CN115780846A - 一种多射流方式内冷夹具及加工机床 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多射流方式内冷夹具及加工机床，包括依次设置的第一夹具部、过渡部和第二夹具部，第二夹具部的长度大于第一夹具部的长度以使得过渡部为梯形结构，第一夹具部的前侧形成喷嘴设置空间，第一夹具部设有沿其长度方向设置的与竹节管端部或喷嘴相匹配的前刀面喷嘴安装孔，第二夹具部的底面设有刀杆安装槽，刀杆安装槽正上方设有多个与其连通的夹紧螺纹孔，采用本发明的内冷夹具抗干扰能力强，稳定性好。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工设备技术领域，具体涉及一种多射流方式内冷夹具及加工机床
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
目前，在使用微量润滑技术、雾化射流技术及高压射流技术时，关键是要准确调整喷嘴角度和位置，使冷却润滑介质施加到切屑内表面和前刀面之间。高压射流设备一般搭配内冷刀杆使用，可实现高压流体的精准喷射，但是内冷刀杆价格高昂，对于不同规格形状的车刀片，内冷刀杆无法适配，且无法用于微量润滑等射流方式，通用性较差。
微量润滑和雾化射流设备具有单独的磁吸喷枪或喷射装置，微量润滑喷枪由磁吸装置、油气混合装置、竹节气管和喷嘴组成；雾化射流喷射装置由分配阀和喷嘴组成，需配合外置支架或与竹节气管固定使用。由于机床空间限制，需要将竹节气管进行多次弯折，但喷射角度仍达不到理想位置。雾化射流设备分配阀体积较大，固定和角度、位置调整难度更大。此外，喷枪磁吸座在刀塔上的放置也存在一定限制，只能放置到机床的其他部位，导致了竹节管的长度较长。
目前微量润滑技术和雾化射流技术磁吸喷嘴在切削过程中存在两个问题：
1.微量润滑设备和雾化射流系统工作时，工作压力为6-8bar，工作模式为脉冲喷射；微量润滑喷枪由油气混合装置、竹节气管和喷嘴组成，竹节气管长度为300mm，刚性较差，射流设备工作时，管路存在颤动现象，喷头在预设位置做无规则偏移运动，导致喷射位置小范围偏移。
2.在切削深度小、进给速度低的切削过程中，切屑不容易断裂，生成连续的带状或螺旋状切屑，连续的加工过程中连续切屑难以清理，极易发生缠绕现象，缠绕的切屑团会随主轴转动，刮擦划伤射流管路，与喷枪喷嘴和竹节管路发生严重的运动干涉，导致喷嘴位置严重偏离预设位置，冷却作用失效，严重恶化加工质量、缩短刀具寿命。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种多射流方式内冷夹具，可在切削过程中实现稳定、精准的多模式射流冷却。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案
第一方面，本发明的实施例提供了一种多射流方式内冷夹具，包括依次设置的第一夹具部、过渡部和第二夹具部，第二夹具部的长度大于第一夹具部的长度以使得过渡部为梯形结构，第一夹具部的前侧形成喷嘴设置空间，第一夹具部设有沿其长度方向设置的与竹节管端部或喷嘴相匹配的前刀面喷嘴安装孔，第二夹具部的底面设有刀杆安装槽，刀杆安装槽正上方设有多个与其连通的夹紧螺纹孔。
可选的，所述前刀面喷嘴安装孔贯穿第一夹具部的前、后侧面，且两个端部均设有内螺纹结构。
可选的，第二夹具部上，所述刀杆安装槽远离第一夹具部的一侧设有与竹节管端部或喷嘴相匹配的后刀面喷嘴安装孔，后刀面喷嘴安装孔沿第二夹具部的长度方向设置，且贯穿第二夹具部的前、后侧面。
