CN207840174U - 一种用于干切削的传导冷却整体车刀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于干切削的传导冷却整体车刀，包括车刀本体、刀片、导热杆、散热片及水箱；所述刀片、导热杆及车刀本体通过焊接连结为一个整体，刀片设于车刀本体前端的上端面，导热杆的头部与刀片的表面贴合，导热杆的尾部设于车刀本体的左侧且其外表面焊接有散热片，所述散热片容纳在水箱中，所述水箱设有冷却液进口及冷却液出口；所述导热杆的导热系数大于车刀本体的导热系数。车刀切削时产生的热量通过刀片传导给导热杆，导热杆中的热量由冷却液带走。本实用新型可以有效降低车削温度，提高车刀的使用寿命及切削质量，同时不降低刀片的强度，不会产生冷却液在刀片处泄漏的问题。

Description

一种用于干切削的传导冷却整体车刀

技术领域

本实用新型涉属于机械加工技术领域，具体涉及一种用于干切削的传导冷却整体车刀。

背景技术

机加工的车刀一般分为两种，一种为机夹车刀即刀片与刀本体分离设置便于刀片的更换，另一种为整体车刀即刀片焊接在刀本体上为了稳固刀片以保证加工精度。

在切削加工的过程中，切削液具有冷却、润滑、清洗、排屑以及防锈等功能，但是有些材料因为材料的特殊性不能添加切削液，必须要进行干切削加工，例如碳纤维材料。在进行干切削的过程中不可避免的问题就是车削刀具的温度上升而导致刀具的力学性能下降，车刀将会快速磨损，影响车削加工的顺利完成。

为了降低干式切削过程中车刀的切削温度可采用刀具内冷却技术，使冷却液在车刀内部循环，车刀车削时产生的热量由循环液带走，从而降低切削温度，提高刀具的使用寿命和加工质量。如中国专利CN205414443U公布了一种分离式内冷却车刀，包括：刀片、刀片座、圆形密封圈以及异形密封圈。所述刀片与刀片座的相对面上设有横截面为矩形或U形的内循环通道，刀片座上设有进液口和出液口。

现有的内冷却技术需要在车刀内开设管路，当车刀尺寸较小时受制于车刀的尺寸，开设冷却管路的长度及管径有限，散热效果不明显，并且车刀内开设管路加工复杂、管路密封困难容易泄漏，且降低了车刀的整体强度。

实用新型内容

鉴于上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种用于干切削的传导冷却整体车刀，在刀本体内设置导热杆，无需在车刀内开设管路，车刀切削时产生的热量通过刀片传导给导热杆，导热杆中的热量再由设置在车刀本体外部的水箱中的冷却液带走。本实用新型可以有效降低车削温度，提高车刀的使用寿命及切削质量，同时不降低车刀整体强度，不会产生冷却液在刀片处泄漏的问题。

本实用新型采取的技术方案是：

一种用于干切削的传导冷却整体车刀，其特征在于，包括车刀本体、刀片、导热杆、散热片及水箱；所述刀片、导热杆及车刀本体通过焊接连结为一个整体，刀片设于车刀本体前端的上端面，导热杆的头部与刀片的表面贴合，导热杆的尾部设于车刀本体的左侧且其外表面焊接有散热片，所述散热片容纳在水箱中，所述水箱设有冷却液进口及冷却液出口；所述导热杆的导热系数大于车刀本体的导热系数。

从车刀本体的后端向刀片的方向观察，左手边为左侧。左侧连接水箱为了不妨碍刀具的装夹，一般车刀本体的右侧为装夹位置。

刀片切削时产生的热量通过与刀片传导到导热杆中，由于导热杆的导热系数大于车刀本体的导热系数，切削产生的热量绝大部分都能有效传导到导热杆中，再由焊接在导热杆尾部的散热片散发。在水箱中连续通入冷却液，冷却液与导热杆及散热片直接接触，及时有效地将导热杆中的热量带走，从而快速降低切削温度。

为了更为迅速的传导热量，优选所述导热杆的导热系数是车刀本体的导热系数的3倍以上。更进一步地，优选所述导热杆由铍铜制成。铍铜是力学、物理、化学综合性能良好的一种合金，具有很高的导热性及强度、硬度，用铍铜制成的导热杆传导效率高且不降低车刀的强度。

进一步地，所述散热片由铜制成。铜的导热性能好，可高效地传导及散发热量。

为了增大传热面积及尽量小的减低车刀的强度，进一步地，所述导热杆的头部的前端设有与刀片侧面相适配的安装面，所述安装面与刀片侧面焊接。

进一步地，所述水箱一端敞口，敞口端的边缘密封固定连接在车刀本体的侧面。采用这样的设计可使本实用新型整体结构紧凑且导热杆中的热量由冷却液快速带走。

为了增大散热面积，进一步地，所述散热片包括一块底板及垂直设于底板上的若干相互平行的薄片。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型可有效降低切削温度，提高刀具的使用寿命和加工质量。

2、本实用新型不在车刀内开设冷却液管路，不会降低车刀整体强度及使用性能。

3、本实用新型可以杜绝冷却液在刀片处泄漏，造成冷却液与被切削物接触，损坏被切削物。

4、刀片、导热杆及车刀本体通过焊接连结为一个整体，增大车刀本体的强度。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1的立体结构示意图。

图2为图1的俯视图(水箱局部剖视)。

图3为图1的分解图。

图4为图1中水箱与导热杆的连接示意图。

图5为本实用新型的实施例2的立体结构示意图(水箱局部剖视)。

图6为图5中导热杆的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。

本实用新型中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本实用新型中所述的“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型创造的限制(特殊说明的除外)。

