CN209439867U - 一种用于辅助控屑的可变射流冷却液喷嘴 - Google Patents
一种用于辅助控屑的可变射流冷却液喷嘴 Download PDFInfo
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Abstract
一种用于辅助控屑的可变射流冷却液喷嘴，它涉及切削加工和刀具技术领域。本实用新型为解决现有液氮、液态二氧化碳射流精准度差、射流路径不可变、射流数目单一、辅助控屑效果差的问题。本实用新型包括喷嘴主体、喷嘴密封螺钉、喷嘴可变射流喷管结构B、喷嘴可变射流喷管结构A和两个喷嘴定位螺钉，喷嘴主体的前端设有可变射流喷管孔，可变射流喷管孔中插装有喷嘴可变射流喷管结构A，喷嘴可变射流喷管结构A后端的外侧壁上沿圆周方向均布设有多个插槽，喷嘴可变射流喷管结构B的前端面上沿圆周方向均布设有多组圆柱通孔，喷嘴可变射流喷管结构B的外侧壁上沿圆周方向均布设有多个插棱，每个插棱分别插装在一个插槽内。本实用新型用于刀具切削。
Description
技术领域
本实用新型涉及切削加工和刀具技术领域，具体涉及一种用于辅助控屑的可变射流冷却液喷嘴。
背景技术
随着航空制造业的迅速发展，越来越多的高性能材料被用于航空装备的生产制造，例如高温合金、钛合金和金属基复合材料等等；这些材料具有优良的机械性能，满足航空装备零部件的生产制造需求，但也引发了生产加工中的一系列问题，例如切削温度高导致刀具磨损严重、灼伤工件表面；切削加工时切屑难以折断，容易缠绕在工件已加工表面或堆积在前刀面，损伤工件已加工表面并阻碍切削液喷射至刀-屑接触区，降低冷却效率；为了降低切削热并实现辅助断屑，人们先后发展出了常规冷却、高压冷却和低温冷却等不同形式的冷却策略；常规冷却能够有效降低切削区温度，减轻刀具磨损程度，但是对辅助控屑断屑却没有太大帮助；高压冷却射流所形成的液压楔能够更有效的喷射至刀-屑接触区，大大降低切削温度，同时射流压力能够辅助控屑断屑，但总体来说这种冷却策略在降低切削温度方面人不能达到令人满意的结果；低温冷却作为一种新的冷却策略，能够最大程度降低切削温度，达到冷人满意的降低切削温度的效果；并且低温条件下切屑的冷脆性使其更易折断；但液氮、液态二氧化碳冷却作为一种新型的低温冷却手段，在应用方面还不成熟，缺少专门用于刀具的液氮、液态二氧化碳喷嘴，存在液氮、液态二氧化碳射流精准度差、射流路径不可变、射流数目单一、辅助控屑效果差等问题，阻碍液氮、液态二氧化碳低温冷却在切削加工领域的推广应用。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有液氮、液态二氧化碳射流精准度差、射流路径不可变、射流数目单一、辅助控屑效果差的问题，进而提出一种用于辅助控屑的可变射流冷却液喷嘴。
本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是：
一种用于辅助控屑的可变射流冷却液喷嘴包括喷嘴主体、喷嘴密封螺钉、喷嘴可变射流喷管结构B、喷嘴可变射流喷管结构A和两个喷嘴定位螺钉，喷嘴主体通过两个喷嘴定位螺钉固接在刀柄刀头的上端面上，喷嘴主体的下端面上设有冷却液入口，冷却液入口与刀柄刀头中的冷却液通道相贯通，喷嘴主体的前端设有可变射流喷管孔，可变射流喷管孔与冷却液入口相贯通，可变射流喷管孔中插装有喷嘴可变射流喷管结构A，喷嘴可变射流喷管结构A的前端封闭，喷嘴可变射流喷管结构A的前端面上设有圆弧通孔，喷嘴可变射流喷管结构A后端的外侧壁上沿圆周方向均布设有多个插槽，每个插槽分别沿喷嘴可变射流喷管结构A的轴向方向设置，喷嘴可变射流喷管结构B的前端封闭，喷嘴可变射流喷管结构B的前端面上沿圆周方向均布设有多组圆柱通孔，圆弧通孔对应一组圆柱通孔，圆弧通孔正对刀片的前刀面，喷嘴可变射流喷管结构B的外侧壁上沿圆周方向均布设有多个插棱，每个插棱分别沿喷嘴可变射流喷管结构B的轴向方向设置，每个插棱分别插装在一个插槽内，喷嘴主体的后端设有螺纹密封孔，螺纹密封孔与可变射流喷管孔相贯通，螺纹密封孔内旋装有喷嘴密封螺钉。
本实用新型与现有技术相比包含的有益效果是：
本实用新型提出一种用于辅助控屑的可变射流冷却液喷嘴，主要用于液氮、液态二氧化碳的冷却液喷射，该喷嘴可与刀具装配用于液氮、液态二氧化碳低温冷却，改变液氮、液态二氧化碳射流路径和射流数目，实现了三种不同液氮、液态二氧化碳射流路径和射流数目，满足三种不同使用效果，使液氮、液态二氧化碳射流精准喷射至前刀面，更好的降低切削温度同时达到辅助控屑的目的，为液氮、液态二氧化碳低温冷却的推广应用提供装备支持。