可选的，后刀面喷嘴安装孔的两端均设有内螺纹结构。
可选的，所述第一夹具部、过渡部和第二夹具部的后侧面相平齐。
可选的，所述多射流方式内冷夹具还设置有多个固定孔，用于与刀塔上的底座固定。
可选的，所述多射流方式内冷夹具采用40Cr材料制成，表面做黑化处理。
第二方面，本发明的实施例提供了一种加工机床，其刀塔上固定有底座，底座与第一方面所述的多射流方式内冷夹具固定，还包括刀具，刀具的刀杆伸入刀杆安装槽中，并利用螺纹连接在夹紧螺纹孔的螺纹紧固件压紧，所述前刀面喷嘴安装孔安装有射流喷嘴组件。
可选的，所述射流喷嘴组件采用竹节管喷嘴或万向雾化喷嘴或万向切削液喷嘴或冷风喷嘴。
可选的，所述底座与多射流方式内冷夹具之间设有测力计，刀具的刀杆通过夹紧螺纹孔和螺纹紧固件压紧在测力计表面。
本发明的有益效果：
1.本发明的内冷夹具，具有前刀面喷嘴安装孔，能够连接竹节管，内冷夹具上还设有刀杆安装槽和夹紧螺纹孔，能够固定刀杆，使得竹节管能够安装在前刀面喷嘴安装孔上，与传统的磁吸式竹节管相比，极大的缩短了竹节管的长度，避免了安装时固定空间受限制、易受干扰的缺陷，可以实现稳定、精准的对前后刀面位置的射流冷却，而且竹节管长度小，不易与切屑产生干涉现象。
2.本发明的内冷夹具，前刀面喷嘴安装孔具有内螺纹结构，通过螺纹连接竹节管，固定方式稳定，竹节管的抗干扰能力强。
3.本发明的内冷夹具，二夹具部的长度大于第一夹具部的长度以使得过渡部位梯形结构，第一夹具部的前侧形成喷嘴设置空间，方便对喷嘴的角度进行调节，使得喷嘴能够精准的调节至目标角度。
4.本发明的内冷夹具，前刀面喷嘴安装孔具有内螺纹结构，能够适配多种类型的喷嘴，实现了多种射流方式，适用性强。
5.本发明的内冷夹具，通过刀杆安装槽和螺纹夹紧孔来固定刀杆，与传统的直接将刀杆固定于刀塔箱壁，可以通过增加垫片来固定较小的不同规格的刀具，适配性更强。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1为本发明实施例1整体结构示意图；
图2为本发明实施例1整体结构俯视图；
图3为本发明实施例1整体结构主视图；
图4为本发明实施例1整体结构侧视图；
图5为本发明实施例2内冷夹具安装示意图；
图6为本发明实施例2底座结构示意图；
图7为本发明实施例2测力计结构示意图；
其中，1.第一夹具部，2.过渡部，3.第二夹具部，4.前刀面喷嘴安装孔，5.刀杆安装槽，6.夹紧螺纹孔，7.后刀面喷嘴安装孔，8.固定孔，9.底座，10.刀杆，11.刀片，12.奇石乐Kistler测力仪。
具体实施方式
本实施方式中“内冷”是指在夹具中设置冷却介质流动通道。
实施例1
本实施例提供了一种多射流方式内冷夹具，如图1-图4所示，总长105mm，总宽115.5mm，高度为40mm，采用40Cr材料制作，表面进行黑化处理。
定义内冷夹具沿长度方向的两侧分别为前侧和后侧，前侧为使用时刀片伸出的一侧。
所述多射流方式内冷夹具包括依次设置的第一夹具部1、过渡部2和第二夹具部3。
沿长度方向，所述第一夹具部1的长度尺寸小于第二夹具部3的长度尺寸。
因此，所述过渡部2的水平截面为梯形，为梯形块结构，其面积较小的端部与第一夹具部1连接，面积较大的端部与第二夹具部3连接。
所述第一夹具部1、过渡部2和第二夹具部3的后侧面相平齐，即形成一个整体平面。
