CN108555687A - 启动轴车削设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及车削技术领域，具体公开了启动轴车削设备，其包括座体、主轴、顶尖和刀座，顶尖的外周设有冷却管，冷却管的中部向内凸出形成喉部，喉部两侧分别为入口段和扩散段，入口段连接有风机；主轴与顶尖之间设有弧形罩壳，弧形罩壳的内壁上设有若干集液槽，且弧形罩壳内设有与集液槽连通的通道，通道与喉部连通；顶尖上固定有冷却液箱，且冷却液箱与喉部连通；座体上固定有缸体，缸体内设有活塞，缸体的底部设有进液单向阀和出液单向阀，出液单向阀与冷却液箱连通，还设有与进液单向阀连通的冷却液储箱，活塞通过连杆与刀座固定。通过气流和冷却液同时对启动轴进行冷却，可减少冷却液的使用量。

Description

启动轴车削设备

技术领域

本发明涉及车削技术领域，具体涉及一种启动轴车削设备。

背景技术

车削是一种常见的切削加工方法，在切削生产中占有十分重要的地位，该方法是在车床上利用主轴使工件相对固定刀具进行旋转而对工件进行切削。在实际车削加工过程中，一般采用施加冷却液来带走摩擦产生的热量；目前，冷却液直接对切削点进行冲刷，且冷却液通过泵直接进行输送，由于冷却液无法均匀的分布在启动轴上，因此冷却液的输送量较大，从而在车削过程中，冷却液的消耗较多，使得冷却液所需的成本也较高。

另外，为了降低冷却液的使用，有的设备上目前开始采用风冷，但风冷只适用于低速车削设备，而对于高速车削，风冷的降温效果不好；因此通过冷却液冷却和风冷结合，在可达到降温效果的同时，可减少冷却液的使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种启动轴车削设备，以减少冷却液的使用量。

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：

启动轴车削设备包括座体、同轴设置的主轴和顶尖，以及可沿主轴轴向滑动的刀座，且顶尖也可沿主轴轴向滑动，所述顶尖的外周设有冷却管，顶尖与冷却管之间形成冷却管腔，冷却管的中部向内凸出使冷却管腔的中部形成喉部，喉部的一侧为入口段，喉部的另一侧为扩散段，入口段连接有风机；所述主轴与顶尖之间设有弧形罩壳，弧形罩壳的内壁上设有若干集液槽，且弧形罩壳内设有与集液槽连通的通道，通道与喉部连通；所述顶尖上还固定有冷却液箱，且冷却液箱内设有与喉部连通的吸液管；所述座体上固定有缸体，缸体内设有活塞，缸体的底部设有进液单向阀和出液单向阀，出液单向阀与冷却液箱连通，还设有与进液单向阀连通的冷却液储箱，所述活塞通过连杆与刀座固定。

本方案启动轴车削设备的原理在于：

对启动轴进行车削时，启动轴的一端由固定在主轴上的卡盘夹持，而顶尖顶紧启动轴的另一端，从而主轴转动将带动启动轴转动。主轴转动时，启动轴将相对于固定在刀座上的刀片转动，则刀座沿主轴的轴向移动可实现对启动轴进行切削。

在对启动轴进行切削时，同时启动风机，则在冷却管腔内将形成气流；且由于冷却管腔喉部的横截面积小于入口段和扩散段的横截面积，因此气流经过喉部时，气流被压缩，从而使得气流经过喉部的流速加快，使喉部处的压强降低。而与喉部连通的吸液管伸入冷却液箱中，因此，喉部将从冷却液箱中吸入冷却液并使其与气流混合并雾化。雾化后的冷却液从扩散段排出并分布在启动轴的外周，从而对切削中的启动轴具有冷却作用。

