CN214517647U - 一种带内冷结构的切削刀具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带内冷结构的切削刀具，包括刀体和切削刀片，切削刀片安装在刀体的刀槽内，刀体设有进气孔、内冷孔、冷却出口和调节阀门，内冷孔包括依次连通的第一内冷孔、第二内冷孔和第三内冷孔，调节阀门可移动的插接于第三内冷孔内，第一内冷孔的截面面积大于第二内冷孔的截面面积，进气孔与冷却出口均与第一内冷孔连通，冷却出口朝向切削刀片，冷却出口的截面面积小于第二内冷孔的截面面积，进气孔的轴线与第一内冷孔的轴线之间具有一定偏心距，第三内冷孔具有锥面孔，调节阀门具有锥面部，锥面部上设有可被锥面孔堵住的出气孔。本实用新型利用压缩空气能够精确的为切削刀片提供低温气体作为冷却介质，结构简单，无需额外配套设施。

Description

一种带内冷结构的切削刀具

技术领域

本实用新型涉及金属切削加工，尤其涉及一种带内冷结构的切削刀具。

背景技术

在金属加工中，对切削刀片进行充分的冷却能够延长刀具寿命，优化切削质量。切削液作为目前使用较为广泛的冷却介质会对环境造成污染，而使用压缩空气作为冷却介质,虽然不会对环境造成影响，但是冷却效果较差，往往只具备排屑的作用。为了增加冷却效果，有的金属加工场合会使用干冰作为冷却介质，但是这无疑增加了加工成本，而且需要配套专门的设备。

利用涡流管效应(兰克.赫尔胥效应)能够将压缩空气转化为冷热两部分，且结构简单，能源只需利用机加工场合普遍使用的压缩空气，因此在金属加工场合有广泛的应用前景。

现有技术中也有利用涡流管效应的冷却装置，能够将压缩空气降温并提供给需要冷却的场合。但是现有结构的缺陷在于：涡流管效应会将一部分压缩空气转化为热空气排出，因此，提供的低温气体流量会减小(具体取决于低温气体的温度，温度越低则低温气体的流量越小)，而现有的结构不能够将有限的低温气体精确的输送到需要冷却的场合，尤其是在加工空间狭小例如加工窄槽的时候，铁屑会积压在槽中，阻止了低温气体进入窄槽对切削刀片进行冷却。而且该专利所述的结构复杂，低温气体中凝结的冰霜会集聚在复杂的结构上，最终导致通道堵塞，气体流量下降。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种利用压缩空气能够精确的为切削刀片提供低温气体作为冷却介质，结构简单，无需额外配套设施的带内冷结构的切削刀具。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种带内冷结构的切削刀具，包括刀体和切削刀片，所述切削刀片安装在刀体的刀槽内，所述刀体设有进气孔、内冷孔、冷却出口和调节阀门，所述内冷孔包括依次连通的第一内冷孔、第二内冷孔和第三内冷孔，所述调节阀门可移动的插接于第三内冷孔内，所述第一内冷孔的截面面积大于第二内冷孔的截面面积，所述进气孔与冷却出口均与第一内冷孔连通，所述冷却出口朝向切削刀片，所述冷却出口的截面面积小于第二内冷孔的截面面积，所述进气孔位于第一内冷孔的周向面上，且进气孔的轴线与第一内冷孔的轴线之间具有一定偏心距，所述第三内冷孔具有锥面孔，所述调节阀门具有可与锥面孔配合的锥面部，所述锥面部上设有可被锥面孔堵住的出气孔。

作为上述技术方案的进一步改进，所述进气孔的孔径小于第一内冷孔的孔径，所述进气孔与第一内冷孔相内切。

作为上述技术方案的进一步改进，所述进气孔的轴线与第一内冷孔的轴线垂直。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一内冷孔内设有冷却螺钉，所述冷却螺钉内设有冷却通道，所述冷却出口为冷却通道的出口，所述冷却通道的入口与第一内冷孔连通，所述冷却螺钉与第一内冷孔之间为螺纹配合。

作为上述技术方案的进一步改进，所述出气孔设置多个，沿圆周方向均布在锥面部上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述调节阀门与第三内冷孔之间为螺纹配合。

作为上述技术方案的进一步改进，所述调节阀门具有主调节内孔，所述出气孔与所述主调节内孔连通。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一内冷孔的长度小于第二内冷孔的长度。

作为上述技术方案的进一步改进，所述冷却通道、第一内冷孔、第二内冷孔以及第三内冷孔同轴布置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述切削刀片通过紧固螺钉固定在刀槽内。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的带内冷结构的切削刀具，当压缩空气沿着进气孔进入第一内冷孔后，会沿着第一内冷孔的内壁旋转着充满整个第二内冷孔，由于涡流管效应，压缩空气会沿着第二内冷孔半径方向形成温度梯度，越靠第二内冷孔内壁温度越高，越接近第二内冷孔中心温度越低。温度较高的热空气通过调节阀门排出刀具，而靠近中心的低温气体，则通过冷却出口喷向切削刀片，从而对刀片进行精确冷却；通过调节调节阀门，可以控制热空气的流量，进而也会影响到低温气体的温度。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图。

