CN113001252B - 一种机械铣削加工用的喷水冷却装置及其冷却方法 - Google Patents

一种机械铣削加工用的喷水冷却装置及其冷却方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种机械铣削加工用的喷水冷却装置及其冷却方法，包括铣削头，还包括安装在铣削头顶部主轴上的两组固定盘和限位在上下两组固定盘之间的多个弧板，所述弧板的内侧设置有与铣削头的主轴外壁相抵的滚珠，所述弧板的外侧安装有隔热板，相邻的两个弧板之间的间距通过安装在隔热板外壁的锁紧机构限位控制，所述弧板的上下端面均通过缓冲机构与上下两组固定盘相抵。本发明通过设置第一上料桶上料的同时，第二上料桶出料，第一上料桶出料的同时，第二上料桶上料的方式，保证了环绕在铣削头四周的喷管持续的喷冷却水，以及第一上料桶和第二上料桶持续稳定的上料，实现了一种四周均匀持续喷水的机械铣削加工用冷却装置。

Description

一种机械铣削加工用的喷水冷却装置及其冷却方法
技术领域
本发明涉及一种机械铣削加工用的喷水冷却装置及其冷却方法。
背景技术
铣削头属于动力部件。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有铣削动力头、动力箱、切削头、镗刀头和动力滑台。
现有的机械铣削加工过程中，需要对加工工件喷冷却水或者冷却液，以对工件进行降温；现有的喷水冷却装置大多设置在机械铣削刀的一侧，冷却效果一般，而若喷水冷却装置安装在铣削刀的四周，可以实现全方位的喷水，且更便捷的对准铣削位置，可以最大程度的提高工件铣削加工时的冷却效果；
因而，现提出一种机械铣削加工用的喷水冷却装置及其冷却方法，来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种机械铣削加工用的喷水冷却装置及其冷却方法，解决了现有技术中工件在铣削加工时冷却装置的冷却效果差的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种机械铣削加工用的喷水冷却装置，包括铣削头，还包括安装在铣削头顶部主轴上的两组固定盘和限位在上下两组固定盘之间的多个弧板，所述弧板的内侧设置有与铣削头的主轴外壁相抵的滚珠，所述弧板的外侧安装有隔热板，相邻的两个弧板之间的间距通过安装在隔热板外壁的锁紧机构限位控制，所述弧板的上下端面均通过缓冲机构与上下两组固定盘相抵，所述隔热板的外侧安装有上液机构，所述上液机构包括放置板，所述放置板的底端安装有喷管，所述喷管的底端安装有喷头机构，所述放置板上安装有分别与喷管连通的第一上料桶和第二上料桶，所述放置板上安装有可竖直限位移动的推杆，以限定第一上料桶和第二上料桶交替抽料及交替出料。
优选的，所述放置板上安装有螺杆，所述推杆通过螺母座安装在螺杆上，所述放置板的底部安装有用于驱动螺杆转动的第二马达，所述螺杆伺服转动，以使推杆上下限位移动。
优选的，所述推杆为开口朝下的U形杆结构，所述推杆的两个竖直端上安装有分别滑嵌在第一上料桶和第二上料桶内部的活塞，所述第一上料桶的抽料端和出料端均设置在第一上料桶的底部，所述第二上料桶的抽料端和出料端均设置在第二上料桶的顶部。
优选的，所述第一上料桶和第二上料桶的抽料端均安装有进料管，且进料管上安装有阀门，所述第一上料桶通过第一出料管与喷管连通，所述第二上料桶通过第二出料管与喷管连通，所述第一出料管和第二出料管的两端均安装有阀门。
优选的，所述喷头机构包括螺纹旋合在喷管底端的防护球，所述防护球内腔与喷管连通，所述防护球的外壁安装有多个喷头，所述防护球的外壁包设有防护壳，且多个喷头的延伸端贯穿防护壳，所述防护壳内侧通过弹簧与防护球外壁连接。
优选的，多组所述弧板对应的多个喷管均朝向铣削头的铣削端。
优选的，所述缓冲机构包括安装在弧板上下两端面的多个伸缩杆，多个伸缩杆外均限位套设有弹簧，且多个伸缩杆的延伸端上均嵌设有与对应的固定盘相抵的滚珠。