雾化后的冷却液将在启动轴周围向外扩散并吸附在弧形罩壳的内壁上，随着冷却液在弧形罩壳的内壁不断积累，冷却液将布满集液槽。而弧形罩壳内设有与集液槽连通的通道，且通道与喉部连通，因此，在喉部形成的吸力作用下，集液槽内的冷却液将再次被吸回至喉部，然后再次被吹向启动轴。

另外，刀座在实现进给时，刀座将同时带动活塞在缸体内活塞，从而活塞缸体将通过进液单向阀从冷却液储箱吸入冷却液，而当刀座返回起点位置时，活塞则将缸体内的冷却液通过出液单向阀压入冷却液箱内，以对冷却液箱内的冷却液进行补充。

本方案产生的有益效果是：

(一)通过将冷却液雾化并吹向启动轴周围，可使冷却液均匀地分布在启动轴表面，以对冷却轴进行降温，从而可以减少冷却液的使用，降低成本；另外，冷却管腔排出气流可加快启动轴周围的空气流动，从而也对启动轴具有降温作用。

(二)冷却液被雾化成细滴，从而使其易于吸附在弧形罩壳的内壁上，而随着弧形罩壳上积累的冷却液逐渐增多，且由于集液槽的表面积更大，且在液滴表面张力的作用下，能够供液滴吸附的面积更大，则对液滴的引力更大，冷却液将向集液槽内流动，然后再次被吸入喉部内，从而对冷却液进行循环利用。

(三)由于喉部处可形成的负压有限，因此无法从较远距离的冷却液储箱内直接吸入冷却液，因此通过刀座带动活塞移动，可通过缸体向冷却液箱补充冷却液。另外，每对启动轴切割一次，则缸体向冷却液箱补充一次冷却液，从而可向冷却液箱定量输送冷却液，通过对缸体的容量进行限定，当刀座向起点返回时，冷却液箱内的冷却液可被完全排出；因此，此时，喉部仅能从集液槽内吸入冷却液，从而扩散段喷出的冷却液的量减少，使得其雾化效果液更好，同时气流可将吸附在启动轴上较大的液滴吹离，而更细小的液滴将更均匀的吸附在启动轴上，则在取出启动轴时，可以避免冷却液到处滴落；而冷却液均匀的吸附在启动轴上对启动轴具有防锈作用。

优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，所述集液槽平行于主轴的轴向；集液槽沿水平方向设置，可以避免冷却液在重力的作用下沿集液槽流动，导致冷却液从弧形罩壳上滴落。

优选方案二：作为对优选方案一的进一步优化，所述通道通过连接管与喉部连通，所述连接管共设有4-6根，且连接管与喉部的连接端沿冷却管的周向均匀分布；有利于冷却液均匀进入喉部内，从而将冷却液充分雾化。

优选方案三：作为对优选方案二的进一步优化，所述风机的进风口连接有空气过滤器；从而避免外部灰尘进入冷却管腔与冷却液混合，有利于保证冷却液清洁。

优选方案四：作为对优选方案三的进一步优化，所述弧形罩壳的内壁设有覆盖集液槽的滤网；在对启动轴进行切削的过程中，会有铁屑吸附在弧形罩壳上，而设置滤网可以避免铁屑进入集液槽内。

优选方案五：作为对优选方案四的进一步优化，所述弧形罩壳的弧度为270°-300°；一方面可保证弧形罩壳具有足够的吸附面积，另一方面又可以保证刀具能够实现进刀，同时有利于排出铁屑。

附图说明

图1为本发明启动轴车削设备实施例的结构示意图；

图2为弧形罩壳的断面图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：主轴10、卡盘11、启动轴20、弧形罩壳30、集液槽31、滤网32、吸液管33、顶尖40、冷却管50、喉部51、扩散段52、入口段53、刀座60、缸体70、活塞71。

