專利名稱：可調(diào)式干切削渦流氣動(dòng)冷卻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種切削加工附屬設(shè)備，特別涉及一種可調(diào)式干切削渦流氣動(dòng) 冷卻器。
背景技術(shù)：
金屬切削是機(jī)械行業(yè)較為常見的加工方式。金屬切削是利用刀具與工件之 間的相對(duì)高速運(yùn)動(dòng)，工件和刀具之間由于在切削過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較高的溫度，因 而降低刀具的使用壽命并影響工件的加工精度，甚至?xí)绊憴C(jī)床精度。因此， 切削過(guò)程中需要對(duì)刀頭和工件表面進(jìn)行冷卻。
現(xiàn)有技術(shù)中，切削過(guò)程中比較普遍使用的冷卻方式為通過(guò)切削液冷卻(濕 式冷卻)，由于切削液能夠及時(shí)帶走切削產(chǎn)生的熱量并能沖走切削屑，因而能夠 較好的保證刀具的使用壽命并能夠保證切削精度。但是，切削液的使用需要有 完善的供液設(shè)備和后續(xù)處理，使用成本較高，切削液和切削屑分離困難，并且 切削液對(duì)環(huán)境不可避免的造成污染。
為解決以上問(wèn)題，在一些較容易切削材料的切削中，使用干式切削的方法。 特別是對(duì)鋁合金和銅等軟金屬的切削，因?yàn)榍邢鳒囟认鄬?duì)較低，因而可采用干 式切削工藝。干式切削過(guò)程中，為了避免干式切削出現(xiàn)切屑熔焊等問(wèn)題，需要 進(jìn)行冷卻。現(xiàn)有技術(shù)一般采用壓縮空氣對(duì)刀頭和工件進(jìn)行風(fēng)冷，然而，當(dāng)高速 切削鋁合金等金屬，用簡(jiǎn)單的壓縮空氣進(jìn)行斷屑、排屑和冷卻是不夠的。
為了既能保證壓縮空氣的噴出速度又能保證較低的溫度，出現(xiàn)了一種干式 切削冷卻器，通過(guò)使壓縮空氣產(chǎn)生渦流，將熱空氣分離，使冷氣從噴嘴噴出對(duì)刀頭和工件進(jìn)行冷卻。此種結(jié)構(gòu)的冷卻器雖然能夠冷卻刀頭和工件，但是由于 渦流后排出熱氣具有分壓過(guò)程，因而會(huì)降低壓縮空氣的壓力，對(duì)于斷屑、排屑 不利，不能完全清除工件和刀頭表面的切削屑，影響切削過(guò)程的正常進(jìn)行。
因此，需要對(duì)現(xiàn)有的干式切削冷卻器進(jìn)行改進(jìn)，能夠提供溫度較低的冷卻 空氣，迅速帶走刀頭和工件由于切削產(chǎn)生的熱量，保證刀頭壽命和工件的加工 質(zhì)量，還能保證較徹底的清除表面切削屑，并具有斷屑功能，從而保證工件的 加工精度和加工效率。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種可調(diào)式干切削渦流氣動(dòng)冷卻器，能夠提供溫度較 低的冷卻空氣，迅速帶走刀頭和工件由于切削產(chǎn)生的熱量，保證刀頭壽命和工件 的加工質(zhì)量，還能保證較徹底的清除表面切削屑，并具有斷屑功能，從而保證工 件的加工精度和加工效率。
本發(fā)明的可調(diào)式干切削渦流氣動(dòng)冷卻器，包括旋流裝置和噴嘴，所述旋流 裝置包括旋流器和內(nèi)管，所述內(nèi)管外部設(shè)置熱氣排出通道，所述旋流器設(shè)置壓 縮氣進(jìn)口、旋流氣出口和沿軸向設(shè)置在旋流器中心的冷氣出口，旋流氣出口與 內(nèi)管連通，所述冷氣出口連通于內(nèi)管和噴嘴之間，所述內(nèi)管與熱氣排出通道之 間設(shè)置針形調(diào)節(jié)閥，針形調(diào)節(jié)閥進(jìn)氣口連通內(nèi)管，出氣口連通熱氣排出通道； 所述冷氣出口通過(guò)氣流加速裝置與噴嘴連通，所述氣流加速裝置包括沿氣流方 向依次設(shè)置的擴(kuò)壓通道、螺旋穩(wěn)流管和加速通道，所述擴(kuò)壓通道和加速通道為 大頭相對(duì)設(shè)置的文丘里管結(jié)構(gòu)，所述螺旋穩(wěn)流管的管壁內(nèi)表面設(shè)置縱向螺旋槽。 進(jìn)一歩，所述熱氣排出通道的外部設(shè)置散熱翅片；
進(jìn)一步，還包括芯軸，芯軸外圓固定設(shè)置外殼并通過(guò)外殼與內(nèi)管固定連接，
所述芯軸前端與氣流加速裝置固定連接，旋流器一體設(shè)置在芯軸后端，壓縮氣 進(jìn)口沿徑向貫穿外殼和芯軸連通旋流器的旋流通道，冷氣出口沿軸向設(shè)置在芯軸內(nèi)；
