阅读说明：本技术 外冷转内冷刀柄及外冷转内冷刀柄组件 (Outer cold interior cold handle of a knife and outer cold interior cold handle of a knife subassembly that changes of outer cold ) 是由 颜炳姜 李伟秋 于 2019-09-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种外冷转内冷刀柄及外冷转内冷刀柄组件,外冷转内冷刀柄包括刀柄本体、定位环、轴承座、轴承、定位柱、弹性件及换刀块,当需要将装配或取下刀柄本体,机械手抓取刀柄本体,使刀柄本体伸入或脱出主轴,向下或向下作用定位柱,第一卡位部与第二卡位部松开或卡合,实现刀柄本体自由转动或被限位。通过内冷刀具的方式实现内冷润滑,而且通过定位环上的第一卡位部与定位柱上的第二卡位部实现定位,达到快速更换刀柄的目的,避免人工调节喷嘴的位置或喷射角度,提高效率以降低人工成本,且保证产品质量稳定性。(The invention relates to an external-cooling-to-internal-cooling tool handle and an external-cooling-to-internal-cooling tool handle assembly. The mode through interior cold cutter realizes interior cold lubrication, realizes the location through first screens portion on the holding ring and the second screens portion on the reference column moreover, reaches the purpose of quick replacement handle of a knife, avoids the position or the spray angle of artifical regulation nozzle, raises the efficiency in order to reduce the cost of labor, and guarantees product quality stability.)

外冷转内冷刀柄及外冷转内冷刀柄组件

技术领域

本发明涉及切削加工技术领域，特别是涉及一种外冷转内冷刀柄及外冷转内冷刀柄。

背景技术

目前，现有的微量润滑系统在机床加工中普遍采用外置式喷嘴进行油雾喷射润滑，通过操作人员手动调整单个或多个喷嘴与工件及刀具之间的角度和距离，以达到所需求的润滑冷却效果。但是这种采用外置式喷嘴进行润滑的方式仅仅适用于常规的铣削、浅深度的钻削等，而对于一些深孔加工，或者深槽铣削加工，此润滑方式很难对刀尖进润滑，从而使刀具的寿命大幅度降低，工件的加工质量也会大受影响。

此外，一个零件在加工过程中，一般有多道工序，需要频繁换刀，而且常常出现的情况是，每把刀的装刀长度不一，甚到每把刀柄的长度也是不一样的，为了使加工过程中的润滑达到较好的效果，需要每换一把刀，就停机，手动去调节一次喷嘴的位置或喷射角度。这样导致的结果是，效率低下，人工成本增加，另外人工调节很难保证一致性，存在不确定性，从而使得每把的冷却效果可能不一样，也就无法保证产品质量的稳定性。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种可以提高效率以降低人工成本，且保证产品质量稳定性的外冷转内冷刀柄及外冷转内冷刀柄组件。

一种外冷转内冷刀柄，包括：

刀柄本体，所述刀柄本体的内部开设有连通孔及装夹孔，所述连通孔与所述装夹孔相连通，所述刀柄本体的外侧壁上设置有定位凸台；

定位环，套设于所述刀柄本体的外侧，所述定位环上形成有避让缺口，所述定位环上设置有第一卡位部；

轴承座，套设于所述刀柄本体的外侧，所述轴承座上嵌设有轴承，所述定位环位于所述定位凸台与所述轴承座及所述轴承之间，所述轴承座上还开设有相互连通的介质通道及环形槽，所述环形槽与所述连通孔相连通，所述轴承座上还开设有定位孔，所述定位孔与所述介质通道相连通；

定位柱、弹性件及换刀块，所述定位柱的一端伸入所述定位孔内，所述弹性件的两端分别抵接于所述定位柱与所述定位孔的底部，所述定位柱上开设有第一通道，所述第一通道与所述介质通道相连通，所述定位柱的外侧壁上设置有第二卡位部，所述第二卡位部用于与所述第一卡位部相配合，所述换刀块上形成有第二通道，所述定位柱的另一端伸入所述换刀块内，所述第二通道与所述第一通道相连通。

在其中一个实施例中，所述第一卡位部为开设于所述定位环上的第一卡位槽，所述轴承座上开设有与所述第一卡位槽相对应的第二卡位槽，所述第二卡位部为凸出形成于所述定位柱外的卡位凸块，所述卡位凸块能够卡入所述第一卡位槽内和/或所述第二卡位槽内。

在其中一个实施例中，所述卡位凸块包括连接部及卡位部，所述卡位部通过所述连接部连接于所述定位柱的外侧壁上。

在其中一个实施例中，所述卡位凸块还包括第一抵持部，所述轴承座上还设置有用于与所述第一抵持部相抵持的第二抵持部，所述第二抵持部位于所述第二卡位槽的两侧。

在其中一个实施例中，所述轴承与所述环形槽和/或所述连通孔之间设有密封结构，所述密封结构为密封圈，所述密封圈套设于所述刀柄本体外，且位于所述轴承与所述环形槽或所述连通孔之间。

