[发明专利]一种高速切削刀具的散热装置及其散热方法

说明书

技术领域

本发明涉及机床加工技术领域，尤其是一种高速切削刀具的散热装置及其散热方法。

背景技术

在机床加工过程中，由于刀具和加工件的高速摩擦，会产生大量的热量，为了保持刀具的良好切削能力以及加工件的切削质量，需要对摩擦生热进行散热处理。其中，中国发明专利CN 102501132 B公开了一种喷雾散热装置，是现有技术中较为先进的一种散热装置。但是，在大深度的切削加工时，冷却切削液不易进入内部的切削工作，使得这种喷雾散热装置的散热效果变差，而现有技术的刀具内部冷却装置又无法提供足够的散热传导效率，使得这一技术问题一直困扰着机床加工企业。

发明内容                                   

本发明要解决的技术问题是提供一种高速切削刀具的散热装置及其散热方法，能够解决现有技术的不足，有效改善了大深度切削时的散热效果。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种高速切削刀具的散热装置，包括刀具本体，刀具本体内设置有冷却腔室，刀具本体的外侧设置有喷雾装置，所述冷却腔室内设置有第一冷却管和第二冷却管，第一冷却管与第二冷却管平行设置，第一冷却管位于第二冷却管的外侧，冷却腔室内充有导热油，冷却腔室顶部设置有蒸发腔体，第一冷却管的部分管体位于蒸发腔体内，蒸发腔体上设置有若干个通孔，喷雾装置的喷射方向朝向蒸发腔体，第一冷却管朝向第二冷却管的方向上设置有第一金属弹片，第一金属弹片的顶部连接有金属内套，第二冷却管背向第一冷却管的方向上设置有第二金属弹片，第二金属弹片的顶部连接有金属外套，金属外套上设置有通槽，金属外套通过通槽插接在第二冷却管的外侧，金属外套的顶部与金属内套的顶部滑动插接在一起，通孔的底部设置在刀具本体的侧壁上，通孔的下方连接有导流槽，第一冷却管与第二冷却管上分别设置有一个变频循环泵。

作为优选，所述第一冷却管与第二冷却管的内径之比为1:3，第一冷却管和第二冷却管之间的距离与第一冷却管的外径相等，第一冷却管和第二冷却管的壁厚为0.1mm～0.15mm，蒸发腔体的壁厚为0.8mm～1mm，通孔的内径为0.25mm～0.35mm。

作为优选，所述通孔内设置有U形弯，U形弯的上方为直线部，U形弯的下方为曲线部。

作为优选，所述喷雾装置包括进液管，进液管连接有外套管，外套管内部设置有内套管，内套管的外侧壁设置有若干个进液孔与外套管相连通，内套管内设置有雾化机构，内套管的出口位于外套管外侧。

作为优选，所述雾化机构包括若干个螺杆，螺杆轴接于内套管内，相邻两个螺杆之间设置有一排弹性金属片，弹性金属片之间保留有空隙，相邻的螺杆和弹性金属片之间过盈配合，同一排弹性金属片两侧的螺杆的旋转方向相反。

作为优选，所述第一金属弹片的膨胀系数大于第二金属弹片的膨胀系数。

作为优选，所述螺杆的外侧均匀设置有若干个拨片，弹性金属片上设置有斜孔，弹性金属片的表面设置有锯齿层，斜孔与锯齿层的夹角为90°，拨片与锯齿层相接触。

一种用于上述的高速切削刀具的散热装置的散热方法，包括以下步骤：

A、在第一冷却管和第二冷却管内分别充有第一冷却液和第二冷却液，并通过变频循环泵在第一冷却管和第二冷却管内进行循环，同时喷雾装置使用切削液对蒸发腔体进行喷射；

B、第一冷却管内的第一冷却液流量随着切削位置的温度的变化而变化，第二冷却管内的第二冷却液流量随着导热油温度的变化而变化，喷雾装置的喷射量随着第一冷却液的温度变化而变化；

C、切削结束后，停止第一冷却液的循环，并同时保持第二冷却液循环和切削液的正常喷射，经过延时后全部停止。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明解决了现有技术中喷雾冷却无法深入切削工作面的问题，通过切削液在蒸发腔体内产生的蒸发，使得切削液可以更多的进入切削工作面，同时利用切削液的蒸发，可以使得第一冷却管内的平均温度降低，从而提高刀具内部冷却循环的热传导效率。在第一冷却管和第二冷却管之间设置的金属内套和金属外套可以有效地进行热量传导，从而降低了冷却液流量控制的滞后性。喷雾装置可以实现液态与雾态的结合喷射，并利用切削液的高速流动所带来的负压带动雾态切削液的喷出。相比起普通的超声波雾化装置或者雾化喷头，本发明提供的喷雾装置可以提供较大流量的切削液喷射剂量，雾化水平适中，适合与蒸发腔体相配合从而达到良好的喷射蒸发效果。

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式的结构图。