進(jìn)一步，所述針型調(diào)節(jié)閥的閥體固定設(shè)置在內(nèi)管尾端，所述針型調(diào)節(jié)閥的 進(jìn)氣口與內(nèi)管軸心相對(duì)沿軸向設(shè)置在閥體內(nèi)，針型調(diào)節(jié)閥的閥芯一體設(shè)置閥桿， 閥桿外圓套有回位彈簧，所述回位彈簧前端頂住閥桿上設(shè)置的環(huán)形凸臺(tái)，尾端 頂住閥蓋；閥桿延伸出閥蓋的端部設(shè)置手動(dòng)調(diào)壓冒；
進(jìn)一歩，所述氣流加速裝置的擴(kuò)壓通道設(shè)置在芯軸內(nèi)，螺旋穩(wěn)流管與芯軸 固定連接并且進(jìn)氣端與擴(kuò)壓通道相連通；加速通道設(shè)置在一柱形塊內(nèi)，柱形塊 嵌合在螺旋穩(wěn)流管出氣端；
進(jìn)一步，所述內(nèi)管的管壁橫截面為十字形結(jié)構(gòu)，散熱翅片設(shè)置在基板上， 所述基板圍在內(nèi)管管壁外部并與內(nèi)管管壁之間形成熱氣排出通道；
進(jìn)一步，所述氣流加速裝置與噴嘴之間通過(guò)高壓軟管連通；
進(jìn)一步，所述氣流加速裝置噴嘴內(nèi)孔為一錐孔。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的可調(diào)式干切削渦流氣動(dòng)冷卻器，在冷氣至噴 嘴的通道上設(shè)置氣流加速裝置，能夠?qū)ξ闪骼錃膺M(jìn)行擴(kuò)壓、穩(wěn)定氣束和加速， 提供溫度較低，并且壓力大流速較高的冷卻空氣，通過(guò)噴嘴內(nèi)孔收縮內(nèi)聚為一 束壓力大流速高的細(xì)小射流射出，碰撞刀頭和工件后在吹走切削碎屑的同時(shí)， 迅速帶走于切削產(chǎn)生的熱量，保證刀頭壽命和工件的加工質(zhì)量，還能保證較徹 底的清除機(jī)床工作臺(tái)和工件表面切削碎屑，機(jī)床工作臺(tái)的散熱，并具有斷屑功 育g，從而在保證丄件的加工精度和加工效率，還能長(zhǎng)期保持機(jī)床工作臺(tái)的精度； 針對(duì)不同的工況可調(diào)節(jié)針型調(diào)節(jié)閥開度調(diào)節(jié)壓力，使用簡(jiǎn)單方便，節(jié)約能源。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一歩描述。 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1沿A-A向剖視6圖3為旋流器立體結(jié)構(gòu)圖4為螺旋穩(wěn)流管結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1沿A-A向剖視圖，圖3為旋流器 立體結(jié)構(gòu)圖，圖4為螺旋穩(wěn)流管結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示本實(shí)施例的可調(diào)式干 切削渦流氣動(dòng)冷卻器，包括旋流裝置和噴嘴l，所述旋流裝置包括旋流器10和 內(nèi)管14，所述內(nèi)管14外部設(shè)置熱氣排出通道12，所述旋流器10設(shè)置壓縮氣進(jìn) 口 9、旋流氣出口 101和沿軸向設(shè)置在旋流器10中心的冷氣出口 11，旋流氣出 口 101與內(nèi)管14連通，所述冷氣出口 11連通于內(nèi)管14和噴嘴1之間，所述內(nèi) 管14與熱氣排出通道12之間設(shè)置針形調(diào)節(jié)閥，針形調(diào)節(jié)閥進(jìn)氣口 21連通內(nèi)管 14，出氣口 20連通熱氣排出通道12;所述冷氣出口 ll通過(guò)氣流加速裝置與噴 嘴1連通，所述氣流加速裝置包括沿氣流方向依次設(shè)置的擴(kuò)壓通道8、螺旋穩(wěn) 流管5和加速通道4，所述擴(kuò)壓通道8和加速通道4為大頭相對(duì)設(shè)置的文丘里 管結(jié)構(gòu)，所述螺旋穩(wěn)流管5的管壁內(nèi)表面設(shè)置縱向螺旋槽51。
本實(shí)施例中，所述熱氣排出通道12的外部設(shè)置散熱翅片13;能夠降低排出
熱氣的溫度，防止熱氣對(duì)內(nèi)管內(nèi)的氣體散熱造成阻礙，保證內(nèi)管中心的壓縮氣
體具有較低溫度。
