CN114871476A - 一种机床 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机床，主轴、微量润滑装置和机床本体，所述主轴具有冷却流道并安装在所述机床本体上，所述微量润滑装置通过管道外接于所述主轴并连通所述冷却流道。同时，在本发明提供的机床上安装具有冷却通道刀具进行加工后，该具有冷却通道的刀具配合微量润滑加工方式进行难加工合金的侧铣加工时，表现出优异的性能，刀具磨损减小，刀具寿命大大增长。

Description

一种机床
技术领域
本发明涉及精密加工技术领域，特别是涉及一种机床。
背景技术
难加工的合金材料目前被逐步用在消费电子产品上，而消费电子产品中的合金材料使用刀具进行加工时，刀具磨损很快，寿命很短。
现有技术中，经常有通过改善刀具结构设计、增加涂层到刀具以及超声波加工的方式来提高刀具的寿命。
发明内容
本发明的目的是解决在面临加工难加工合金材料时，刀具寿命太短的技术问题。使用本发明提供的具有特定性能的微量润滑系统的机床后，刀具磨损明显减小，刀具寿命大大增长。
为了实现上述目的，本发明提供一种机床，其包括：主轴、微量润滑装置和机床本体，所述主轴具有冷却流道并安装在所述机床本体上，所述微量润滑装置通过管道外接于所述主轴并连通所述冷却流道。
进一步地，所述微量润滑装置为内置雾化器式微量润滑装置，其包括若干个雾化器和雾化缸，所述雾化器设置在所述雾化缸内，所述雾化器用于将液体润滑油进行雾化。
进一步地，所述机床还包括刀具，所述刀具包括：
夹持部，所述夹持部用于被刀柄夹持，所述夹持部沿刀具的中心轴线延伸；
切削部，所述切削部与所述夹持部连接；
至少一个冷却通道，所述冷却通道设置在所述夹持部上并贯穿所述夹持部的前侧，所述冷却通道用于将微量润滑装置产生的冷却润滑介质输送到所述切削部。
进一步地，所述冷却通道与所述冷却流道直接连通。
进一步地，所述机床还包括刀柄，所述刀柄具有内冷通道，所述冷却流道、所述内冷通道与所述冷却通道依次连通。
进一步地，所述夹持部与所述切削部同轴设置，所述冷却通道环绕所述切削部的中心轴线且位于所述切削部的外部。
进一步地，所述冷却通道绕所述切削部的中心轴线均匀分布。
进一步地，所述夹持部包括套筒和夹持本体，所述夹持本体套设于所述套筒内，所述冷却通道设置于所述套筒上。
进一步地，所述夹持本体与所述切削部一体成型，所述夹持本体连接于所述切削部。
进一步地，所述微量润滑装置可调节压差为Pd兆帕，雾化缸内压力的P0兆帕，进气口的气压为Pi兆帕，Pd＝Pi-P0，所述微量润滑装置的雾化油量速率为Q毫升/小时，则上述参数值满足如下函数关系式：
Q＝K2*(-97.653Pd 2+87.553Pd+0.4227)
其中，0＜Pd≤0.8，0.3≤K2≤3。
本发明提供了一种机床，与现有技术相比，其有益效果在于：
满足下述函数关系式：Q＝K2*(-97.653Pd 2+87.553Pd+0.4227)的微量润滑装置，配合具有冷却通道的刀具进行侧铣加工时，刀具寿命大大增长，加工长度为1800m时，刀具的磨损量仍然保持在0.083mm，而非本申请的微量润滑系统(传统冷却液)配合具有冷却通道的刀具进行加工时，加工长度为1500m时就已经磨损非常严重，刀刃产生了崩刀。
附图说明
图1为本发明一实施例的机床结构示意图；
图2为本发明另一实施例的机床结构示意图；
图3为本发明一实施例的微量润滑装置结构示意图；
图4为本发明一实施例的刀具结构示意图(具有两个视角)；
图5为本发明一实施的刀具整体剖面示意图；
图6为本发明一实施例的刀具结构示意图；
图7为本发明一实施例的刀具整体剖面示意图；
图8是微量润滑方式和传统冷却液方式加工的刀具寿命对比图。