实施例1

参阅图1及图2，一种用于干切削的传导冷却整体车刀，包括车刀本体2、刀片1、导热杆3、散热片4及水箱5。

参阅图3，刀片1的前端设有尖端部101，其后侧面102为弧形凸面。在本实施中设计刀片1的形状为扇形，在其他的实施例中，根据需要可设计不同几何形状的刀片。

参阅图3及图4，导热杆3由头部301及尾部302组成，头部301由大概相垂直的顶板及侧板组成，顶板的前端设有与刀片1的弧形面102相适配的凹槽3011，尾部302呈矩形沿与车刀本体2的侧面相平行的方向延伸，尾部302的外表面3021焊接有散热片4，散热片4包括一块底板及垂直设于底板上的若干相互平行的薄片。本实施例中，导热杆3由铍铜制成，散热片4由铜制成，在其他的实施例中，导热杆及散热片也可由导热性能优于车刀本体且具有一定强度的其他材料制成。在其它实施例中，散热片也可为其它结构形式的散热片，只要能起到传导及散发导热杆中热量的作用即可。

参阅图3，车刀本体2包括头部201及尾部，头部201设有与刀片1及导热杆头部301相适配的缺口2011。

参阅图1及图2，刀片1的后侧面102贴合导热杆3的头部301的凹槽3011的弧形底面，其上表面与头部301的顶板的上表面平齐。导热杆3的头部301的侧板沿车刀本体2的头部201的左侧面延伸，其尾部302沿车刀本体2的尾部的左侧面延伸。在刀片1、导热杆3与车刀本体2的接触面上堆积焊料，将刀片1与导热杆3及车刀本体2焊接为一体。

参阅图1、图2及图3，水箱5包括一端敞口的箱体，箱体上设有冷却液进口6及冷却液出口7。在本实施例中，冷却液进出口均连接有带外螺纹的短管，以方便外部冷却管道的连接。安装时，将水箱5套装在导热杆的尾部302的散热片4外，散热片4容纳在水箱5的内腔中，水箱5的敞口端的边缘通过满焊连接在车刀本体的侧面上。在其他的实施例中，为了方便拆卸，水箱敞口端的边缘也可设有向外翻折的折边部，通过螺丝将折边部固定连接在车刀本体上，折边部与车刀本体间设置密封垫。或者在水箱中设置箱盖，箱盖上设置散热片装入口，通过现有技术中常用的其它固定方式将水箱固定在车刀本体的左侧面。

实施例2

参阅图5及图6，一种用于干切削的传导冷却整体车刀，包括车刀本体22、刀片11、导热杆33、散热片44及水箱55；导热杆33包括一体成型的头部331、连接部332及尾部333，连接部332连接头部331及尾部332。刀片22叠置在头部331上，导热杆的连接部332嵌入车刀本体22内，导热杆的尾部333从车刀本体22的左侧伸出，尾部333的外表面(本实施例中有五个外表面)均焊接有散热片44，尾部333及散热片44均容纳在水箱55中，水箱55设有冷却液进口管551及冷却液出口管552。刀片22、导热杆33及车刀本体22通过焊接连结为一个整体。导热杆33及散热片44由铜制成。

本实用新型在安装使用时：

A.先将刀片1(11)与导热杆3(33)及车刀本体2(22)焊接为一体。

B.将散热片4(44)垂直焊接在导热杆3(33)的尾部302(333)的外侧面上。

C.将水箱5(55)套装在散热片4(44)外，水箱5(55)的敞口端的边缘通过满焊密封连接在车刀本体上。

D.将水箱5(55)的进出液管与外部冷却液管道连通。外部冷却液可来自冷却塔或冷水机，通过冷却塔或冷水机构成一个冷却液的循环回路。

工作时，在水箱5(55)中连续通入冷却液，刀片1(11)切削时产生的热量传导到导热杆3(33),再由导热杆3(33)传导到散热片4(44)，来自外部冷却系统的冷却液从水箱5(55)的冷却液进口6(551)进入与散热片4(44)及导热杆交换热量后从水箱5(55)的冷却液出口7(552)流出，将导热杆3(33)中的热量带走，从而降低刀片1(11)的切削温度。

以上说明书中未做特别说明的部分均为现有技术，或者通过现有技术既能实现。

Claims (7)

1.一种用于干切削的传导冷却整体车刀，其特征在于，包括车刀本体、刀片、导热杆、散热片及水箱；所述刀片、导热杆及车刀本体通过焊接连结为一体，刀片设于车刀本体前端的上端面，导热杆的头部与刀片的表面贴合，导热杆的尾部设于车刀本体的左侧且其外表面焊接有散热片，所述散热片容纳在水箱中，所述水箱设有冷却液进口及冷却液出口；所述导热杆的导热系数大于车刀本体的导热系数。

2.根据权利要求1所述的传导冷却整体车刀，其特征在于，所述导热杆的导热系数是车刀本体的导热系数的3倍以上。

3.根据权利要求2所述的传导冷却整体车刀，其特征在于，所述导热杆由铍铜制成。

4.根据权利要求1所述的传导冷却整体车刀，其特征在于，所述散热片由铜制成。

5.根据权利要求1所述的传导冷却整体车刀，其特征在于，所述导热杆的头部的前端设有与刀片侧面相适配的安装面，所述安装面与刀片侧面焊接。

6.根据权利要求1所述的传导冷却整体车刀，其特征在于，所述水箱一端敞口，敞口端的边缘密封固定连接在车刀本体上。

7.根据权利要求1所述的传导冷却整体车刀，其特征在于，所述散热片包括一块底板及垂直设于底板上的若干相互平行的薄片。