优选的，所述锁紧机构包括安装在隔热板左右两端的固定套和插板，所述插板的外侧等距设有多个齿条，所述固定套的外侧安装有齿辊，所述齿辊通过齿条与插板啮合传动，以限定插板插入固定套内的距离，所述固定套上安装有用于驱动齿辊转动的第一马达。
优选的，一种机械铣削加工用的喷水冷却方法，包括以下步骤：
第一步，将多个弧板卡在铣削头主轴外侧，弧板的上下两端面的伸缩杆分别与对应的固定盘相抵；
第二步，启动第一马达，第一马达驱动齿辊转动，以驱动相邻的两个隔热板之间的插板与固定套限位插接，直至多个弧板内侧的滚珠与主轴外壁相抵，即完成了喷水冷却装置的安装；
第三步，确定多个弧板对应的喷管朝向铣削头的铣削端，然后将放置板与铣削头的固定端固定连接；
第四步，通过启动第二马达，使得螺杆旋转，以带动推杆向上运动，实现第一上料桶的进料，通过控制螺杆反向旋转，以带动推杆向下运动，即实现第一上料桶对第一出料管的输料，即实现了喷头机构的喷料，与此同时，第二上料桶在第一上料桶出料时上料；因而，待推杆再次向上运动时，第二上料桶出料，第一上料桶上料。
本发明至少具备以下有益效果：
1.通过设置第一上料桶上料的同时，第二上料桶出料，第一上料桶出料的同时，第二上料桶上料的方式，保证了环绕在铣削头四周的喷管持续的喷冷却水，以及第一上料桶和第二上料桶持续稳定的上料，实现了一种四周均匀持续喷水的机械铣削加工用冷却装置。
2.通过设置多个弧板包设在铣削头的主轴外，且多个弧板通过锁紧机构可控间距的安装，第一马达控制齿辊转动，以使得插板与固定套插接，该结构的设置，可以配合不同主轴外径大小的安装使用，相较于直接套设在主轴外，或者与主轴一体式结构的方式相比，提高冷却装置安装的可拆卸性，拆装的便捷性和适用性。
3.通过防护球的设置，喷管将冷却水输送至防护球再输出，防止铣削的碎屑崩入喷管内，造成喷管堵塞；通过防护壳的设置，使得铣削碎屑崩在防护壳上，以将低对防护球的损坏，提高喷头机构使用的稳定性，而且防护板和防护球一体式结构，防护球与喷管可拆卸安装，提高了喷管的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为铣削头及喷水冷却装置安装结构示意图；
图2为上液机构结构示意图；
图3为喷头机构结构示意图；
图4为弧板安装俯视结构示意图；
图5为A处放大结构示意图。
图中：1、铣削头；2、固定盘；3、弧板；4、锁紧机构；5、第一马达；6、缓冲机构；7、喷管；8、喷头机构；9、隔热板；10、上液机构；11、第一上料桶；12、第二上料桶；13、推杆；14、螺杆；15、放置板；16、第二马达；17、第一出料管；18、第二出料管；19、进料管；20、伸缩杆；21、防护球；22、喷头；23、防护壳；24、固定套；25、插板；26、齿辊。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
参照图1-5，一种机械铣削加工用的喷水冷却装置，包括铣削头1，还包括安装在铣削头1顶部主轴上的两组固定盘2和限位在上下两组固定盘2之间的多个弧板3，弧板3的内侧设置有与铣削头1的主轴外壁相抵的滚珠，弧板3的外侧安装有隔热板9，相邻的两个弧板3之间的间距通过安装在隔热板9外壁的锁紧机构4限位控制，弧板3的上下端面均通过缓冲机构6与上下两组固定盘2相抵，隔热板9的外侧安装有上液机构10，上液机构10包括放置板15，放置板15的底端安装有喷管7，喷管7的底端安装有喷头机构8，放置板15上安装有分别与喷管7连通的第一上料桶11和第二上料桶12，放置板15上安装有可竖直限位移动的推杆13，以限定第一上料桶11和第二上料桶12交替抽料及交替出料，放置板15上安装有螺杆14，推杆13通过螺母座安装在螺杆14上，放置板15的底部安装有用于驱动螺杆14转动的第二马达16，螺杆14伺服转动，以使推杆13上下限位移动，推杆13为开口朝下的U形杆结构，推杆13的两个竖直端上安装有分别滑嵌在第一上料桶11和第二上料桶12内部的活塞，第一上料桶11的抽料端和出料端均设置在第一上料桶11的底部，第二上料桶12的抽料端和出料端均设置在第二上料桶12的顶部，第一上料桶11和第二上料桶12的抽料端均安装有进料管19，且进料管19上安装有阀门，第一上料桶11通过第一出料管17与喷管7连通，第二上料桶12通过第二出料管18与喷管7连通，第一出料管17和第二出料管18的两端均安装有阀门；
