一種高速切削刀具的散熱裝置及其散熱方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及機床加工技術領域，尤其是一種高速切削刀具的散熱裝置及其散熱方法。
【背景技術】
[0002]在機床加工過程中，由于刀具和加工件的高速摩擦，會產生大量的熱量，為了保持刀具的良好切削能力以及加工件的切削質量，需要對摩擦生熱進行散熱處理。其中，中國發明專利CN 102501132 B公開了一種噴霧散熱裝置，是現有技術中較為先進的一種散熱裝置。但是，在大深度的切削加工時，冷卻切削液不易進入內部的切削工作，使得這種噴霧散熱裝置的散熱效果變差，而現有技術的刀具內部冷卻裝置又無法提供足夠的散熱傳導效率，使得這一技術問題一直困擾著機床加工企業。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是提供一種高速切削刀具的散熱裝置及其散熱方法，能夠解決現有技術的不足，有效改善了大深度切削時的散熱效果。
[0004]為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案如下。
[0005]一種高速切削刀具的散熱裝置，包括刀具本體，刀具本體內設置有冷卻腔室，刀具本體的外側設置有噴霧裝置，所述冷卻腔室內設置有第一冷卻管和第二冷卻管，第一冷卻管與第二冷卻管平行設置，第一冷卻管位于第二冷卻管的外側，冷卻腔室內充有導熱油，冷卻腔室頂部設置有蒸發腔體，第一冷卻管的部分管體位于蒸發腔體內，蒸發腔體上設置有若干個通孔，噴霧裝置的噴射方向朝向蒸發腔體，第一冷卻管朝向第二冷卻管的方向上設置有第一金屬彈片，第一金屬彈片的頂部連接有金屬內套，第二冷卻管背向第一冷卻管的方向上設置有第二金屬彈片，第二金屬彈片的頂部連接有金屬外套，金屬外套上設置有通槽，金屬外套通過通槽插接在第二冷卻管的外側，金屬外套的頂部與金屬內套的頂部滑動插接在一起，通孔的底部設置在刀具本體的側壁上，通孔的下方連接有導流槽，第一冷卻管與第二冷卻管上分別設置有一個變頻循環泵。
[0006]作為優選，所述第一冷卻管與第二冷卻管的內徑之比為1:3，第一冷卻管和第二冷卻管之間的距離與第一冷卻管的外徑相等，第一冷卻管和第二冷卻管的壁厚為0.1mm?
0.15mm,蒸發腔體的壁厚為0.8mm?1mm，通孔的內徑為0.25mm?0.35mm。
[0007]作為優選，所述通孔內設置有U形彎，U形彎的上方為直線部，U形彎的下方為曲線部。
[0008]作為優選，所述噴霧裝置包括進液管，進液管連接有外套管，外套管內部設置有內套管，內套管的外側壁設置有若干個進液孔與外套管相連通，內套管內設置有霧化機構，內套管的出口位于外套管外側。
[0009]作為優選，所述霧化機構包括若干個螺桿，螺桿軸接于內套管內，相鄰兩個螺桿之間設置有一排彈性金屬片，彈性金屬片之間保留有空隙，相鄰的螺桿和彈性金屬片之間過盈配合，同一排彈性金屬片兩側的螺桿的旋轉方向相反。
[0010]作為優選，所述第一金屬彈片的膨脹系數大于第二金屬彈片的膨脹系數。
[0011]作為優選，所述螺桿的外側均勻設置有若干個撥片，彈性金屬片上設置有斜孔，彈性金屬片的表面設置有鋸齒層，斜孔與鋸齒層的夾角為90°，撥片與鋸齒層相接觸。
[0012]一種用于上述的高速切削刀具的散熱裝置的散熱方法，包括以下步驟:
A、在第一冷卻管和第二冷卻管內分別充有第一冷卻液和第二冷卻液，并通過變頻循環泵在第一冷卻管和第二冷卻管內進行循環，同時噴霧裝置使用切削液對蒸發腔體進行噴射；
B、第一冷卻管內的第一冷卻液流量隨著切削位置的溫度的變化而變化，第二冷卻管內的第二冷卻液流量隨著導熱油溫度的變化而變化，噴霧裝置的噴射量隨著第一冷卻液的溫度變化而變化；
C、切削結束后，停止第一冷卻液的循環，并同時保持第二冷卻液循環和切削液的正常噴射，經過延時后全部停止。