附图说明
图1是本实用新型整体结构的爆炸图；
图2是本实用新型装配在刀具中的整体结构示意图；
图3是图2的爆炸图；
图4是本实用新型中喷嘴可变射流喷管结构A6的结构示意图；
图5是本实用新型中喷嘴可变射流喷管结构A6的另一角度的结构示意图；
图6是图4的主视图；
图7是图6的左视图；
图8是本实用新型中喷嘴可变射流喷管结构B5的结构示意图；
图9是图8的主视图；
图10是图9的左视图；
图11是本实用新型中喷嘴主体11的结构示意图；
图12是本实用新型中喷嘴主体11的另一角度的结构示意图；
图13是本实用新型中喷嘴主体11的主视图；
图14是本实用新型中插槽a9与插棱d13、插槽b10与插棱e14和插槽c12与插棱f15配合同轴装配时，射流路径的结构示意图；
图15是本实用新型中插槽a9与插棱e14、插槽b10与插棱f15和插槽c12与插棱d13配合同轴装配时，射流路径的结构示意图；
图16是本实用新型中插槽a9与插棱f15、插槽b10与插棱d13和插槽c12与插棱e14配合同轴装配时，射流路径的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图16说明本实施方式，本实施方式所述一种用于辅助控屑的可变射流冷却液喷嘴包括喷嘴主体2、喷嘴密封螺钉3、喷嘴可变射流喷管结构B5、喷嘴可变射流喷管结构A6和两个喷嘴定位螺钉4，喷嘴主体2通过两个喷嘴定位螺钉4固接在刀柄1刀头的上端面上，喷嘴主体2的下端面上设有冷却液入口16，冷却液入口16与刀柄1刀头中的冷却液通道相贯通，喷嘴主体2的前端设有可变射流喷管孔19，可变射流喷管孔19与冷却液入口16相贯通，可变射流喷管孔19中插装有喷嘴可变射流喷管结构A6，喷嘴可变射流喷管结构A6的前端封闭，喷嘴可变射流喷管结构A6的前端面上设有圆弧通孔11，喷嘴可变射流喷管结构A6后端的外侧壁上沿圆周方向均布设有多个插槽，每个插槽分别沿喷嘴可变射流喷管结构A6的轴向方向设置，喷嘴可变射流喷管结构B5的前端封闭，喷嘴可变射流喷管结构B5的前端面上沿圆周方向均布设有多组圆柱通孔20，圆弧通孔11对应一组圆柱通孔20，圆弧通孔11正对刀片7的前刀面，喷嘴可变射流喷管结构B5的外侧壁上沿圆周方向均布设有多个插棱，每个插棱分别沿喷嘴可变射流喷管结构B5的轴向方向设置，每个插棱分别插装在一个插槽内，喷嘴主体2的后端设有螺纹密封孔17，螺纹密封孔17与可变射流喷管孔19相贯通，螺纹密封孔17内旋装有喷嘴密封螺钉3。
喷嘴定位螺钉4将喷嘴主体2与刀柄1固定连接，喷嘴可变射流喷管结构B5和喷嘴可变射流喷管结构A6同轴装配，从螺纹密封孔17装入喷嘴主体2，配合喷嘴密封螺钉3对喷嘴主体2进行密封，防止液氮、液态二氧化碳泄露；刀片7和刀垫8配合装配在刀柄1上；液氮、液态二氧化碳从液氮、液态二氧化碳冷却液入口16进入喷嘴主体2，流经喷嘴可变射流喷管结构B5和喷嘴可变射流喷管结构A6，最终喷射至前刀面。
具体实施方式二：结合图1至图16说明本实施方式，本实施方式所述多个插槽包括插槽a9、插槽b10和插槽c12，多个插棱包括插棱d13、插棱e14和插棱f15，多组圆柱通孔20为三组圆柱通孔20。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
如此设计喷嘴可变射流喷管结构B5与喷嘴可变射流喷管结构A6以三种不同角度装配，液氮、液态二氧化碳通过圆弧通孔11最终喷射至前刀面。
具体实施方式三：结合图1至图16说明本实施方式，本实施方式所述三组圆柱通孔20中第一组圆柱通孔20包括三个圆柱通孔20，且中间圆柱通孔20与插棱e14相对应，第二组圆柱通孔20包括两个圆柱通孔20，且末个圆柱通孔20与插棱d13相对应，第三组圆柱通孔20包括两个圆柱通孔20，且首个圆柱通孔20与插棱f15相对应。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式二相同。
喷嘴可变射流喷管结构B5具有7个圆柱通孔20，在圆周均分的三个120°区域内呈扇形分布，其中三个120°区域内分别具有不同位置的3个、2个和2个圆柱通孔20，当喷嘴可变射流喷管结构B5与喷嘴可变射流喷管结构A6以不同角度同轴装配时，将依靠圆柱通孔20来改变液氮、液态二氧化碳射流路径和射流数目.