本实施例中，铣削头1的固定端安装有电控盒，且电控盒内设置有分别控制第一出料管17两端的阀门、第二出料管18两端的阀门和进料管19上阀门的开关，以配合推杆13两个活塞上下运动时，第一上料桶11上料的同时，第二上料桶12出料；或者第一上料桶11出料的同时，第二上料桶12上料，以实现环绕在铣削头1四周的喷管7持续的喷冷却水，与此同时，第一上料桶11和第二上料桶12持续稳定的上料，实现了一种四周均匀持续喷水的机械铣削加工用冷却装置。
实施例二
参照图1-5，一种机械铣削加工用的喷水冷却装置，包括铣削头1，还包括安装在铣削头1顶部主轴上的两组固定盘2和限位在上下两组固定盘2之间的多个弧板3，弧板3的内侧设置有与铣削头1的主轴外壁相抵的滚珠，弧板3的外侧安装有隔热板9，相邻的两个弧板3之间的间距通过安装在隔热板9外壁的锁紧机构4限位控制，弧板3的上下端面均通过缓冲机构6与上下两组固定盘2相抵，隔热板9的外侧安装有上液机构10，上液机构10包括放置板15，放置板15的底端安装有喷管7，喷管7的底端安装有喷头机构8，放置板15上安装有分别与喷管7连通的第一上料桶11和第二上料桶12，放置板15上安装有可竖直限位移动的推杆13，以限定第一上料桶11和第二上料桶12交替抽料及交替出料，放置板15上安装有螺杆14，推杆13通过螺母座安装在螺杆14上，放置板15的底部安装有用于驱动螺杆14转动的第二马达16，螺杆14伺服转动，以使推杆13上下限位移动，推杆13为开口朝下的U形杆结构，推杆13的两个竖直端上安装有分别滑嵌在第一上料桶11和第二上料桶12内部的活塞，第一上料桶11的抽料端和出料端均设置在第一上料桶11的底部，第二上料桶12的抽料端和出料端均设置在第二上料桶12的顶部，第一上料桶11和第二上料桶12的抽料端均安装有进料管19，且进料管19上安装有阀门，第一上料桶11通过第一出料管17与喷管7连通，第二上料桶12通过第二出料管18与喷管7连通，第一出料管17和第二出料管18的两端均安装有阀门；
喷头机构8包括螺纹旋合在喷管7底端的防护球21，防护球21内腔与喷管7连通，防护球21的外壁安装有多个喷头22，防护球21的外壁包设有防护壳23，且多个喷头22的延伸端贯穿防护壳23，防护壳23内侧通过弹簧与防护球21外壁连接，多组弧板3对应的多个喷管7均朝向铣削头1的铣削端；
本实施例中，通过防护球21的设置，喷管7将冷却水输送至防护球21再输出，防止铣削的碎屑崩入喷管7内，造成喷管7堵塞；通过防护壳23的设置，使得铣削碎屑崩在防护壳23上，以将低对防护球21的损坏，提高喷头机构8使用的稳定性。
实施例三
参照图1-5，一种机械铣削加工用的喷水冷却装置，包括铣削头1，还包括安装在铣削头1顶部主轴上的两组固定盘2和限位在上下两组固定盘2之间的多个弧板3，弧板3的内侧设置有与铣削头1的主轴外壁相抵的滚珠，弧板3的外侧安装有隔热板9，相邻的两个弧板3之间的间距通过安装在隔热板9外壁的锁紧机构4限位控制，弧板3的上下端面均通过缓冲机构6与上下两组固定盘2相抵，隔热板9的外侧安装有上液机构10，上液机构10包括放置板15，放置板15的底端安装有喷管7，喷管7的底端安装有喷头机构8，放置板15上安装有分别与喷管7连通的第一上料桶11和第二上料桶12，放置板15上安装有可竖直限位移动的推杆13，以限定第一上料桶11和