CN115156576B - 一种可调式断屑冷却车刀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调式断屑冷却车刀，包括电机座，电机座上开设有电机座卡槽和电机座直槽口，用于将电机座固定在传动机构底板上，电机座上安装有电机，传动机构底板上预留有供传动轴穿过的过孔，传动轴与传动机构底板通过轴承连接，夹紧机构与方位调节机构相连接，夹紧在车刀刀杆上，断屑执行件与传动机构连接；方位调节机构与传动机构底板相连接，用于调节断屑执行件的位置；电机与传动机构连接，用于驱动传动机构。本发明将断屑器和喷雾冷却装置的冷却车刀协同集成组成复合系统，对工件进行切削断屑，提高切削效率，保证可靠断屑，断屑器的位置可以根据需求进行调整。冷却介质由刀头上设置的喷嘴喷出对切削区域进行冷却、润滑和排屑，适用性较好。

Description

一种可调式断屑冷却车刀

技术领域

本发明属于车削用加工装置技术领域，具体涉及一种可调式断屑冷却车刀。

背景技术

车削塑性难加工材料时，会形成长条带状切屑且难以折断，易划伤加工表面，同时高温长条切屑飞出切削区后极易对工人产生伤害，形成车削加工安全隐患。现有的断屑方法主要为通过刀片上各式卷屑槽实现，这难以应对切削用量和工件材料频繁变化场合的断屑需求。

同时在加工塑性材料时，切屑易粘刀，热量传入工件比例小，因此切削热很难导出，切削热集中在前刀面小范围内，会使切削温度过高影响刀具的耐用度和使用寿命。且产生的切屑如果不及时排出容易产生二次切削，会影响刀具的寿命和工件表面质量。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种可调式断屑冷却车刀，具体采用以下的技术方案：

一种可调式断屑冷却车刀，包括：

冷却车刀；

传动机构底板，其安装有传动机构；

夹紧机构，其夹持在所述冷却车刀上；

断屑执行件，其与传动机构连接；

方位调节机构，其连接在所述夹紧机构上部，用于调节断屑执行件的位置；

电机，其固定在所述传动机构底板上，与传动机构连接，用于驱动传动机构。

进一步地，所述传动机构底板上预留有供传动轴穿过的过孔，所述传动轴与传动机构底板通过轴承连接。

进一步地，所述夹紧机构包括下部连接块、中部连接块、下部连接块螺母和夹紧螺杆，所述夹紧螺杆与中部连接块固定连接，所述下部连接块嵌套在所述夹紧螺杆上，所述下部连接块可沿夹紧螺杆上下移动，下部连接块螺母连接在夹紧螺杆上，用于调节下部连接块与中部连接块之间距离。

进一步地，所述传动机构包括小带轮和大带轮，所述小带轮与电机的电机轴过盈连接，所述大带轮与传动轴一端过盈连接，所述传动轴另一端固定连接有断屑执行件，所述小带轮和大带轮通过皮带传动连接，其中传动机构的传动比为1∶1.5。

进一步地，所述方位调节机构具备上下调节和左右调节功能，包括左右调节直槽口、上部连接块、高度调节螺母和高度调节螺杆，所述左右调节直槽口与上部连接块通过左右调节固定螺钉连接，传动机构底板直槽口左右各留有5mm的空间以便于传动机构底板移动调节。三个左右调节固定螺钉安装在上部连接块上，在移动传动机构底板至合适位置后拧紧左右调节固定螺钉便可实现左右位置的固定，所述高度调节螺杆穿过所述上部连接块并通过高度调节螺母固定，所述断屑器的高度调节螺杆通过螺纹连接在中部连接块上，并用两套高度调节螺杆固定螺母进行固定。所述断屑器的高度调节通过以下步骤实现：首先松开高度调节螺母，然后移动上部连接块，使其在高度调节螺杆上合适的位置处定位，最后拧紧高度调节螺母。

进一步地，所述冷却车刀包括刀杆、刀片和喷嘴，所述刀杆位于所述夹紧机构内，所述刀杆端部为刀头，刀片通过空心螺钉固定在刀头上的刀片安装槽上，刀片固定在所述刀片安装槽内，喷嘴通过螺纹连接在空心螺钉上，并使喷嘴出口对准刀尖，所述刀头底面上设有喷雾冷却接口用以引入冷却介质，所述空心螺钉内设置有冷却液流道，外部喷雾冷却系统将冷却介质输送到喷雾冷却接口，然后通过空心螺钉的冷却液流道和喷嘴喷至切削区，以起到了冷却、润滑、吹屑和排屑的功能。

