CN109866077A - 一种飞刀切削机床用刀具冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种飞刀切削机床用刀具冷却装置，包括飞切刀盘和设置在所述飞切刀盘上的飞切刀具，还包括连接在所述飞切刀盘上的主轴转子、同轴设置在所述主轴转子顶部的芯轴、设置在所述芯轴顶部的套筒、套设在所述主轴转子上的飞浮支撑系统和出口端与所述飞切刀具相对设置的喷管，所述主轴转子沿轴心线设置有第二走液孔，所述套筒上设置有管接头，所述芯轴沿轴心线设置有第一走液孔，所述第一走液孔的两端分别与所述管接头和所述第二走液孔相通，所述喷管与所述第二走液孔相通。本装置采用随刀盘同步旋转的喷射冷却结构，可对切削过程中的刀具进行连续冷却，从而减缓刀具磨损，提高刀具使用寿命。

Description

一种飞刀切削机床用刀具冷却装置

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种飞刀切削机床用刀具冷却装置。

背景技术

飞刀切削机床是重要的超精密加工设备，其加工刀具安装在飞刀盘上，超精密主轴带动飞刀盘以一定的工作半径进行高精度旋转切削，以获得高质量的加工表面。由于安装刀具的飞刀盘半径较大，所以刀具运动范围较大，而传统冷却装置位置相对固定，不能跟随刀具旋转运动，无法对刀具进行连续冷却，导致冷却效果不佳。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种飞刀切削机床用刀具冷却装置，包括飞切刀盘和设置在所述飞切刀盘上的飞切刀具，其特征在于，还包括连接在所述飞切刀盘上的主轴转子、同轴设置在所述主轴转子顶部的芯轴、设置在所述芯轴顶部的套筒、套设在所述主轴转子上的飞浮支撑系统和出口端与所述飞切刀具相对设置的喷管，

所述主轴转子沿轴心线设置有第二走液孔，

所述套筒上设置有管接头，所述芯轴沿轴心线设置有第一走液孔，所述第一走液孔的两端分别与所述管接头和所述第二走液孔相通，

所述喷管与所述第二走液孔相通。

可选地，所述管接头设置在所述套筒的侧壁，所述芯轴内设置有进液通道，所述管接头与所述第一走液孔通过所述进液通道相连通。

可选地，所述主轴转子的中部设置有中部圆盘，所述中部圆盘的直径大于所述主轴转子的两端的直径。

可选地，所述气浮支承系统包括分别位于所述中部圆盘上下两侧且沿所述主轴转子周向设置的上止推节流器和下止推节流器、沿所述中部圆盘的周向设置的垫环和沿所述主轴转子周向设置且可拆卸的连接在所述上止推节流器顶部的径向节流器。

可选地，所述主轴转子、所述中部圆盘、所述上止推节流器、所述下止推节流器、所述垫环和所述径向节流器同轴设置，所述垫环位于所述上止推节流器和所述下止推节流器之间。

可选地，所述径向节流器的侧壁开设有多组均匀分布的通孔，通孔与高压气源相连，通孔内设置有节流塞，所述上止推节流器和所述下止推节流器的侧壁均开设有多组均匀分布的侧壁盲孔，所述侧壁盲孔与高压气源相接，所述上止推节流器的底面和所述下止推节流器的顶面开设多组端面盲孔，所述端面盲孔与所述侧壁盲孔互相垂直且互相贯通，所述端面盲孔内装有节流塞。

可选地，所述飞切刀盘内设置有第三走液孔，所述第三走液孔与所述第二走液孔远离所述芯轴的一端相通，所述第三走液孔的另一端与所述喷管的入口端相通。

可选地，所述喷管具有U型结构，所述喷管与所述飞切刀盘通过法兰相连接。

可选地，所述径向节流器通过螺钉与所述上止推节流器可拆卸连接，所述上止推节流器、所述垫环和所述下止推节流器通过螺栓可拆卸连接，所述主轴转子通过螺钉与所述飞切刀盘可拆卸连接，所述芯轴与所述主轴转子通过螺钉可拆卸连接。