图中：1、刀具；11、夹持部；12、切削部；13、冷却通道；111、套筒；112、夹持本体；2、刀柄；3、主轴；4、机床；5、微量润滑装置。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要指出的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，以区分同一类型的技术特征，而不能理解为指示或暗示这些技术特征的相对重要性、顺序以及数量，也即，“第一”技术特征可以被称为“第二”技术特征，“第二”技术特征也可以被称为“第一”技术特征，并且，限定有“第一”、“第二”的技术特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该技术特征。另外，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。
需要强调的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“抵接”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；可以是直接相接，也可以通过中间媒介间接相接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。除此之外，术语“前侧”和“后侧”指的是，刀具在使用过程中，靠近加工工件的一端为“前侧”，远离加工工件的一端为“后侧”。
参见图1，本发明一实施例提供一种机床4，其包括主轴3、微量润滑装置5和机床本体，主轴3具有冷却流道并安装在机床本体上，微量润滑装置5通过管道外接于主轴3并连通所述冷却流道。机床4 还包括刀柄2和刀具1，刀柄2具有内冷通道，刀具1具有冷却通道 13。
参见图2，在另一实施例中，机床不包括刀柄，此时主轴3直接与刀具1连接，进而，冷却通道13与冷却流道直接连通。
参见图4和5，刀具1包括夹持部11、切削部12以及冷却通道 13。切削部12与夹持部11一体成型，切削部12与夹持部11连接且同轴设置，夹持部11的外径大于切削部12的外径。夹持部11用于被刀柄2夹持，夹持部11沿刀具的中心轴线延伸。冷却通道13至少为 1个，冷却通道13设置在夹持部11上并贯穿夹持部11的前侧，且冷却通道13的中心轴线位于切削部12外；如此，冷却通道13可用于微量润滑装置产生的冷却润滑介质输送到切削部12附近，该冷却润滑介质可以对切削部12的切削刃在加工材料时进行润滑和冷却。此外，参见图4，图4右侧为刀具的截面示意图，所述冷却通道13的横截面为圆形。
本实施例中，当冷却通道13为大于1个时，例如为6个，则冷却通道13环绕切削部12的中心轴线且位于切削部12的外部。进一步地，冷却通道13以切削部12的中心轴线为中心环绕均匀分布。
在另一实施例中，参见图6和7，刀具1包括夹持部11、冷却通道13和切削部12。其中，夹持部11包括2个部件，即套筒111和夹持本体112，夹持本体112套设于套筒111内，冷却通道13设置于套筒111上。夹持本体112与切削部12一体成型，夹持本体112连接于切削部12。可以看出，冷却通道13是跑道型冷却通道。
在另一实施例中，夹持部11的外径小于切削部12的外径，冷却通道13的中心轴线位于切削部12内。具体地，刀具1为T型刀。
本实施例中，微量润滑装置5用于将其产生的冷却润滑介质通过管道、冷却流道、所述内冷通道和冷却通道13输送至切削部12附近，以便于该冷却润滑介质可以对切削部12的切削刃在加工材料时进行润滑和冷却，此时，冷却流道、内冷通道与冷却通道13依次连通。针对微量润滑装置5，作如下定义：
微量润滑装置可调节压差为Pd兆帕，所述微量润滑装置的雾化油量速率为Q毫升/小时，则上述参数值满足如下函数关系式：
Q＝K2*(-97.653Pd 2+87.553Pd+0.4227)
其中，0＜Pd≤0.8，0.3≤K2≤3。
将满足上述满足函数公式关系的微量润滑装置产生的冷却润滑介质提供给具有冷却通道的刀具进行加工难加工合金材料时，对加工面会达成较好的冷却润滑效果，刀具刀刃磨损大大减少，刀具寿命大大增长。