所述第一夹具部1上设置有前刀面喷嘴安装孔4，所述前刀面喷嘴安装孔4轴线沿第一夹具部的长度方向设置。
所述前刀面喷嘴安装孔4的两个端部均设有内螺纹结构，所述内螺纹结构形成的螺纹孔为G1/4螺纹孔。
其中，前刀面喷嘴安装孔4的后端作为冷却润滑介质输入端，前端能够安装喷嘴，前端的内螺纹结构与竹节管喷嘴的竹节管、万向雾化喷嘴的螺纹段、万向切削液喷嘴的螺纹段及冷风喷嘴的螺纹段相匹配，能够直接螺纹连接相应的喷嘴。
所述第二夹具部3的底面开设有矩形槽，作为刀杆安装槽5，用于固定刀具的刀杆。
刀杆安装槽5的上方设置有多个夹紧螺纹孔6，本实施例中，设置三个夹紧螺纹孔6，夹紧螺纹孔6的轴线垂直于刀杆安装槽5的底部槽面，与刀杆安装槽5相连通。
本实施例中，夹紧螺纹孔6采用M8螺纹孔。
刀具的刀杆置入刀杆安装槽5后，在夹紧螺孔中旋紧夹紧螺栓，夹紧螺栓能够将刀杆压紧，从而将刀具与内冷夹具进行固定。
本实施例的刀杆安装槽5，可适配于25mm*25mm刀方的车刀杆，对于更小尺寸的刀杆可通过增加垫片来配合，相比于内冷刀杆，适配性更强。
所述刀杆安装槽5的远离第一夹具部的一侧设有后刀面喷嘴安装孔7，后刀面喷嘴安装孔7的轴线沿第二夹具部3的长度方向设置，且贯穿第二夹具部3的前后侧面。后刀面喷嘴安装孔7的高度高于前刀面喷嘴安装孔4的高度，且靠近第二夹具部3的顶面设置。
后刀面喷嘴安装孔7的前后两端均设有内螺纹结构，其内螺纹结构与前刀面喷嘴安装孔4的内螺纹结构设置方式相同，在此不进行重复叙述。通过后刀面喷嘴安装孔7安装的喷嘴能够对刀具刀片的后刀面进行冷却润滑。
为了对内冷夹具进行固定，三个夹紧螺纹孔6的一侧设有两个固定孔8，三个夹紧螺纹孔6的另一侧设有三个固定孔8，内冷夹具能够通过固定孔与刀塔上的底座固定连接。
所述固定孔8能够与M6螺栓配合。
本实施例的内冷夹具使用时：
当使用微量润滑技术时，在前刀面喷嘴安装孔4和后刀面喷嘴安装孔7的前端均安装带油管的竹节管喷嘴，竹节管喷嘴的竹节管一端通过内螺纹结构与安装孔连接。
调节前刀面喷嘴安装孔4处的竹节管喷嘴的朝向，使其对准刀具刀片的前刀面，由于过渡部的设置，因此第一夹具部前方具有较大的空间，因此方便对竹节管进行调节，能够保证其朝向的准确性。
调节后刀面喷嘴安装孔7处的竹节管喷嘴的朝向，使其对准刀具刀片的后刀面。
将前刀面喷嘴安装孔4和后刀面喷嘴安装孔7的后端均连接微量润滑喷枪油雾混合装置，能够进行微量润滑。
由于前刀面喷嘴安装孔4和后刀面喷嘴安装孔7距离刀具刀片距离较近，而且采用螺纹连接竹节管喷嘴，因此与传统的磁吸式竹节管相比，极大的缩短了竹节管的长度，避免了安装时固定空间受限制、易受干扰的缺陷，可以实现稳定、精准的对前后刀面位置的射流冷却，而且前刀面后刀面的射流可独立控制。
另外，由于采用此内冷夹具时，竹节管长度较小，不易与切屑产生干涉现象，保证了喷嘴的喷射角度精准度。
本实施例中，所述竹节管喷嘴采用现有设备即可。
可以理解的是，在前刀面喷嘴安装孔4和后刀面喷嘴安装孔7的前端安装可转向雾化喷嘴，后端连接雾化设备分配阀，此时可进行雾化射流。可转向雾化喷嘴采用现有设备即可。
可以理解的是，在前刀面喷嘴安装孔4和后刀面喷嘴安装孔7的前端安装高压喷嘴，后端连接高压管，此时可进行高压射流，高压喷嘴采用现有设备即可。
可以理解的是，在前刀面喷嘴安装孔4和后刀面喷嘴安装孔7的前端安装可转向xmm孔径喷嘴，后端连接数控车床切削液输送管，此时可进行切削液射流，可转向x mm孔径喷嘴采用现有设备即可。
