CN201559086U - 干切削涡流气动冷却器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种干切削涡流气动冷却器，在现有的涡流式冷却器的冷气出口与喷嘴之间通过气流加速装置连通，气流加速装置包括沿气流方向依次设置的扩压通道、螺旋稳流管和加速通道，扩压通道和加速通道为大头相对设置的文丘里管结构，螺旋稳流管的管内壁上设置纵向螺旋槽，本实用新型能够对紊流冷气进行扩压、稳定气束和加速，提供温度较低并且流速较高的冷却空气，迅速带走刀头和工件由于切削产生的热量，保证刀头寿命和工件的加工质量，还能保证较彻底的清除表面切削屑，并具有断屑功能，从而保证工件的加工精度和加工效率。

Description

干切削涡流气动冷却器

技术领域

本实用新型涉及一种切削加工附属设备，特别涉及一种干切削涡流气动冷却器。

背景技术

金属切削是机械行业较为常见的加工方式。金属切削是利用刀具与工件之间的相对高速运动，工件和刀具之间由于在切削过程中会产生较高的温度，因而降低刀具的使用寿命并影响工件的加工精度，甚至会影响机床精度。因此，切削过程中需要对刀头和工件表面进行冷却。

现有技术中，切削过程中比较普遍使用的冷却方式为通过切削液冷却(湿式冷却)，由于切削液能够及时带走切削产生的热量并能冲走切削屑，因而能够较好的保证刀具的使用寿命并能够保证切削精度。但是，切削液的使用需要有完善的供液设备和后续处理，使用成本较高，切削液和切削屑分离困难，并且切削液对环境不可避免的造成污染。

为解决以上问题，在一些较容易切削材料的切削中，使用干式切削的方法。特别是对铝合金等软金属的切削，因为切削温度相对较低，因而可采用干式切削工艺。干式切削过程中，为了避免干式切削出现切屑熔焊等问题，需要进行冷却。现有技术一般采用压缩空气对刀头和工件进行风冷，然而，当高速切削铝合金等金属，用简单的压缩空气进行断屑、排屑和冷却是不够的。

为了既能保证压缩空气的喷出速度又能保证较低的温度，出现了一种干式切削冷却器，通过使压缩空气产生涡流，将热空气分离，使冷气从喷嘴喷出对刀头和工件进行冷却。此种结构的冷却器虽然能够冷却刀头和工件，但是由于涡流后排出热气具有分压过程，因而会降低压缩空气的压力，对于断屑、排屑不利，不能完全清除工件和刀头表面的切削屑，影响切削过程的正常进行。

因此，需要对现有的干式切削冷却器进行改进，能够提供温度较低的冷却空气，迅速带走刀头和工件由于切削产生的热量，保证刀头寿命和工件的加工质量，还能保证较彻底的清除表面切削屑，并具有断屑功能，从而保证工件的加工精度和加工效率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种干切削涡流气动冷却器，能够提供温度较低的冷却空气，迅速带走刀头和工件由于切削产生的热量，保证刀头寿命和工件的加工质量，还能保证较彻底的清除表面切削屑，并具有断屑功能，从而保证工件的加工精度和加工效率。

本实用新型的干切削涡流气动冷却器，包括旋流装置和喷嘴，所述旋流装置包括旋流器和内管，所述内管外部设置热气排出通道，所述旋流器设置压缩气进口、旋流气出口和沿轴向设置在旋流器中心的冷气出口，旋流气出口与内管连通，所述冷气出口连通于内管和喷嘴之间，所述冷气出口通过气流加速装置与喷嘴连通，所述气流加速装置包括沿气流方向依次设置的扩压通道、螺旋稳流管和加速通道，所述扩压通道和加速通道为大头相对设置的文丘里管结构，所述螺旋稳流管的管壁内表面设置纵向螺旋槽。

进一步，所述内管与热气排出通道之间设置针形调节阀，针形调节阀进气口连通内管，出气口连通热气排出通道；

进一步，所述热气排出通道的外部设置散热翅片；

进一步，还包括芯轴，芯轴外圆固定设置外壳并通过外壳与内管固定连接，所述芯轴前端与气流加速装置固定连接，旋流器一体设置在芯轴后端，压缩气进口沿径向贯穿外壳和芯轴连通旋流器的旋流通道，冷气出口沿轴向设置在芯轴内；