第二上料桶12交替抽料及交替出料，放置板15上安装有螺杆14，推杆13通过螺母座安装在螺杆14上，放置板15的底部安装有用于驱动螺杆14转动的第二马达16，螺杆14伺服转动，以使推杆13上下限位移动，推杆13为开口朝下的U形杆结构，推杆13的两个竖直端上安装有分别滑嵌在第一上料桶11和第二上料桶12内部的活塞，第一上料桶11的抽料端和出料端均设置在第一上料桶11的底部，第二上料桶12的抽料端和出料端均设置在第二上料桶12的顶部，第一上料桶11和第二上料桶12的抽料端均安装有进料管19，且进料管19上安装有阀门，第一上料桶11通过第一出料管17与喷管7连通，第二上料桶12通过第二出料管18与喷管7连通，第一出料管17和第二出料管18的两端均安装有阀门；
喷头机构8包括螺纹旋合在喷管7底端的防护球21，防护球21内腔与喷管7连通，防护球21的外壁安装有多个喷头22，防护球21的外壁包设有防护壳23，且多个喷头22的延伸端贯穿防护壳23，防护壳23内侧通过弹簧与防护球21外壁连接，多组弧板3对应的多个喷管7均朝向铣削头1的铣削端；
缓冲机构6包括安装在弧板3上下两端面的多个伸缩杆20，多个伸缩杆20外均限位套设有弹簧，且多个伸缩杆20的延伸端上均嵌设有与对应的固定盘2相抵的滚珠；锁紧机构4包括安装在隔热板9左右两端的固定套24和插板25，插板25的外侧等距设有多个齿条，固定套24的外侧安装有齿辊26，齿辊26通过齿条与插板25啮合传动，以限定插板25插入固定套24内的距离，固定套24上安装有用于驱动齿辊26转动的第一马达5；
本实施例中，缓冲机构6的伸缩杆20的设置，伸缩杆20的延伸端上安装有滚珠，以降低弧板3上下两端与固定盘2之间的摩擦力；且铣削头1主轴转动时，弧板3内侧的滚珠与主轴外壁相对滚动，而隔热板9的设置，降低了弧板3的摩擦热量传递至第一上料桶11外壁的数量；通过第一马达5控制齿辊26转动，以使得插板25与固定套24插接，该结构的设置，可以配合不同主轴外径大小的安装使用，以提高冷却装置安装的便捷性和适用性。
实施例四
参照图1-5，一种机械铣削加工用的喷水冷却方法，包括以下步骤：
第一步，将多个弧板3卡在铣削头1主轴外侧，弧板3的上下两端面的伸缩杆20分别与对应的固定盘2相抵；
第二步，启动第一马达5，第一马达5驱动齿辊26转动，以驱动相邻的两个隔热板9之间的插板25与固定套24限位插接，直至多个弧板3内侧的滚珠与主轴外壁相抵，即完成了喷水冷却装置的安装；
第三步，确定多个弧板3对应的喷管7朝向铣削头1的铣削端，然后将放置板15与铣削头1的固定端固定连接；
第四步，通过启动第二马达16，使得螺杆14旋转，以带动推杆13向上运动，实现第一上料桶11的进料，通过控制螺杆14反向旋转，以带动推杆13向下运动，即实现第一上料桶11对第一出料管17的输料，即实现了喷头机构8的喷料，与此同时，第二上料桶12在第一上料桶11出料时上料；因而，待推杆13再次向上运动时，第二上料桶12出料，第一上料桶11上料。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和发明中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种机械铣削加工用的喷水冷却装置，包括铣削头(1)，其特征在于，还包括安装在铣削头(1)顶部主轴上的两组固定盘(2)和限位在上下两组固定盘(2)之间的多个弧板(3)，所述弧板(3)的内侧设置有与铣削头(1)的主轴外壁相抵的滚珠，所述弧板(3)的外侧安装有隔热板(9)，相邻的两个弧板(3)之间的间距通过安装在隔热板(9)外壁的锁紧机构(4)限位控制，所述弧板(3)的上下端面均通过缓冲机构(6)与上下两组固定盘(2)相抵，所述隔热板(9)的外侧安装有上液机构(10)，所述上液机构(10)包括放置板(15)，所述放置板(15)的底端安装有喷管(7)，所述喷管(7)的底端安装有喷头机构(8)，所述放置板(15)上安装有分别与喷管(7)连通的第一上料桶(11)和第二上料桶(12)，所述放置板(15)上安装有可竖直限位移动的推杆(13)，以限定第一上料桶(11)和第二上料桶(12)交替抽料及交替出料；