可选地，所述中部圆盘与所述主轴转子为一体成型。

有益效果：

本发明的实施例中所提供的一种飞刀切削机床用刀具冷却装置，采用随刀盘同步旋转的喷射冷却结构，可对切削过程中的刀具进行连续冷却，从而减缓刀具磨损，提高刀具使用寿命。

附图说明

图1是本发明一种飞刀切削机床用刀具冷却装置的实施例的剖面结构示意图；

图2是本发明一种飞刀切削机床用刀具冷却装置的实施例的外部结构示意图；

图3是本发明一种飞刀切削机床用刀具冷却装置的实施例的主轴转子的结构示意图。

图中：

1、套筒；2、管接头；3、芯轴；4、主轴转子；5、径向节流器；6、节流塞；7、上止推节流器；8、垫环；9、下止推节流器；10、飞切刀盘；11、喷管；12、飞切刀具；13、第一走液孔；14、第二走液孔；15、第三走液孔；16、进液通道。

具体实施方式

为进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图以及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图1-3，对本发明进行举例说明。

一种飞刀切削机床用刀具冷却装置，包括飞切刀盘10和设置在所述飞切刀盘10上的飞切刀具12，其特征在于，还包括连接在所述飞切刀盘10上的主轴转子4、同轴设置在所述主轴转子4顶部的芯轴3、设置在所述芯轴3顶部的套筒1、套设在所述主轴转子4上的飞浮支撑系统和出口端与所述飞切刀具12相对设置的喷管11，

所述主轴转子4沿轴心线设置有第二走液孔14，

所述套筒1上设置有管接头2，所述芯轴3沿轴心线设置有第一走液孔13，所述第一走液孔13的两端分别与所述管接头2和所述第二走液孔14相通，

所述喷管11与所述第二走液孔14相通。

进一步的，所述套筒1的底端与机床横梁相连接。

进一步的，所述飞切刀具12由螺钉固定于所述飞切刀盘10下端面的外缘。

进一步的，所述主轴转子4的底面垂直固定在所述飞切刀盘10的顶面上。

进一步的，所述第一走液孔13与所述第二走液孔14的孔径相等。

进一步的，所述第一走液孔13与所述第二走液孔14竖直相对设置。

进一步的，所述芯轴3的直径小于所述主轴转子4的直径。

进一步的，所述喷管通过第三走液孔与所述第三走液孔相通。

所述管接头2设置在所述套筒1的侧壁，所述芯轴3内设置有进液通道16，所述管接头2与所述第一走液孔13通过所述进液通道16相连通。

进一步的，所述套筒1的内壁与所述芯轴3的外表面间设有O型密封圈。

进一步的，所述进液通道16水平设置。

所述主轴转子4的中部设置有中部圆盘，所述中部圆盘的直径大于所述主轴转子4的两端的直径。

所述气浮支承系统包括分别位于所述中部圆盘上下两侧且沿所述主轴转子4周向设置的上止推节流器7和下止推节流器9、沿所述中部圆盘的周向设置的垫环8和沿所述主轴转子4周向设置且可拆卸的连接在所述上止推节流器7顶部的径向节流器5。

进一步的，所述中部圆盘被所述上止推节流器7、所述垫环8和所述下止推节流器9包裹夹持在内。

进一步的，所述下止推节流器9固定于机床基座。

所述主轴转子4、所述中部圆盘、所述上止推节流器7、所述下止推节流器9、所述垫环8和所述径向节流器5同轴设置，所述垫环8位于所述上止推节流器7和所述下止推节流器9之间。

进一步的，所述上止推节流器7、所述下止推节流器9、所述垫环8的外直径相同。

所述径向节流器5的侧壁开设有多组均匀分布的通孔，通孔与高压气源相连，通孔内设置有节流塞6，所述上止推节流器7和所述下止推节流器9的侧壁均开设有多组均匀分布的侧壁盲孔，所述侧壁盲孔与高压气源相接，所述上止推节流器7的底面和所述下止推节流器9的顶面开设多组端面盲孔，所述端面盲孔与所述侧壁盲孔互相垂直且互相贯通，所述端面盲孔内装有节流塞6。

所述飞切刀盘10内设置有第三走液孔15，所述第三走液孔15与所述第二走液孔14远离所述芯轴3的一端相通，所述第三走液孔15的另一端与所述喷管11的入口端相通。

进一步的，所述第三走液孔15具有L型结构。

所述喷管11具有U型结构，所述喷管11与所述飞切刀盘10通过法兰相连接。

进一步的，所述喷管11出口端孔径减小。

所述径向节流器5通过螺钉与所述上止推节流器7可拆卸连接，所述上止推节流器7、所述垫环8和所述下止推节流器9通过螺栓可拆卸连接，所述主轴转子4通过螺钉与所述飞切刀盘10可拆卸连接，所述芯轴3与所述主轴转子4通过螺钉可拆卸连接。