优先地，所述喷嘴的形状不局限于一种，可以为圆柱形喷嘴、扁平喷嘴、尖嘴形喷嘴等多种形式。

进一步地，所述传动轴通过两个滚动轴承上和孔用挡圈安装在传动机构底板上开设的轴承座中，断屑执行件安装在传动轴底部，断屑执行件底部为断屑执行件切削刃。

进一步地，所述断屑执行件切削刃外形经过特殊设计，在高速旋转时不会影响到喷雾冷却系统的正常工作，并且喷雾冷却系统工作时会对断屑执行件切削刃进行冷却。

进一步地，所述传动机构底板与传动机构外罩通过外罩螺钉固定连接，确保传动系统不受切屑的影响。

进一步地，所述电机座上分设有电机座卡槽和电机座直槽口，所述传动机构底板底部设有电机座位置调节螺钉，通过调节电机座位置调节螺钉的旋转圈数可推动电机座在传动机构底板上滑动以实现带传动机构的预紧，所述电机座上设有电机固定螺孔，所述电机座上安装有电机，所述传动机构底板与电机保护罩通过安装螺孔固定连接，用于隔离防护电机。

进一步地，电机为转速可控的直流电机。

进一步的，所述断屑执行件为硬度较大的金属材料。如硬质合金、高速钢等。

本发明将断屑器和喷雾冷却装置的冷却车刀协同集成组成复合系统，对工件进行切削断屑，通过夹紧机构可满足其快速安装的要求，通过方位调节机构可满足断屑器的方位调节需求，提高切削效率。在不改变车刀现有外形结构的条件下，保证可靠断屑，断屑器的位置可以根据需求进行调整。所设计的夹紧调节机构满足使断屑器装夹牢固、便于调节和制作简单的要求，并且结构简单，适用性较好。刀头底部可与喷雾装置连接，冷却介质由刀头上设置的喷嘴喷出对切削区域进行冷却、润滑和排屑。

本发明中的断屑器位置可通过高度调节螺杆与高度调节螺母在高度方向上进行调节，通过螺钉对直槽口左右位置的限制从而调节断屑器中的断屑执行件相对于车刀刀片的位置的左右调节，断屑器相对于车刀的前后位置调节可通过夹紧机构对刀杆不同位置的夹紧固定实现。高度和左右方位调节的幅度均有5～10mm。

在本发明中的伺服电机通过皮带传动机构带动断屑执行件以9000转/分的速度快速转动，从而将切屑打断。断屑器系统在任何加工环境下都能安全工作。

在本发明中还在刀头中设置有冷却液流道，一定压强的冷却剂通过冷却液流道，最后经喷嘴喷出，起到冷却、润滑及排屑的作用。

本发明的断屑器及冷却结构装拆方便、保养维护简单，断屑、排屑和冷却效果良好。

附图说明

图1所示为本发明的整体结构图；

图2所示为本发明的夹紧机构结构示意图；

图3所示为本发明的方位调节机构示意图；

图4所示为本发明的传动机构底板连接结构示意图；

图5所示为本发明的传动机构结构示意图；

图6所示为本发明的电机座结构示意图；

图7所示为本发明的断屑执行件剖视图；

图8所示为本发明的刀头结构剖视图。

附图标记：1、下部连接块；11、下部连接块螺母；2、中部连接块；21、夹紧螺杆；22、高度调节螺杆固定螺母；3、冷却车刀；31、刀杆；32、刀头；321、喷雾冷却接口；33、刀片；34、喷嘴；35、空心螺钉；351、冷却液流道；4、断屑执行件；41、传动轴；42、断屑执行件切削刃；43、滚动轴承；44、孔用挡圈；45、轴承座；5、传动机构底板；50、外罩螺钉；51、传动机构外罩；52、左右调节直槽口；53、左右调节固定螺钉；54、电机座卡槽；55、电机座紧固螺钉；56、电机座直槽口；57、电机座位置调节螺钉；58、小带轮；59、大带轮；6、上部连接块；61、高度调节螺母；62、高度调节螺杆；7、电机；71、电机保护罩；72、电机座；73、电机轴；74、安装螺孔；75、电机固定螺孔。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。附图中各处使用的相同的附图标记指示相同或相似的部分。