实施例基本如图1、图2所示：

本实施例的启动轴车削设备包括座体，座体上安装有主轴10、顶尖40和刀座60。主轴10与座体转动连接，并设有电机驱动主轴10转动，主轴10的端部固定有卡盘11，卡盘11用以固定启动轴20的一端。顶尖40与座体滑动连接，并设有气缸推动顶尖40滑动；卡盘11将启动轴20胚料的一端夹持后，气缸将推动顶尖40向启动轴20胚料的另一端移动，并顶紧驱动轴胚料的端部。电机带动主轴10转动时，启动轴20胚料将同时跟随主轴10转动。刀座60也与座体滑动连接，且刀座60沿主轴10的轴向滑动，刀座60上设有刀架，刀架用于安装刀片；当主轴10转动时，刀片贴近启动轴20胚料的边缘，同时采用滚珠丝杠驱动刀座60进给，则可对启动轴20胚料进行车削。主轴10、顶尖40和刀座60均为目前车床的常规结构，此处不再赘述。

顶尖40的外周设有冷却管50，冷却管50与顶尖40通过辐条固定，且在顶尖40与冷却管50之间形成冷却管腔。冷却管50的中部向内凸出使冷却管腔的中部形成喉部51，喉部51的右侧为入口段53，喉部51的左侧为扩散段52，从而使得冷却管腔形成文丘里管结构。冷却管腔的入口段53连接风机，风机的进风口连接有空气过滤器，以对空气中的灰尘进行过滤，且风机与入口段53通过钢丝橡胶软管连接，由于钢丝橡胶软管可弯曲，因此钢丝橡胶软管不会对顶尖40的移动形成阻碍。启动风机后，风机将通过钢丝橡胶软管向冷却管腔内送风，气流从入口段53流向喉部51时，由于喉部51的横截面积更下，因此喉部51对气流具有压缩作用，从而使气流的流速加快，则喉部51处的压强将降低。另外，冷却管50的下方设有冷却液箱，用于固定顶尖40和冷却管50的辐条向外延伸并将冷却液箱与顶尖40固定；冷却液箱内设有吸液管33延伸至冷却液箱的底部，且吸液管33与喉部51连通；当冷却液箱内具有冷却液时，喉部51将通过吸液管33吸入冷却液。冷却液在喉部51与空气混合，进入扩散段52后，由于扩散段52的空间增大，空气和冷却液将在扩散段52内分散，从而冷却液将被雾化并排出冷却管50。

本实施例中，刀座60的切削速度控制为2mm/s，缸体70的横截面积设置30cm²；由于启动轴的长度一定，因此刀具对启动轴完成一次切削，缸体70将向冷却液箱供给的冷却液的量为刀座60的进给长度乘缸体70的横截面积。喉部处的气流流速控制50-70m/s，则可对喉部51吸入冷却液的量进行控制，而切削速度决定了一次切削的时间，切削时间又将决定喉部51吸入的冷却液的量；因此对以上参数进行确定，当刀座60返回至起点时，冷却液箱内的冷却液将被完全吸入喉部51内。

主轴10与顶尖40之间设有弧形罩壳30，弧形罩壳30固定在座体上，且弧形罩壳30上的内壁上设有若干集液槽31，集液槽31平行于主轴10的轴向，集液槽31的宽度为3mm，集液槽31的深度为5mm。弧形罩壳30的内壁上还铆接有一层过滤网32以将集液槽31覆盖，从而防止铁屑进入集液槽31内。弧形罩壳30的弧度为270°，且弧形罩壳30的开口朝向刀座60，从而使得刀片可对启动轴20进行切削。弧形罩壳30内设有贯通集液槽31的通道，且通道与喉部51连通。该通道通过连接管与喉部51连通，连接管共设有4根，且连接管与喉部51的连接端沿冷却管50的周向均匀分布。由于集液槽31的表面积较大，利于吸附冷却液，因此冷却液进入集液槽31后，在其表面张力的作用下不会因重力而滴落；从而集液槽31内的冷却液将被吸入喉部51内。