当喷嘴可变射流喷管结构A6与喷嘴可变射流喷管结构B5按照插槽a9与插棱d13、插槽b10与插棱e14和插槽c12与插棱f15配合同轴装配时，圆柱通孔20的数目即液氮、液态二氧化碳射流数目为3个，射流路径如图14所示；当喷嘴可变射流喷管结构A6与喷嘴可变射流喷管结构B5按照插槽a9与插棱e14、插槽b10与插棱f15和插槽c12与插棱d13配合同轴装配时，柱通孔20的数目即液氮、液态二氧化碳射流数目为2个，射流路径如图15所示；当喷嘴可变射流喷管结构A6与喷嘴可变射流喷管结构B5按照插槽a9与插棱f15、插槽b10与插棱d13和插槽c12与插棱e14配合同轴装配时，柱通孔20的数目即液氮、液态二氧化碳射流数目为2个，射流路径如图16所示。
具体实施方式四：结合图1至图7和图11至图13说明本实施方式，本实施方式所述喷嘴可变射流喷管结构A6的前端设有阶梯轴，可变射流喷管孔19的前端设有阶梯孔，喷嘴可变射流喷管结构A6的阶梯轴与可变射流喷管孔19的阶梯孔配合。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一、二或三相同。
如此设计喷嘴可变射流喷管结构A6的前端为阶梯轴，与喷嘴主体2前部的可变射流喷管孔19的孔径配合起到定位作用。
具体实施方式五：结合图1至图10说明本实施方式，本实施方式所述喷嘴可变射流喷管结构A6的前端为实心圆柱体，喷嘴可变射流喷管结构A6的后端为圆柱壳体。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：结合图1至图10说明本实施方式，本实施方式所述喷嘴可变射流喷管结构B5为实心圆柱体。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：结合图1至图10说明本实施方式，本实施方式所述喷嘴可变射流喷管结构B5与喷嘴可变射流喷管结构A6之间为过渡配合。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式六相同。
如此设计以保证喷嘴可变射流喷管结构B5与喷嘴可变射流喷管结构A6之间的密封性。
具体实施方式八：结合图1至图10说明本实施方式，本实施方式所述喷嘴可变射流喷管结构B5的长度大于喷嘴可变射流喷管结构A6后端圆柱壳体的长度。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一、二、三、五、六或七相同。
如此设计便于实现喷嘴可变射流喷管结构B5与喷嘴可变射流喷管结构A6之间的插装和拆卸。
具体实施方式九：结合图1至图16说明本实施方式，本实施方式所述喷嘴主体2的上端面上对称设有两个定位螺纹孔18，每个喷嘴定位螺钉4分别旋装在一个定位螺纹孔18内，喷嘴定位螺钉4的末端旋装在刀柄1的刀头内。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式八相同。
工作原理
喷嘴定位螺钉4将喷嘴主体2与刀柄1固定连接，喷嘴可变射流喷管结构B5和喷嘴可变射流喷管结构A6同轴装配，从螺纹密封孔17装入喷嘴主体2，配合喷嘴密封螺钉3对喷嘴主体2进行密封，防止液氮、液态二氧化碳泄露；刀片7和刀垫8配合装配在刀柄1上；液氮、液态二氧化碳从液氮、液态二氧化碳冷却液入口16进入喷嘴主体2，流经喷嘴可变射流喷管结构B5和喷嘴可变射流喷管结构A6，最终喷射至前刀面。
当喷嘴可变射流喷管结构A6与喷嘴可变射流喷管结构B5按照插槽a9与插棱d13、插槽b10与插棱e14和插槽c12与插棱f15配合同轴装配时，圆柱通孔20的数目即液氮、液态二氧化碳射流数目为3个，射流路径如图14所示；当喷嘴可变射流喷管结构A6与喷嘴可变射流喷管结构B5按照插槽a9与插棱e14、插槽b10与插棱f15和插槽c12与插棱d13配合同轴装配时，柱通孔20的数目即液氮、液态二氧化碳射流数目为2个，射流路径如图15所示；当喷嘴可变射流喷管结构A6与喷嘴可变射流喷管结构B5按照插槽a9与插棱f15、插槽b10与插棱d13和插槽c12与插棱e14配合同轴装配时，柱通孔20的数目即液氮、液态二氧化碳射流数目为2个，射流路径如图16所示。