可以理解的是，在前刀面喷嘴安装孔4和后刀面喷嘴安装孔7的前端安装可转向xmm孔径喷嘴，后端连接空压气/冷风设备气管，此时可进行高压气体射流，可转向x mm孔径喷嘴采用现有设备即可。
本实施例的内冷夹具，具有多种射流工作模式；射流角度和位置可调整，而且结构简单易实现加工，成本低，经济效益好。
实施例2
本实施例提供了一种加工机床，如图5-图7所示，设置有实施例1所述的多射流方式的内冷夹具，内冷夹具通过固定螺栓和固定孔固定在底座9上，底座9通过螺栓固定在机床的刀塔上。底座9为与刀塔相匹配的T型结构。刀杆安装槽5内置入刀具的刀杆10，并利用夹紧螺栓和夹紧螺纹孔将刀杆压紧在底座的上表面，刀杆10上固定有刀片11。
前刀面喷嘴安装孔和后刀面喷嘴安装孔安装射流喷嘴组件，射流喷嘴组件为竹节管喷嘴或万向雾化喷嘴或万向切削液喷嘴或冷风喷嘴等，例如可转向雾化喷嘴、可转向高压喷嘴、可转向xmm孔径喷嘴等，其安装方式及对应的润滑介质供给系统的连接方式与实施例1相同，在此不进行详细叙述。
在另外一种实施方式中，所述冷却夹具与底座之间设置测力计，刀杆压紧在测力计表面，所述测力计采用奇石乐Kistler测力仪12。
加工机床的其他结构采用现有结构即可，在此不进行详细叙述。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种多射流方式内冷夹具，其特征在于，包括依次设置的第一夹具部、过渡部和第二夹具部，第二夹具部的长度大于第一夹具部的长度以使得过渡部为梯形结构，第一夹具部的前侧形成喷嘴设置空间，第一夹具部设有沿其长度方向设置的与竹节管端部或喷嘴相匹配的前刀面喷嘴安装孔，第二夹具部的底面设有刀杆安装槽，刀杆安装槽正上方设有多个与其连通的夹紧螺纹孔。
2.如权利要求1所述的一种多射流方式内冷夹具，其特征在于，所述前刀面喷嘴安装孔贯穿第一夹具部的前、后侧面，且两个端部均设有内螺纹结构。
3.如权利要求1所述的一种多射流方式内冷夹具，其特征在于，第二夹具部上，所述刀杆安装槽远离第一夹具部的一侧设有与竹节管端部或喷嘴相匹配的后刀面喷嘴安装孔，后刀面喷嘴安装孔沿第二夹具部的长度方向设置，且贯穿第二夹具部的前、后侧面。
4.如权利要求3所述的一种多射流方式内冷夹具，其特征在于，后刀面喷嘴安装孔的两端均设有内螺纹结构。
5.如权利要求1所述的一种多射流方式内冷夹具，其特征在于，所述第一夹具部、过渡部和第二夹具部的后侧面相平齐。
6.如权利要求1所述的一种多射流方式内冷夹具，其特征在于，所述多射流方式内冷夹具还设置有多个固定孔，用于与刀塔上的底座固定。
7.如权利要求1所述的一种多射流方式内冷夹具，其特征在于，所述多射流方式内冷夹具采用40Cr材料制成，表面做黑化处理。
8.一种加工机床，其特征在于，其刀塔上固定有底座，底座与权利要求1-7任一项所述的多射流方式内冷夹具固定，还包括刀具，刀具的刀杆伸入刀杆安装槽中，并利用螺纹连接在夹紧螺纹孔的螺纹紧固件压紧，所述前刀面喷嘴安装孔安装有射流喷嘴组件。
9.如权利要求8所述的加工机床，其特征在于，所述射流喷嘴组件采用竹节管喷嘴或万向雾化喷嘴或万向切削液喷嘴或冷风喷嘴。
10.如权利要求8所述的加工机床，其特征在于，所述底座与多射流方式内冷夹具之间设有测力计，刀具的刀杆通过夹紧螺纹孔和螺纹紧固件压紧在测力计表面。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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