所述放置板(15)上安装有螺杆(14)，所述推杆(13)通过螺母座安装在螺杆(14)上，所述放置板(15)的底部安装有用于驱动螺杆(14)转动的第二马达(16)，所述螺杆(14)伺服转动，以使推杆(13)上下限位移动；
所述推杆(13)为开口朝下的U形杆结构，所述推杆(13)的两个竖直端上安装有分别滑嵌在第一上料桶(11)和第二上料桶(12)内部的活塞，所述第一上料桶(11)的抽料端和出料端均设置在第一上料桶(11)的底部，所述第二上料桶(12)的抽料端和出料端均设置在第二上料桶(12)的顶部；
所述第一上料桶(11)和第二上料桶(12)的抽料端均安装有进料管(19)，且进料管(19)上安装有阀门，所述第一上料桶(11)通过第一出料管(17)与喷管(7)连通，所述第二上料桶(12)通过第二出料管(18)与喷管(7)连通，所述第一出料管(17)和第二出料管(18)的两端均安装有阀门。
2.根据权利要求1所述的一种机械铣削加工用的喷水冷却装置，其特征在于，所述喷头机构(8)包括螺纹旋合在喷管(7)底端的防护球(21)，所述防护球(21)内腔与喷管(7)连通，所述防护球(21)的外壁安装有多个喷头(22)，所述防护球(21)的外壁包设有防护壳(23)，且多个喷头(22)的延伸端贯穿防护壳(23)，所述防护壳(23)内侧通过弹簧与防护球(21)外壁连接。
3.根据权利要求1所述的一种机械铣削加工用的喷水冷却装置及其冷却方法，其特征在于，多组所述弧板(3)对应的多个喷管(7)均朝向铣削头(1)的铣削端。
4.根据权利要求1所述的一种机械铣削加工用的喷水冷却装置，其特征在于，所述缓冲机构(6)包括安装在弧板(3)上下两端面的多个伸缩杆(20)，多个伸缩杆(20)外均限位套设有弹簧，且多个伸缩杆(20)的延伸端上均嵌设有与对应的固定盘(2)相抵的滚珠。
5.根据权利要求1所述的一种机械铣削加工用的喷水冷却装置，其特征在于，所述锁紧机构(4)包括安装在隔热板(9)左右两端的固定套(24)和插板(25)，所述插板(25)的外侧等距设有多个齿条，所述固定套(24)的外侧安装有齿辊(26)，所述齿辊(26)通过齿条与插板(25)啮合传动，以限定插板(25)插入固定套(24)内的距离，所述固定套(24)上安装有用于驱动齿辊(26)转动的第一马达(5)。
6.一种机械铣削加工用的喷水冷却方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，将多个弧板(3)卡在铣削头(1)主轴外侧，弧板(3)的上下两端面的伸缩杆(20)分别与对应的固定盘(2)相抵；
第二步，启动第一马达(5)，第一马达(5)驱动齿辊(26)转动，以驱动相邻的两个隔热板(9)之间的插板(25)与固定套(24)限位插接，直至多个弧板(3)内侧的滚珠与主轴外壁相抵，即完成了喷水冷却装置的安装；
第三步，确定多个弧板(3)对应的喷管(7)朝向铣削头(1)的铣削端，然后将放置板(15)与铣削头(1)的固定端固定连接；
第四步，通过启动第二马达(16)，使得螺杆(14)旋转，以带动推杆(13)向上运动，实现第一上料桶(11)的进料，通过控制螺杆(14)反向旋转，以带动推杆(13)向下运动，即实现第一上料桶(11)对第一出料管(17)的输料，即实现了喷头机构(8)的喷料，与此同时，第二上料桶(12)在第一上料桶(11)出料时上料；因而，待推杆(13)再次向上运动时，第二上料桶(12)出料，第一上料桶(11)上料。
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