如图1-8所示，一种可调式断屑冷却车刀，包括：冷却车刀3、传动机构底板5、传动机构、夹紧机构、断屑执行件4、方位调节机构和电机7，其中电机座72上开设有电机座卡槽54和电机座直槽口56，传动机构底板5底部设有电机座位置调节螺钉57，传动机构底板5上预留有供传动轴41穿过的过孔，传动轴41与传动机构底板5通过轴承连接，夹紧机构夹持在冷却车刀3上，断屑执行件与传动机构连接；方位调节机构连接在夹紧机构上部，用于调节断屑执行件4的位置；电机7通过电机固定螺孔75安装在电机座72上，然后电机座72通过电机座直槽口56固定在底板5上，与传动机构连接，用于驱动传动机构，传动机构底板5与传动机构外罩51通过外罩螺钉50固定连接，传动机构底板5与电机保护罩71通过安装螺孔74固定连接，用于隔离防护电机7，通过传动机构外罩51以及电机保护罩71确保电机和传动系统不受切屑的影响。

参阅图2所示，夹紧机构包括下部连接块1、中部连接块2、下部连接块螺母11和夹紧螺杆21，夹紧螺杆21与中部连接块2固定连接，下部连接块1嵌套在夹紧螺杆21上，下部连接块1可沿夹紧螺杆21上下移动，下部连接块螺母11与夹紧螺杆21连接，用于限制下部连接块1与中部连接块2之间距离，在本实施例中，通过夹紧机构的下部连接块螺母11对下部连接块1、中部连接块2施加压力从而实现对断屑器执行件4在刀杆31合适部位的夹紧定位。为减小加工过程中因刀杆31悬伸量过大而产生有害振动，夹紧机构应尽量靠近刀头32夹紧，以缩短刀杆31的悬伸量。

参阅图3所示，方位调节机构具备上下调节和左右调节功能，具体包括左右调节直槽口52、上部连接块6、高度调节螺母61和高度调节螺杆62，左右调节直槽口52与上部连接块6通过左右调节固定螺钉53连接，断屑执行件4的左右调节是通过安装在上部连接块6上的三个左右调节螺钉53对传动机构底板直槽口52进行夹紧固定实现。传动机构底板直槽口52左右各留有5mm的空间以便于传动机构底板5移动调节。三个左右调节固定螺钉53安装在上部连接块6上，在移动传动机构底板5至合适位置后拧紧左右调节固定螺钉53便可实现左右位置的固定，高度调节螺杆62穿过上部连接块6并通过高度调节螺母61固定，断屑器的高度调节螺杆62通过螺纹连接在中部连接块2上，并用两套高度调节螺杆固定螺母22进行固定。断屑器的高度调节通过以下步骤实现：首先松开高度调节螺母61，然后移动上部连接块6，使其在高度调节螺杆62上合适的位置处定位，最后拧紧高度调节螺母61。一般要控制断屑执行件底部与车刀刀片有1mm的间隙。

参阅图4所示，电机座72通过电机座卡槽54安装在传动机构底板5上，通过调节电机座位置调节螺钉57的旋转圈数可推动电机座72在传动机构底板5上滑动以实现带传动机构的预紧，电机座72上设有电机固定螺孔75，电机座72上安装所述电机7。

参阅图5所示，传动机构包括小带轮58和大带轮59，小带轮58与电机7的电机轴73过盈连接，大带轮59与传动轴41一端过盈连接，传动轴41另一端与断屑执行件4通过螺钉连接，小带轮58和大带轮59通过同步齿形带传动连接(图中未示出)，在本实施例中，传动机构的传动比为1：1.5。

具体地，电机7为转速可控的直流电机，断屑执行件4为硬度较大的金属材料，如硬质合金、高速钢等，通过传动机构带动断屑执行件4以9000转/分的速度快速转动，从而将切屑打断。断屑器系统中的断屑执行件4和车刀刀片之间有1毫米间隙以保证断屑器系统在任何加工环境下都能安全工作。

参阅图7所示，传动轴41通过两个滚动轴承43上和孔用挡圈44安装在传动机构底板5上开设的轴承座45中，断屑执行件4安装在传动轴41底部，断屑执行件4底部为断屑执行件切削刃42。