座体上固定有缸体70，缸体70内设有活塞71，缸体70的底部设有进液单向阀和出液单向阀，出液单向阀与冷却液箱连通，还设有与进液单向阀连通的冷却液储箱，活塞71通过连杆与刀座60固定。当刀座60进给时，刀座60将带动活塞71同时在缸体70内滑动，从而使得缸体70内的空间增大，因此缸体70将通过进液单向阀从冷却液储箱吸入冷却液，当刀座60回到起点时，活塞71则将缸体70内的冷却液通过出液单向阀压入冷却液箱内。

本实施例启动轴车削设备的具体工作过程为：

对启动轴20进行切削时，同时启动风机，喉部51将从冷却液箱中吸入冷却液并使其与气流混合并雾化。雾化后的冷却液从扩散段52排出并分布在启动轴20的外周，从而对切削中的启动轴20具有冷却作用；冷却管腔排出气流可加快启动轴20周围的空气流动，从而也对启动轴20具有降温作用。雾化后的冷却液将在启动轴20周围向外扩散并吸附在弧形罩壳30的内壁上，随着冷却液在弧形罩壳30的内壁不断积累，冷却液将布满集液槽31。而弧形罩壳30内设有与集液槽31连通的通道，且通道与喉部51连通，因此，在喉部51形成的吸力作用下，集液槽31内的冷却液将在此被吸回至喉部51，然后再次被吹向启动轴20。

刀座60在实现进给时，刀座60将同时带动活塞71在缸体70内活塞71，从而活塞71缸体70将通过进液单向阀从冷却液储箱吸入冷却液，而当刀座60返回起点位置时，活塞71则将缸体70内的冷却液通过出液单向阀压入冷却液箱内，以对冷却液箱内的冷却液进行补充。当刀座60向起点返回时，冷却液箱内的冷却液可被完全排出；因此，此时，喉部51仅能从集液槽31内吸入冷却液，从而扩散段52喷出的冷却液的量减少，使得其雾化效果也更好，同时气流可将吸附在启动轴20上较大的液滴吹离，而更细小的液滴将更均匀的吸附在启动轴20上，则在取出启动轴20时，可以避免冷却液到处滴落；而冷却液均匀地吸附在启动轴20上对启动轴20具有防锈作用。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.启动轴车削设备，包括座体、同轴设置的主轴和顶尖，以及可沿主轴轴向滑动的刀座，且顶尖也可沿主轴轴向滑动，其特征在于：所述顶尖的外周设有冷却管，顶尖与冷却管之间形成冷却管腔，冷却管的中部向内凸出使冷却管腔的中部形成喉部，喉部的一侧为入口段，喉部的另一侧为扩散段，入口段连接有风机；所述主轴与顶尖之间设有弧形罩壳，弧形罩壳的内壁上设有若干集液槽，且弧形罩壳内设有与集液槽连通的通道，通道与喉部连通；所述顶尖上还固定有冷却液箱，且冷却液箱内设有与喉部连通的吸液管；所述座体上固定有缸体，缸体内设有活塞，缸体的底部设有进液单向阀和出液单向阀，出液单向阀与冷却液箱连通，还设有与进液单向阀连通的冷却液储箱，所述活塞通过连杆与刀座固定。

2.根据权利要求1所述的启动轴车削设备，其特征在于：所述集液槽平行于主轴的轴向。

3.根据权利要求2所述的启动轴车削设备，其特征在于：所述通道通过连接管与喉部连通，所述连接管共设有4-6根，且连接管与喉部的连接端沿冷却管的周向均匀分布。

4.根据权利要求3所述的启动轴车削设备，其特征在于：所述风机的进风口连接有空气过滤器。

5.根据权利要求4所述的启动轴车削设备，其特征在于：所述弧形罩壳的内壁设有覆盖集液槽的滤网。

6.根据权利要求5所述的启动轴车削设备，其特征在于：所述弧形罩壳的弧度为270°-300°。