本實(shí)施例中，還包括芯軸6，芯軸6外圓固定設(shè)置外殼7并通過(guò)外殼7與內(nèi) 管14固定連接，所述芯軸6前端與氣流加速裝置固定連接，旋流器10 —體設(shè) 置在芯軸6后端(這里的前端后端是以氣體流向?yàn)閰⒄?，前端是指與氣流方向 一致的一端)，壓縮氣進(jìn)口 9沿徑向貫穿外殼7和芯軸6連通旋流器10的旋流 通道，冷氣出口 U沿軸向設(shè)置在芯軸6內(nèi)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，安裝和拆卸方便。
本實(shí)施例中，所述針型調(diào)節(jié)閥的閥體15固定設(shè)置在內(nèi)管14尾端，所述針 型調(diào)節(jié)閥的進(jìn)氣口 21與內(nèi)管14軸心相對(duì)沿軸向設(shè)置在閥體15內(nèi)(本結(jié)構(gòu)屮， 閥休15設(shè)置成端蓋結(jié)構(gòu)，并采用兩個(gè)端蓋并列設(shè)置，利于加工內(nèi)部氣休通道，方便拆裝)，針型調(diào)節(jié)閾的閥芯16—體設(shè)置閥桿22，閥桿22外圓套有回位彈簧 18，所述回位彈簧18前端頂住閥桿22上設(shè)置的環(huán)形凸臺(tái)，尾端頂住閥蓋23， 閥蓋23旋在壓塊17上；閥桿22延伸出閥蓋23的端部設(shè)置手動(dòng)調(diào)壓冒19;使 用時(shí)，可方便通過(guò)手動(dòng)調(diào)整排氣大小，適用于不同的工作場(chǎng)合。
本實(shí)施例中，所述氣流加速裝置的擴(kuò)壓通道8設(shè)置在芯軸6內(nèi)，螺旋穩(wěn)流 管5與芯軸6固定連接并且進(jìn)氣端與擴(kuò)壓通道8相連通；本實(shí)施例中，加速通 道4也設(shè)置在一柱形塊41內(nèi)，柱形塊41嵌合在螺旋穩(wěn)流管5出氣端，組合后 形成完整的氣流加速裝置，加工容易，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝拆卸方便，節(jié)約成本。
本實(shí)施例中，所述內(nèi)管14的管壁橫截面為十字形結(jié)構(gòu)141，散熱翅片13 設(shè)置在基板131上，所述基板131圍在內(nèi)管14管壁外部并與內(nèi)管14管壁之間 形成熱氣排出通道12;十字形結(jié)構(gòu)141的肋板助于快速散熱，并支撐基板131， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，以較小的結(jié)構(gòu)達(dá)到較好的散熱效果。
本實(shí)施例中，所述氣流加速裝置與噴嘴1之間通過(guò)高壓軟管2連通，本實(shí) 施例中高壓軟管2與氣流加速裝置通過(guò)接頭3連接；適用于不同的方位使用； 所述氣流加速裝置噴嘴1內(nèi)孔為一錐孔；氣流通過(guò)噴嘴1內(nèi)孔聚攏為一束射流 噴出。
本發(fā)明使用時(shí)，壓縮氣體經(jīng)旋流器渦流處理后，渦流氣的中心為冷空氣， 周圍熱氣經(jīng)調(diào)節(jié)閥(通過(guò)壓縮空氣自動(dòng)推開)排至熱氣排出通道并排出，渦流 中心氣體經(jīng)冷氣出口進(jìn)入擴(kuò)壓通道，擴(kuò)壓并通過(guò)螺旋穩(wěn)流管將紊流狀態(tài)的氣體 旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定，后經(jīng)縮口加速通道加速至噴嘴噴出；由于經(jīng)過(guò)穩(wěn)流和加速，噴嘴噴 出的冷氣高速并且直線性好，不但冷卻效果好，而且斷屑和排屑徹底。
最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管 參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解， 可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的 宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)式干切削渦流氣動(dòng)冷卻器，包括旋流裝置和噴嘴，所述旋流裝置包括旋流器和內(nèi)管，所述內(nèi)管外部設(shè)置熱氣排出通道，所述旋流器設(shè)置壓縮氣進(jìn)口、旋流氣出口和沿軸向設(shè)置在旋流器中心的冷氣出口，旋流氣出口與內(nèi)管連通，所述冷氣出口連通于內(nèi)管和噴嘴之間，其特征在于所述內(nèi)管與熱氣排出通道之間設(shè)置針形調(diào)節(jié)閥，針形調(diào)節(jié)閥進(jìn)氣口連通內(nèi)管，出氣口連通熱氣排出通道；所述冷氣出口通過(guò)氣流加速裝置與噴嘴連通，所述氣流加速裝置包括沿氣流方向依次設(shè)置的擴(kuò)壓通道、螺旋穩(wěn)流管和加速通道，所述擴(kuò)壓通道和加速通道為大頭相對(duì)設(shè)置的文丘里管結(jié)構(gòu)，所述螺旋穩(wěn)流管的管壁內(nèi)表面設(shè)置縱向螺旋槽。