进一步，所述针型调节阀的阀体固定设置在内管尾端，所述针型调节阀的进气口与内管轴心相对沿轴向设置在阀体内，针型调节阀的阀芯一体设置阀杆，阀杆外圆套有回位弹簧，所述回位弹簧前端顶住阀杆上设置的环形凸台，尾端顶住阀盖；阀杆延伸出阀盖的端部设置手动调压帽；

进一步，所述气流加速装置的扩压通道设置在芯轴内，螺旋稳流管与芯轴固定连接并且进气端与扩压通道相连通；加速通道设置在一柱形块内，柱形块嵌合在螺旋稳流管出气端；

进一步，所述内管的管壁横截面为十字形结构，散热翅片设置在基板上，所述基板围在内管管壁外部并与内管管壁之间形成热气排出通道；

进一步，所述气流加速装置与喷嘴之间通过高压软管连通；

进一步，所述气流加速装置喷嘴内孔为一锥孔。

本实用新型的有益效果：本实用新型的干切削涡流气动冷却器，在冷气至喷嘴的通道上设置气流加速装置，能够对紊流冷气进行扩压、稳定气束和加速，提供温度较低，并且压力大流速较高的冷却空气，通过喷嘴内孔收缩内聚为一束压力大流速高的细小射流射出，碰撞刀头和工件后在吹走切削碎屑的同时，迅速带走于切削产生的热量，保证刀头寿命和工件的加工质量，还能保证较彻底的清除机床工作台和工件表面切削碎屑，机床工作台的散热，并具有断屑功能，从而在保证工件的加工精度和加工效率，还能长期保持机床工作台的精度；针对不同的工况可调节针型调节阀开度调节压力，使用简单方便，节约能源。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1沿A-A向剖视图；

图3为旋流器立体结构图；

图4为螺旋稳流管结构示意图。

具体实施方式

图1为本实用新型的结构示意图，图2为图1沿A-A向剖视图，图3为旋流器立体结构图，图4为螺旋稳流管结构示意图，如图所示：本实施例的干切削涡流气动冷却器，包括旋流装置和喷嘴1，所述旋流装置包括旋流器10和内管14，所述内管14外部设置热气排出通道12，所述旋流器10设置压缩气进口9、旋流气出口101和沿轴向设置在旋流器10中心的冷气出口11，旋流气出口101与内管14连通，所述冷气出口11连通于内管14和喷嘴1之间，所述冷气出口11通过气流加速装置与喷嘴1连通，所述气流加速装置包括沿气流方向依次设置的扩压通道8、螺旋稳流管5和加速通道4，所述扩压通道8和加速通道4为大头相对设置的文丘里管结构，所述螺旋稳流管5的管壁内表面设置纵向螺旋槽51。

本实施例中，所述内管14与热气排出通道12之间设置针形调节阀，针形调节阀进气口21连通内管14，出气口20连通热气排出通道12；针对不同的工况可调节针型调节阀，使用简单方便，节约能源。

本实施例中，所述热气排出通道12的外部设置散热翅片13；能够降低排出热气的温度，防止热气对内管内的气体散热造成阻碍，保证内管中心的压缩气体具有较低温度。

本实施例中，还包括芯轴6，芯轴6外圆固定设置外壳7并通过外壳7与内管14固定连接，所述芯轴6前端与气流加速装置固定连接，旋流器10一体设置在芯轴6后端(这里的前端后端是以气体流向为参照，前端是指与气流方向一致的一端)，压缩气进口9沿径向贯穿外壳7和芯轴6连通旋流器10的旋流通道，冷气出口11沿轴向设置在芯轴6内；结构简单紧凑，安装和拆卸方便。

本实施例中，所述针型调节阀的阀体15固定设置在内管14尾端，所述针型调节阀的进气口21与内管14轴心相对沿轴向设置在阀体15内(本结构中，阀体15设置成端盖结构，并采用两个端盖并列设置，利于加工内部气体通道，方便拆装)，针型调节阀的阀芯16一体设置阀杆22，阀杆22外圆套有回位弹簧18，所述回位弹簧18前端顶住阀杆22上设置的环形凸台，尾端顶住阀盖23，阀盖23旋在压块17上；阀杆22延伸出阀盖23的端部设置手动调压帽19；使用时，可方便通过手动调整排气大小，适用于不同的工作场合。