图2是本实用新型的主视结构示意图。

图3是本实用新型的剖面结构示意图。

图4是本实用新型的局部俯视图。

图5是图4中的A-A视图。

图6是本实用新型中调节阀门的剖面结构示意图。

图7是本实用新型中调节阀门的立体结构示意图。

图中各标号表示：

1、刀体；11、刀槽；2、切削刀片；3、进气孔；4、内冷孔；41、第一内冷孔；42、第二内冷孔；43、第三内冷孔；431、锥面孔；5、冷却出口；6、调节阀门；61、锥面部；62、出气孔；63、主调节内孔；7、冷却螺钉；71、冷却通道；8、紧固螺钉。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1至图7所示，本实施例的带内冷结构的切削刀具，包括刀体1和切削刀片2，切削刀片2安装在刀体1的刀槽11内。刀体1设有进气孔3、内冷孔4、冷却出口5和调节阀门6，内冷孔4包括依次连通的第一内冷孔41、第二内冷孔42和第三内冷孔43，调节阀门6可移动的插接于第三内冷孔43内，第一内冷孔41的截面面积大于第二内冷孔42的截面面积，进气孔3与冷却出口5均与第一内冷孔41连通，冷却出口5朝向切削刀片2，冷却出口5的截面面积小于第二内冷孔42的截面面积。进气孔3位于第一内冷孔41的周向面上，且进气孔3的轴线与第一内冷孔41的轴线之间具有一定偏心距。从进气孔3的方向上看，进气孔3位于第一内冷孔41的一侧，而不位于第一内冷孔41的轴线上。

第三内冷孔43具有锥面孔431，调节阀门6具有可与锥面孔431配合的锥面部61，锥面部61上设有可被锥面孔431堵住的出气孔62。向内移动调节阀门6，锥面部61与锥面孔431贴近配合堵住出气孔62，向外移动调节阀门6，锥面部61与锥面孔431分离，出气孔62可用于将内冷孔4内的气体导出去。

当压缩空气沿着进气孔3进入第一内冷孔41后，会沿着第一内冷孔41的内壁旋转着充满整个第二内冷孔42，此时由于涡流管效应，压缩空气会沿着第二内冷孔42半径方向形成温度梯度，越靠第二内冷孔42内壁温度越高，越接近第二内冷孔42中心温度越低。温度较高的热空气通过调节阀门6排出刀具，而靠近中心的低温气体，则通过冷却出口5喷向切削刀片2，从而对刀片进行精确冷却。通过调节调节阀门6，可以控制热空气的流量，进而也会影响到低温气体的温度。文献表明，最低温度能够达到零下四十多摄氏度，具体取决于结构的参数。

本实施例中，进气孔3、第一内冷孔41、第二内冷孔42、冷却出口5均为圆孔。进气孔3的轴线与第一内冷孔41的轴线垂直。进气孔3的孔径小于第一内冷孔41的孔径，进气孔3与第一内冷孔41相内切。如图4和图5所示，目的是尽可能的使进气孔3进入第一内冷孔41的气体沿着第一内冷孔41的内壁旋转形成涡流。第一内冷孔41的长度小于第二内冷孔42的长度。

本实施例中，第一内冷孔41内设有冷却螺钉7，冷却螺钉7内设有冷却通道71，冷却出口5为冷却通道71的出口，冷却通道71的入口与第一内冷孔41连通，冷却螺钉7与第一内冷孔41之间为螺纹配合。冷却通道71的孔径远小于第二内冷孔42的孔径，目的是为使进入第一内冷孔41内旋转的空气会沿着第二内冷孔42的内壁继续旋转并充满第二内冷孔42，不会直接从冷却通道71以及冷却出口5喷出。冷却通道71、第一内冷孔41、第二内冷孔42以及第三内冷孔43同轴布置。

本实施例中，出气孔62设置四个，沿圆周方向均布在锥面部61上。调节阀门6具有主调节内孔63，出气孔62与主调节内孔63连通，热气经出气孔62从主调节内孔63流出。需要说明的是，在其他实施例中，出气孔62也可以少于四个或者多于四个。

本实施例中，调节阀门6与第三内冷孔43之间为螺纹配合，通过旋进旋出的方式使得锥面部61与锥面孔431贴合或者分离，从而控制出气孔62的开合。当调节阀门6沿着轴线旋进第三内冷孔43后，锥面部61可与锥面孔431完全贴合，此时锥面孔431堵塞了出气孔62，从而阻止了刀体1内的空气沿着出气孔62流出；而当调节阀门6沿着轴线旋出第三内冷孔43的过程中，锥面部61可与锥面孔431间的缝隙越来越大，空气通过出气孔62流通的阻碍越来越小。因此，可以通过旋转调节阀门6来调节空气通过出气孔62进出刀体1的速度。