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)式干切削渦流氣動(dòng)冷卻器，其特征在于所述熱氣排出通道的外部設(shè)置散熱翅片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可調(diào)式干切削渦流氣動(dòng)冷卻器，其特征在于還包括芯軸，芯軸外圓固定設(shè)置外殼并通過(guò)外殼與內(nèi)管固定連接，所述芯軸前端與氣流加速裝置固定連接，旋流器一體設(shè)置在芯軸后端，壓縮氣進(jìn)口沿徑向貫穿外殼和芯軸連通旋流器的旋流通道，冷氣出口沿軸向設(shè)置在芯軸內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可調(diào)式干切削渦流氣動(dòng)冷卻器，其特征在于所述針型調(diào)節(jié)閥的閥體同定設(shè)置在內(nèi)管尾端，所述針型調(diào)節(jié)閥的進(jìn)氣口與內(nèi)管軸心相對(duì)沿軸向設(shè)置在閥體內(nèi)，針型調(diào)節(jié)閥的閥芯一體設(shè)置閥桿，閥桿外圓套有回位彈簧，所述回位彈簧前端頂住閥桿上設(shè)置的環(huán)形凸臺(tái)，尾端頂住閥蓋；閥桿延伸出閥蓋的端部設(shè)置手動(dòng)調(diào)壓冒。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的可調(diào)式干切削渦流氣動(dòng)冷卻器，其特征在于所述氣流加速裝置的擴(kuò)壓通道設(shè)置在芯軸內(nèi)，螺旋穩(wěn)流管與芯軸固定連接并且進(jìn)氣端與擴(kuò)壓通道相連通；加速通道設(shè)置在一柱形塊內(nèi)，柱形塊嵌合在螺旋穩(wěn)流管出氣端。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的可調(diào)式干切削渦流氣動(dòng)冷卻器，其特征在于所 述內(nèi)管的管壁橫截面為十字形結(jié)構(gòu)，散熱翅片鑲嵌在基板上，所述基板圍在內(nèi) 管管壁外部并與內(nèi)管管壁之間形成熱氣排出通道。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的可調(diào)式干切削渦流氣動(dòng)冷卻器，其特征在于所述氣流加速裝置與噴嘴之間通過(guò)高壓軟管連通。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的可調(diào)式干切削渦流氣動(dòng)冷卻器，其特征在于所述氣流加速裝置噴嘴內(nèi)孔為一錐孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可調(diào)式干切削渦流氣動(dòng)冷卻器，在現(xiàn)有的渦流式冷卻器的內(nèi)管與熱氣排出通道之間設(shè)置針形調(diào)節(jié)閥，冷氣出口通過(guò)氣流加速裝置與噴嘴連通，氣流加速裝置包括沿氣流方向依次設(shè)置的擴(kuò)壓通道、螺旋穩(wěn)流管和加速通道，擴(kuò)壓通道和加速通道為大頭相對(duì)設(shè)置的文丘里管結(jié)構(gòu)，螺旋穩(wěn)流管的管內(nèi)壁上設(shè)置縱向螺旋槽，本發(fā)明能夠?qū)ξ闪骼錃膺M(jìn)行擴(kuò)壓、穩(wěn)定氣束和加速，提供溫度較低并且流速較高的冷卻空氣，迅速帶走刀頭和工件由于切削產(chǎn)生的熱量，保證刀頭壽命和工件的加工質(zhì)量，還能保證較徹底的清除表面切削屑，并具有斷屑功能，從而保證工件的加工精度和加工效率；針對(duì)不同的工況可調(diào)節(jié)針型調(diào)節(jié)閥開度，使用簡(jiǎn)單方便，節(jié)約能源。
文檔編號(hào)B23Q11/10GK101670530SQ200910190969
公開日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月24日
發(fā)明者張慧堅(jiān), 王宗明, 薛榮生 申請(qǐng)人:玉環(huán)縣坎門機(jī)床廠