所述中部圆盘与所述主轴转子4为一体成型。

工作时，主轴转子4的气浮支承系统包括径向节流器5、上止推节流器7、垫环8、下止推节流器9，外接高压气体通过各个节流器内的节流塞6形成压力气膜，实现主轴转子4径向与轴向的气浮支承。主轴转子4在气浮支承条件下、由电机驱动旋转，带动与其连接的飞切刀盘4、喷管11以及飞切刀具12旋转。芯轴3内的进液通道16、第一走液孔13、主轴转子4内的第二走液孔14、飞切刀盘10内的第三走液孔15及喷管11共同构成切削液输送通路。冷却液由高压气体经管接头2送入套筒1进而进入进液通道16，并通过切削液输送通路后从喷管11的出口端向飞切刀具12的表面进行喷射冷却。由于喷管11与飞切刀具12做同步转动，且在切削过程中相对位置固定不变，可持续喷射冷却介质到飞切刀具12表面，从而提高冷却效率，延长刀具使用寿命。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由组合、叠加。

以上所述，仅为本发明的较佳实施方式，并非对本发明做任何形式上的限制。任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种飞刀切削机床用刀具冷却装置，包括飞切刀盘和设置在所述飞切刀盘上的飞切刀具，其特征在于，还包括连接在所述飞切刀盘上的主轴转子、同轴设置在所述主轴转子顶部的芯轴、设置在所述芯轴顶部的套筒、套设在所述主轴转子上的飞浮支撑系统和出口端与所述飞切刀具相对设置的喷管，

所述主轴转子沿轴心线设置有第二走液孔，

所述套筒上设置有管接头，所述芯轴沿轴心线设置有第一走液孔，所述第一走液孔的两端分别与所述管接头和所述第二走液孔相通，

所述喷管与所述第二走液孔相通。

2.根据权利要求1所述的一种飞刀切削机床用刀具冷却装置，其特征在于，所述管接头设置在所述套筒的侧壁，所述芯轴内设置有进液通道，所述管接头与所述第一走液孔通过所述进液通道相连通。

3.根据权利要求1所述的一种飞刀切削机床用刀具冷却装置，其特征在于，所述主轴转子的中部设置有中部圆盘，所述中部圆盘的直径大于所述主轴转子的两端的直径。

4.根据权利要求3所述的一种飞刀切削机床用刀具冷却装置，其特征在于，所述气浮支承系统包括分别位于所述中部圆盘上下两侧且沿所述主轴转子周向设置的上止推节流器和下止推节流器、沿所述中部圆盘的周向设置的垫环和沿所述主轴转子周向设置且可拆卸的连接在所述上止推节流器顶部的径向节流器。

5.根据权利要求4所述的一种飞刀切削机床用刀具冷却装置，其特征在于，所述主轴转子、所述中部圆盘、所述上止推节流器、所述下止推节流器、所述垫环和所述径向节流器同轴设置，所述垫环位于所述上止推节流器和所述下止推节流器之间。

6.根据权利要求3所述的一种飞刀切削机床用刀具冷却装置，其特征在于，所述径向节流器的侧壁开设有多组均匀分布的通孔，通孔与高压气源相连，通孔内设置有节流塞，所述上止推节流器和所述下止推节流器的侧壁均开设有多组均匀分布的侧壁盲孔，所述侧壁盲孔与高压气源相接，所述上止推节流器的底面和所述下止推节流器的顶面开设多组端面盲孔，所述端面盲孔与所述侧壁盲孔互相垂直且互相贯通，所述端面盲孔内装有节流塞。

7.根据权利要求1所述的一种飞刀切削机床用刀具冷却装置，其特征在于，所述飞切刀盘内设置有第三走液孔，所述第三走液孔与所述第二走液孔远离所述芯轴的一端相通，所述第三走液孔的另一端与所述喷管的入口端相通。

8.根据权利要求1或7所述的一种飞刀切削机床用刀具冷却装置，其特征在于，所述喷管具有U型结构，所述喷管与所述飞切刀盘通过法兰相连接。

9.根据权利要求1所述的一种飞刀切削机床用刀具冷却装置，其特征在于，所述径向节流器通过螺钉与所述上止推节流器可拆卸连接，所述上止推节流器、所述垫环和所述下止推节流器通过螺栓可拆卸连接，所述主轴转子通过螺钉与所述飞切刀盘可拆卸连接，所述芯轴与所述主轴转子通过螺钉可拆卸连接。

10.根据权利要求3所述的一种飞刀切削机床用刀具冷却装置，其特征在于，所述中部圆盘与所述主轴转子为一体成型。