本实施例中，所述气流加速装置的扩压通道8设置在芯轴6内，螺旋稳流管5与芯轴6固定连接并且进气端与扩压通道8相连通；本实施例中，加速通道4也设置在一柱形块41内，柱形块41嵌合在螺旋稳流管5出气端，组合后形成完整的气流加速装置，加工容易，结构简单，安装拆卸方便，节约成本。

本实施例中，所述内管14的管壁横截面为十字形结构141，散热翅片13设置在基板131上，所述基板131围在内管14管壁外部并与内管14管壁之间形成热气排出通道12；十字形结构141的肋板助于快速散热，并支撑基板131，结构简单紧凑，以较小的结构达到较好的散热效果。

本实施例中，所述气流加速装置与喷嘴1之间通过高压软管2连通，本实施例中高压软管2与气流加速装置通过接头3连接；适用于不同的方位使用；所述气流加速装置喷嘴1内孔为一锥孔；气流通过喷嘴1内孔聚拢为一束射流喷出。

本实用新型使用时，压缩气体经旋流器涡流处理后，涡流气的中心为冷空气，周围热气经调节阀(通过压缩空气自动推开)排至热气排出通道并排出，涡流中心气体经冷气出口进入扩压通道，扩压并通过螺旋稳流管将紊流状态的气体旋转稳定，后经缩口加速通道加速至喷嘴喷出；由于经过稳流和加速，喷嘴喷出的冷气高速并且直线性好，不但冷却效果好，而且断屑和排屑彻底。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种干切削涡流气动冷却器，包括旋流装置和喷嘴，所述旋流装置包括旋流器和内管，所述内管外部设置热气排出通道，所述旋流器设置压缩气进口、旋流气出口和沿轴向设置在旋流器中心的冷气出口，旋流气出口与内管连通，所述冷气出口连通于内管和喷嘴之间，其特征在于：所述冷气出口通过气流加速装置与喷嘴连通，所述气流加速装置包括沿气流方向依次设置的扩压通道、螺旋稳流管和加速通道，所述扩压通道和加速通道为大头相对设置的文丘里管结构，所述螺旋稳流管的管壁内表面设置纵向螺旋槽。

2.根据权利要求1所述的干切削涡流气动冷却器，其特征在于：所述内管与热气排出通道之间设置针形调节阀，针形调节阀进气口连通内管，出气口连通热气排出通道。

3.根据权利要求2所述的干切削涡流气动冷却器，其特征在于：所述热气排出通道的外部设置散热翅片。

4.根据权利要求3所述的干切削涡流气动冷却器，其特征在于：还包括芯轴，芯轴外圆固定设置外壳并通过外壳与内管固定连接，所述芯轴前端与气流加速装置固定连接，旋流器一体设置在芯轴后端，压缩气进口沿径向贯穿外壳和芯轴连通旋流器的旋流通道，冷气出口沿轴向设置在芯轴内。

5.根据权利要求4所述的干切削涡流气动冷却器，其特征在于：所述针型调节阀的阀体固定设置在内管尾端，所述针型调节阀的进气口与内管轴心相对沿轴向设置在阀体内，针型调节阀的阀芯一体设置阀杆，阀杆外圆套有回位弹簧，所述回位弹簧前端顶住阀杆上设置的环形凸台，尾端顶住阀盖；阀杆延伸出阀盖的端部设置手动调压帽。

6.根据权利要求5所述的干切削涡流气动冷却器，其特征在于：所述气流加速装置的扩压通道设置在芯轴内，螺旋稳流管与芯轴固定连接并且进气端与扩压通道相连通；加速通道设置在一柱形块内，柱形块嵌合在螺旋稳流管出气端。

7.根据权利要求6所述的干切削涡流气动冷却器，其特征在于：所述内管的管壁横截面为十字形结构，散热翅片设置在基板上，所述基板围在内管管壁外部并与内管管壁之间形成热气排出通道。

8.根据权利要求7所述的干切削涡流气动冷却器，其特征在于：所述气流加速装置与喷嘴之间通过高压软管连通。

9.根据权利要求8所述的干切削涡流气动冷却器，其特征在于：所述气流加速装置喷嘴内孔为一锥孔。

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