(1)与所述支架底座(7)转动连接，所述刀柄主体(1)的一端穿过所述连接部件(6)，所述刀柄主体(1)设有刀具安装盲孔(11)和进液体通孔(12)，所述刀具安装盲孔(11)设置于所述刀柄主体(1)的另一端，所述进液体通孔(12)贯穿所述刀柄主体(1)并与所述刀具安装盲孔(11)连通，所述进液体通孔(12)为圆弧状，所述支架底座(7)设有用于连通所述进液体通孔(12)的增压通孔(71)，外界的增压切削液依次通过所述增压通孔(71)和进液体通孔(12)进入刀具安装盲孔(11)内。
2.根据权利要求1所述的一种用于外冷转内冷自动换刀的刀柄，其特征在于：还包括套设于所述刀柄主体(1)的套筒(2)，刀柄主体(1)与套筒(2)转动设置，套筒(2)设有用于连通进液体通孔(12)的开孔(21)，所述开孔(21)贯穿所述套筒(2)，所述开孔(21)用于连通增压通孔(71)和进液体通孔(12)。
3.根据权利要求1所述的一种用于外冷转内冷自动换刀的刀柄，其特征在于：还包括容设于增压通孔(71)的进液塞(3)和进液塞胶圈(32)，所述进液塞(3)设有贯穿所述进液塞(3)的切削液输入通孔(31)，所述增压通孔(71)、切削液输入通孔(31)、开孔(21)、进液体通孔(12)和刀具安装盲孔(11)依次连通，所述进液塞(3)的一端突伸入所述开孔(21)内，所述进液塞胶圈(32)套设于所述进液塞(3)靠近开孔(21)的一端，所述进液塞胶圈(32)用于密封所述进液塞(3)与套筒(2)之间的间隙。
4.根据权利要求2所述的一种用于外冷转内冷自动换刀的刀柄，其特征在于：还包括两个轴承(4)和用于承载所述连接部件(6)的承载部件(8)，所述套筒(2)经由两个所述轴承(4)与所述刀柄主体(1)转动设置，两个所述轴承(4)分别位于所述进液体通孔(12)的两侧，承载部件(8)设置于所述支架底座(7)。
5.根据权利要求4所述的一种用于外冷转内冷自动换刀的刀柄，其特征在于：还包括两个密封环(5)，进液体通孔(12)位于两个所述密封环(5)之间，两个所述密封环(5)位于两个轴承(4)之间，两个所述密封环(5)套设于所述刀柄主体(1)外侧，所述密封环(5)用于密封所述刀柄主体(1)与套筒(2)之间的间隙。
6.根据权利要求1所述的一种用于外冷转内冷自动换刀的刀柄，其特征在于：所述连接部件(6)设有两个插孔(61)、多个连接孔(63)和两个凹缘(62)，两个所述凹缘(62)设置于所述连接部件(6)的侧壁，两个所述插孔(61)分别横向设置于两个凹缘(62)内，多个所述连接孔(63)纵向贯穿所述连接部件(6)。
7.根据权利要求1所述的一种用于外冷转内冷自动换刀的刀柄，其特征在于：所述支架底座(7)设有横配合孔(72)和纵配合孔(73)，所述纵配合孔(73)自支架底座(7)的顶面贯穿所述横配合孔(72)并与所述增压通孔(71)连通。
8.根据权利要求5所述的一种用于外冷转内冷自动换刀的刀柄，其特征在于：所述刀柄主体(1)设有用于容设所述密封环(5)的密封环凹槽(51)。
9.根据权利要求2所述的一种用于外冷转内冷自动换刀的刀柄，其特征在于：所述套筒(2)设有容液盲槽(22)，容液盲槽(22)自套筒(2)的内侧壁凹设而成，进液体通孔(12)、开孔(21)分别连通容液盲槽(22)。
10.根据权利要求1所述的一种用于外冷转内冷自动换刀的刀柄，其特征在于：所述进液体通孔(12)的数量为多个，多个进液体通孔(12)围绕刀具安装盲孔(11)呈环形阵列，多个进液体通孔(12)位于同一平面内。
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