Claims (9)
1.一种用于辅助控屑的可变射流冷却液喷嘴，其特征在于：所述一种用于辅助控屑的可变射流冷却液喷嘴包括喷嘴主体(2)、喷嘴密封螺钉(3)、喷嘴可变射流喷管结构B(5)、喷嘴可变射流喷管结构A(6)和两个喷嘴定位螺钉(4)，喷嘴主体(2)通过两个喷嘴定位螺钉(4)固接在刀柄(1)刀头的上端面上，喷嘴主体(2)的下端面上设有冷却液入口(16)，冷却液入口(16)与刀柄(1)刀头中的冷却液通道相贯通，喷嘴主体(2)的前端设有可变射流喷管孔(19)，可变射流喷管孔(19)与冷却液入口(16)相贯通，可变射流喷管孔(19)中插装有喷嘴可变射流喷管结构A(6)，喷嘴可变射流喷管结构A(6)的前端封闭，喷嘴可变射流喷管结构A(6)的前端面上设有圆弧通孔(11)，喷嘴可变射流喷管结构A(6)后端的外侧壁上沿圆周方向均布设有多个插槽，每个插槽分别沿喷嘴可变射流喷管结构A(6)的轴向方向设置，喷嘴可变射流喷管结构B(5)的前端封闭，喷嘴可变射流喷管结构B(5)的前端面上沿圆周方向均布设有多组圆柱通孔(20)，圆弧通孔(11)对应一组圆柱通孔(20)，圆弧通孔(11)正对刀片(7)的前刀面，喷嘴可变射流喷管结构B(5)的外侧壁上沿圆周方向均布设有多个插棱，每个插棱分别沿喷嘴可变射流喷管结构B(5)的轴向方向设置，每个插棱分别插装在一个插槽内，喷嘴主体(2)的后端设有螺纹密封孔(17)，螺纹密封孔(17)与可变射流喷管孔(19)相贯通，螺纹密封孔(17)内旋装有喷嘴密封螺钉(3)。
2.根据权利要求1所述一种用于辅助控屑的可变射流冷却液喷嘴，其特征在于：所述多个插槽包括插槽a(9)、插槽b(10)和插槽c(12)，多个插棱包括插棱d(13)、插棱e(14)和插棱f(15)，多组圆柱通孔(20)为三组圆柱通孔(20)。
3.根据权利要求2所述一种用于辅助控屑的可变射流冷却液喷嘴，其特征在于：所述三组圆柱通孔(20)中第一组圆柱通孔(20)包括三个圆柱通孔(20)，且中间圆柱通孔(20)与插棱e(14)相对应，第二组圆柱通孔(20)包括两个圆柱通孔(20)，且末个圆柱通孔(20)与插棱d(13)相对应，第三组圆柱通孔(20)包括两个圆柱通孔(20)，且首个圆柱通孔(20)与插棱f(15)相对应。
4.根据权利要求1、2或3所述一种用于辅助控屑的可变射流冷却液喷嘴，其特征在于：所述喷嘴可变射流喷管结构A(6)的前端设有阶梯轴，可变射流喷管孔(19)的前端设有阶梯孔，喷嘴可变射流喷管结构A(6)的阶梯轴与可变射流喷管孔(19)的阶梯孔配合。
5.根据权利要求4所述一种用于辅助控屑的可变射流冷却液喷嘴，其特征在于：所述喷嘴可变射流喷管结构A(6)的前端为实心圆柱体，喷嘴可变射流喷管结构A(6)的后端为圆柱壳体。
6.根据权利要求5所述一种用于辅助控屑的可变射流冷却液喷嘴，其特征在于：所述喷嘴可变射流喷管结构B(5)为实心圆柱体。
7.根据权利要求6所述一种用于辅助控屑的可变射流冷却液喷嘴，其特征在于：所述喷嘴可变射流喷管结构B(5)与喷嘴可变射流喷管结构A(6)之间为过渡配合。
8.根据权利要求1、2、3、5、6或7所述一种用于辅助控屑的可变射流冷却液喷嘴，其特征在于：所述喷嘴可变射流喷管结构B(5)的长度大于喷嘴可变射流喷管结构A(6)后端圆柱壳体的长度。
9.根据权利要求8所述一种用于辅助控屑的可变射流冷却液喷嘴，其特征在于：所述喷嘴主体(2)的上端面上对称设有两个定位螺纹孔(18)，每个喷嘴定位螺钉(4)分别旋装在一个定位螺纹孔(18)内，喷嘴定位螺钉(4)的末端旋装在刀柄(1)的刀头内。
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