本实施例中，切削刀片2通过紧固螺钉8固定在刀槽11内。

工作原理：

当压缩空气沿着进气孔3进入第一内冷孔41以后，由于进气孔3位于第一内冷孔41的一侧，空气会沿着孔第一内冷孔41的内壁旋转。由于冷却出口5的直径远小于第二内冷孔42，旋转的空气会沿着第二内冷孔42的内壁继续旋转并充满第二内冷孔42。由于涡流管效应的存在，旋转的空气沿第二内冷孔42的半径方向上形成温度梯度，即越靠近第二内冷孔42的内壁则温度越高，越接近第二内冷孔42中心轴线的空气温度越低。此时，接近第二内冷孔42内壁的温度较高的空气会流过锥面孔431与锥面部61之间的间隙(旋转调节阀门6使其移动至合适位置，以使锥面部61与锥面孔431分离，出气孔62处于打开状态)，通过出气孔62排出刀体1。而接近第二内冷孔42轴线的低温空气，则会通过位于同一轴线上的冷却螺钉7上的冷却通道71以及冷却出口5排出刀体1，由于冷却出口5的直指切削刀片2，因此低温空气可以对切削刀片2进行冷却，达到了对切削刀片2进行精确冷却的目的。

其中，通过旋转调节阀门6控制热空气的流量，可以达到调节低温空气的温度的目的。具体为，通过调节阀门6来控制流通出气孔62的空气占总空气的比例，通过出气孔62流出的热空气流量比例越大，则低温空气的温度越低，但同时低温空气的流量也变小。热空气的流量越小，低温空气的温度越高，逐渐接近通入的压缩空气温度，与此同时，低温空气的流量也逐渐增大。当热空气的流量为零时(将调节阀门6完全关闭，锥面部61与锥面孔431完全贴合从而导致空气无法流出)，压缩空气完全通过冷却螺钉7上的冷却通道71流出，此时失去涡流管效应，流出的空气温度和流量与进入的压缩空气一致。调节阀门6的出气孔62完全打开，热空气流量最大，调节阀门6的出气孔62完全堵住，热空气完全堵住流量为零。

本实用新型的内冷结构，能够利用普通压缩空气满足低温空气的供给，并且温度在一定范围内可调，从而满足了不同的实际需求。该内冷结构简单，易于维护的同时，还能将冷却空气精确输送到刀尖部分，从而实现了精确冷却的目的。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种带内冷结构的切削刀具，包括刀体(1)和切削刀片(2)，所述切削刀片(2)安装在刀体(1)的刀槽(11)内，其特征在于：所述刀体(1)设有进气孔(3)、内冷孔(4)、冷却出口(5)和调节阀门(6)，所述内冷孔(4)包括依次连通的第一内冷孔(41)、第二内冷孔(42)和第三内冷孔(43)，所述调节阀门(6)可移动的插接于第三内冷孔(43)内，所述第一内冷孔(41)的截面面积大于第二内冷孔(42)的截面面积，所述进气孔(3)与冷却出口(5)均与第一内冷孔(41)连通，所述冷却出口(5)朝向切削刀片(2)，所述冷却出口(5)的截面面积小于第二内冷孔(42)的截面面积，所述进气孔(3)位于第一内冷孔(41)的周向面上，且进气孔(3)的轴线与第一内冷孔(41)的轴线之间具有一定偏心距，所述第三内冷孔(43)具有锥面孔(431)，所述调节阀门(6)具有可与锥面孔(431)配合的锥面部(61)，所述锥面部(61)上设有可被锥面孔(431)堵住的出气孔(62)。

2.根据权利要求1所述的带内冷结构的切削刀具，其特征在于：所述进气孔(3)的孔径小于第一内冷孔(41)的孔径，所述进气孔(3)与第一内冷孔(41)相内切。

3.根据权利要求1所述的带内冷结构的切削刀具，其特征在于：所述进气孔(3)的轴线与第一内冷孔(41)的轴线垂直。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的带内冷结构的切削刀具，其特征在于：所述第一内冷孔(41)内设有冷却螺钉(7)，所述冷却螺钉(7)内设有冷却通道(71)，所述冷却出口(5)为冷却通道(71)的出口，所述冷却通道(71)的入口与第一内冷孔(41)连通，所述冷却螺钉(7)与第一内冷孔(41)之间为螺纹配合。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的带内冷结构的切削刀具，其特征在于：所述出气孔(62)设置多个，沿圆周方向均布在锥面部(61)上。

6.根据权利要求1至3任意一项所述的带内冷结构的切削刀具，其特征在于：所述调节阀门(6)与第三内冷孔(43)之间为螺纹配合。

7.根据权利要求1至3任意一项所述的带内冷结构的切削刀具，其特征在于：所述调节阀门(6)具有主调节内孔(63)，所述出气孔(62)与所述主调节内孔(63)连通。

8.根据权利要求1至3任意一项所述的带内冷结构的切削刀具，其特征在于：所述第一内冷孔(41)的长度小于第二内冷孔(42)的长度。

9.根据权利要求4所述的带内冷结构的切削刀具，其特征在于：所述冷却通道(71)、第一内冷孔(41)、第二内冷孔(42)以及第三内冷孔(43)同轴布置。

10.根据权利要求1至3任意一项所述的带内冷结构的切削刀具，其特征在于：所述切削刀片(2)通过紧固螺钉(8)固定在刀槽(11)内。

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