需要说明的是，雾化油量速率是指每小时微量润滑装置将雾化缸内的液体润滑油所雾化的液体润滑油毫升数。对于不符合上面公式的微量润滑装置，则不能达成下述的刀具寿命。
进一步地，参见图3，微量润滑装置5优选为内置雾化器式微量润滑装置，其包括若干个雾化器和雾化缸，所述雾化器设置在所述雾化缸内，所述雾化器用于将液体润滑油进行雾化。图3中，雾化器W1、W2 和W3用于利用压差Pd将液体润滑油进行雾化成冷却润滑介质，其中，雾化缸内压力的P0，进气口的气压为Pi，而Pd＝Pi-P0。
在本实施例中，具体地，使用满足上述函数关系式的具有冷却通道的刀具加工难加工合金材料并进行实际试验对比测试，获取刀具后刀面磨损量得到如表1和图8的数据。加工方式为2种，一种是刀具冷却通道内通微量润滑装置产生的冷却润滑介质进行加工，另一种是刀具冷却通道内通传统冷却液进行加工。可以看出，加工长度在700- 1100m范围时，2种方式加工对应的刀具磨损量差别不大，这并没有达到刀具寿命极限。但是，当加工长度在1200-1400m范围时，微量润滑加工方式的刀具的磨损量明显比传统冷却液加工方式的要小。且当加工长度在1400-1500m范围时，传统冷却液加工方式的刀具出现了崩刀，而微量润滑加工方式的刀具的刀刃磨损量仍然保持在 0.083mm，且一直保持到加工长度为1800m时。至于加工长度1800m 以上时，微量润滑方式加工的刀具仍能继续使用。
可见，使用满足上述函数关系式的具有冷却通道的刀具并以微量润滑方式加工难加工合金材料时，刀具磨损大大减少，刀具寿命大大增长。
Figure RE-GDA0003726805030000061
表1
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种机床，其特征在于，包括：主轴、微量润滑装置和机床本体，所述主轴具有冷却流道并安装在所述机床本体上，所述微量润滑装置通过管道外接于所述主轴并连通所述冷却流道。
2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，所述微量润滑装置为内置雾化器式微量润滑装置，其包括若干个雾化器和雾化缸，所述雾化器设置在所述雾化缸内，所述雾化器用于将液体润滑油进行雾化。
3.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，所述机床还包括刀具，所述刀具包括：
夹持部，所述夹持部用于被刀柄夹持，所述夹持部沿刀具的中心轴线延伸；
切削部，所述切削部与所述夹持部连接；
至少一个冷却通道，所述冷却通道设置在所述夹持部上并贯穿所述夹持部的前侧，所述冷却通道用于将微量润滑装置产生的冷却润滑介质输送到所述切削部。
4.根据权利要求3所述的机床，其特征在于，所述冷却通道与所述冷却流道直接连通。
5.根据权利要求3所述的机床，其特征在于，所述机床还包括刀柄，所述刀柄具有内冷通道，所述冷却流道、所述内冷通道与所述冷却通道依次连通。
6.根据权利要求3所述的机床，其特征在于，所述夹持部与所述切削部同轴设置，所述冷却通道环绕所述切削部的中心轴线且位于所述切削部的外部。
7.根据权利要求3所述的机床，其特征在于，所述冷却通道绕所述切削部的中心轴线均匀分布。
8.根据权利要求3所述的机床，其特征在于，所述夹持部包括套筒和夹持本体，所述夹持本体套设于所述套筒内，所述冷却通道设置于所述套筒上。
9.根据权利要求3所述的机床，其特征在于，所述夹持本体与所述切削部一体成型，所述夹持本体连接于所述切削部。
10.根据权利要求2所述的机床，其特征在于：所述微量润滑装置可调节压差为Pd兆帕，雾化缸内压力为P0兆帕，进气口的气压为Pi兆帕，Pd＝Pi-P0，所述微量润滑装置的雾化油量速率为Q毫升/小时，则上述参数值满足如下函数关系式：
Q＝K2*(-97.653Pd 2+87.553Pd+0.4227)
其中，0＜Pd≤0.8，0.3≤K2≤3。
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