具体地，断屑执行件切削刃42外形经过特殊设计，在高速旋转时不会影响到喷雾冷却系统的正常工作，并且喷雾冷却系统工作时会对断屑执行件切削刃42进行冷却。

参阅图8所示，冷却车刀3包括刀杆31、刀片33和喷嘴34，刀杆31固定于夹紧机构内，刀杆31端部为刀头32，刀头32上设置有刀片安装槽，刀片33通过空心螺钉35固定在刀头32上的刀片安装槽上，喷嘴34通过螺纹连接在空心螺钉35上，并使喷嘴34出口对准刀尖，刀头32底面上设有喷雾冷却接口321用以引入冷却介质，空心螺钉35内设置有冷却液流道351，外部喷雾冷却系统将冷却介质输送到喷雾冷却接口321，然后通过空心螺钉35的冷却液流道351和喷嘴34喷至切削区，以起到了冷却、润滑、吹屑和排屑的功能，其中冷却车刀3内的各连接部位均通过生料带进行密封，防止冷却介质泄漏。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (9)

1.一种可调式断屑冷却车刀，其特征在于，包括：

冷却车刀（3）；

传动机构底板（5），所述传动机构底板（5）安装有传动机构；

夹紧机构，所述夹紧机构夹持在所述冷却车刀（3）上；

断屑执行件（4），所述断屑执行件（4）与传动机构连接；

方位调节机构，所述方位调节机构连接在所述夹紧机构上部，用于调节断屑执行件（4）的位置，所述方位调节机构包括左右调节直槽口（52）、上部连接块（6）、高度调节螺母（61）和高度调节螺杆（62），所述左右调节直槽口（52）与上部连接块（6）通过左右调节固定螺钉（53）连接，所述高度调节螺杆（62）穿过所述上部连接块（6）并通过高度调节螺母（61）固定；

电机（7），所述电机（7）固定在所述传动机构底板（5）上，与传动机构连接。

2.根据权利要求1所述的一种可调式断屑冷却车刀，其特征在于，所述传动机构底板（5）底部设有电机座位置调节螺钉（57），所述传动机构底板（5）上预留有供传动轴（41）穿过的过孔，所述传动轴（41）与传动机构底板（5）通过轴承连接。

3.根据权利要求1所述的一种可调式断屑冷却车刀，其特征在于，所述夹紧机构包括下部连接块（1）、中部连接块（2）、下部连接块螺母（11）和夹紧螺杆（21），所述夹紧螺杆（21）与中部连接块（2）固定连接，所述下部连接块（1）嵌套在所述夹紧螺杆（21）上，所述下部连接块（1）可沿夹紧螺杆（21）上下移动，下部连接块螺母（11）与夹紧螺杆（21）连接。

4.根据权利要求1所述的一种可调式断屑冷却车刀，其特征在于，所述传动机构包括小带轮（58）和大带轮（59），所述小带轮（58）与电机（7）的电机轴（73）过盈连接，所述大带轮（59）与传动轴（41）一端过盈连接，所述传动轴（41）另一端固定连接有断屑执行件（4），所述小带轮（58）和大带轮（59）通过皮带传动连接。

5.根据权利要求1所述的一种可调式断屑冷却车刀，其特征在于，所述冷却车刀（3）包括刀杆（31）、刀片（33）和喷嘴（34），所述刀杆（31）位于所述夹紧机构内，所述刀杆（31）端部为刀头（32），所述刀头（32）上设置有刀片安装槽，刀片（33）固定在所述刀片安装槽内，喷嘴（34）通过螺纹连接在空心螺钉（35）上，并使喷嘴（34）出口对准刀尖，所述刀头（32）底面上设有喷雾冷却接口（321），所述空心螺钉（35）内设置有冷却液流道（351）。

6.根据权利要求4所述的一种可调式断屑冷却车刀，其特征在于，所述传动轴（41）通过两个滚动轴承（43）上和孔用挡圈（44）安装在传动机构底板（5）上开设的轴承座（45）中，断屑执行件（4）安装在传动轴（41）底部，断屑执行件（4）底部为断屑执行件切削刃（42）。

7.根据权利要求1所述的一种可调式断屑冷却车刀，其特征在于，所述传动机构底板（5）与传动机构外罩（51）通过外罩螺钉（50）固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种可调式断屑冷却车刀，其特征在于，还包括电机座（72），所述电机座（72）上分设有电机座卡槽（54）和电机座直槽口（56），所述电机座（72）上设有电机固定螺孔（75），所述电机座（72）上安装有电机（7），所述传动机构底板（5）与电机保护罩（71）通过安装螺孔（74）固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种可调式断屑冷却车刀，其特征在于，电机（7）为转速可控的直流电机。

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