[0013]采用上述技術方案所帶來的有益效果在于:本發明解決了現有技術中噴霧冷卻無法深入切削工作面的問題，通過切削液在蒸發腔體內產生的蒸發，使得切削液可以更多的進入切削工作面，同時利用切削液的蒸發，可以使得第一冷卻管內的平均溫度降低，從而提高刀具內部冷卻循環的熱傳導效率。在第一冷卻管和第二冷卻管之間設置的金屬內套和金屬外套可以有效地進行熱量傳導，從而降低了冷卻液流量控制的滯后性。噴霧裝置可以實現液態與霧態的結合噴射，并利用切削液的高速流動所帶來的負壓帶動霧態切削液的噴出。相比起普通的超聲波霧化裝置或者霧化噴頭，本發明提供的噴霧裝置可以提供較大流量的切削液噴射劑量，霧化水平適中，適合與蒸發腔體相配合從而達到良好的噴射蒸發效果O
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明一個【具體實施方式】的結構圖。
[0015]圖2是本發明一個【具體實施方式】中冷卻腔室的結構圖。
[0016]圖3是本發明一個【具體實施方式】中通孔的結構圖圖4是本發明一個【具體實施方式】中導流槽的結構圖。
[0017]圖5是本發明一個【具體實施方式】中彈性金屬片的結構圖。
[0018]圖中:1、刀具本體；2、冷卻腔室；3、噴霧裝置；4、第一冷卻管；5、第二冷卻管；6、蒸發腔體；7、通孔；8、第一金屬彈片；9、金屬內套；10、第二金屬彈片；11、金屬外套；12、通槽；13、導流槽；14、調整桿；15、U形彎；16、直線部；17、曲線部；18、進液管；19、外套管；20、內套管；21、進液孔；22、螺桿；23、彈性金屬片；24、撥片；25、鋸齒層；26、斜孔；27、折流板；28、狹縫；29、擋板。
【具體實施方式】
[0019]本發明中使用到的標準零件均可以從市場上購買，異形件根據說明書的和附圖的記載均可以進行訂制，各個零件的具體連接方式均采用現有技術中成熟的螺栓、鉚釘、焊接、粘貼等常規手段，在此不再詳述。
[0020]參照圖1-5，本發明一個【具體實施方式】包括刀具本體I，刀具本體I內設置有冷卻腔室2，刀具本體I的外側設置有噴霧裝置3，所述冷卻腔室2內設置有第一冷卻管4和第二冷卻管5，第一冷卻管4與第二冷卻管5平行設置，第一冷卻管4位于第二冷卻管5的外偵牝冷卻腔室2內充有導熱油，冷卻腔室2頂部設置有蒸發腔體6，第一冷卻管4的部分管體位于蒸發腔體6內，蒸發腔體6上設置有若干個通孔7，噴霧裝置3的噴射方向朝向蒸發腔體6，第一冷卻管4朝向第二冷卻管5的方向上設置有第一金屬彈片8，第一金屬彈片8的頂部連接有金屬內套9，第二冷卻管5背向第一冷卻管4的方向上設置有第二金屬彈片10，第二金屬彈片10的頂部連接有金屬外套11，金屬外套11上設置有通槽12，金屬外套11通過通槽12插接在第二冷卻管5的外側，金屬外套11的頂部與金屬內套9的頂部滑動插接在一起，通孔7的底部設置在刀具本體I的側壁上，通孔7的下方連接有導流槽13，第一冷卻管4與第二冷卻管5上分別設置有一個變頻循環泵(圖中未示出)。第一冷卻管4的內徑為2.5_，第二冷卻管5的內徑為7.5_，第一冷卻管4和第二冷卻管5之間的距離與第一冷卻管4的外徑相等，第一冷卻管4的壁厚為0.12mm，第二冷卻管5的壁厚為0.15mm，蒸發腔體6的壁厚為0.8_，通孔7的內徑為0.3_。通孔7內設置有U形彎15，U形彎15的上方為直線部16，U形彎15的下方為曲線部17。噴霧裝置3包括進液管18，進液管18連接有外套管19，外套管19內部設置有內套管20，內套管20的外側壁設置有若干個進液孔21與外套管19相連通，內套管20內設置有霧化機構，內套管20的出口位于外套管19外側。霧化機構包括若干個螺桿22，螺桿22軸接于內套管20內，相鄰兩個螺桿22之間設置有一排彈性金屬片23，彈性金屬片23之間保留有空隙，相鄰的螺桿22和彈性金屬片23之間過盈配合，同一排彈性金屬片23兩側的螺桿22的旋轉方向相反。螺桿22的外側均勻設置有若干個撥片24，彈性金屬片23上設