在其中一个实施例中，所述轴承与所述环形槽和/或所述连通孔之间设有密封结构，所述密封结构为迷宫槽，所述轴承座的内壁与所述刀柄本体的外壁之间存在间隙，所述迷宫槽与所述间隙相连通，所述迷宫槽位于所述轴承与所述环形槽和/或所述连通孔之间。

在其中一个实施例中，所述迷宫槽开设于所述轴承座的内壁上，且位于所述轴承与所述环形槽之间；或

所述迷宫槽开设于所述刀柄的外壁上，且位于所述轴承与所述连通孔之间；或

所述迷宫槽包括开设于所述轴承座的内壁上的第一凹槽和开设于所述刀柄本体的外壁上的第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽均与所述间隙相连通，所述第一凹槽位于所述轴承与所述环形槽之间，所述第二凹槽位于所述轴承与所述连通孔之间。

在其中一个实施例中，所述定位环上还开设有多个螺纹孔，多个所述螺纹孔沿周向间隔分布，通过螺纹紧固件穿设于所述螺纹孔内以将所述定位环固定于所述刀柄本体上。

在其中一个实施例中，还包括快插接头，所述快插接头设置于所述换刀块上，所述快插接头上开设有第三通道，所述第三通道与所述第二通道相连通。

一种外冷转内冷刀柄组件，包括：

如上任一项所述的外冷转内冷刀柄；及

工具头，装配于所述装夹孔内，所述工具头上开设有内冷孔，所述内冷孔与所述装夹孔相连通。

上述外冷转内冷刀柄至少具有以下优点：

将定位环套装至刀柄本体的外侧并位于定位凸台的下方，此时定位环未与刀柄本体相固定。然后将轴承装至轴承座上，使定位环位于定位凸台与轴承座及轴承之间。将弹性件置于定位孔内，转动定位环使避让缺口与定位柱的第二卡位部对应，此时避让缺口为第二卡位部让位，然后将定位柱的一端伸入定位孔内，随后下压定位柱，定位柱压缩弹性件，然后转动定位环使避让缺口与定位柱的第二卡位部错开，定位柱被定位环压住，即可完成定位柱的安装。将换刀块固定在主轴上或者辅助的支架上，当换刀块的位置确定后，将定位柱的另一端伸入换刀块内并固定于换刀块上，然后旋转定位环，保证第一卡位部与第二卡位部相卡合即可确定定位环的位置，然后将定位环锁紧于刀柄本体上，固定好定位环的位置。

当需要将刀柄本体装配到主轴上时，借助外界机械手抓取刀柄主体，使刀柄主体设有拉钉的一端伸入主轴内，主轴上的夹爪夹紧拉钉，通过拉杆向上拉动拉钉，实现下压定位柱，第一卡位部与第二卡位部松开，刀柄本体即可自由转动。当需要取下刀柄本体时，借助外界机械手抓取刀柄主体，主轴上的夹爪松开拉钉，机械手向下拉动刀柄主体，刀柄主体的一端脱离主轴，定位柱的一端脱离换刀块，定位柱通过弹性件弹起，第一卡位部与第二卡位部相卡合，刀柄本体与轴承座的相对位置被限制住，刀柄本体无法转动。因此，通过内冷刀具的方式实现内冷润滑，而且通过定位环上的第一卡位部与定位柱上的第二卡位部实现定位，达到快速更换刀柄的目的，避免人工调节喷嘴的位置或喷射角度，提高效率以降低人工成本，且保证产品质量稳定性。

附图说明

图1为一实施方式中的外冷转内冷刀柄组件的结构示意图；

图2为图1的分解示意图；

图3为图1的剖视图；

图4为图3中A处的放大图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

请参阅图1至图3，一实施方式中的外冷转内冷刀柄组件10，包括外冷转内冷刀柄100及工具头200，工具头200装夹于外冷转内冷刀柄100上，工具头200通过采用内冷方式实现冷却润滑。工具头200可以为刀具、磨盘等等。

具体地，外冷转内冷刀柄100包括刀柄本体110、定位环170、轴承座120、轴承130、定位柱140、弹性件150及换刀块160。刀柄本体110的内部开设有连通孔111及装夹孔112，连通孔111与装夹孔112相连通，工具头200装配于装夹孔112内，工具头200上还开设有内冷孔210，内冷孔210与装夹孔112相连通。例如，刀柄本体110内部还开设有轴向延伸的内部通道113，连通孔111通过内部通道113与装夹孔112相连通。

刀柄本体110的外侧壁上设置有定位凸台114。例如，在本实施方式中，定位凸台114可以一体成型且凸出于刀柄本体110的外侧壁上。当然，在其他的实施方式中，定位凸台114还可以与刀柄本体110采用分体式方式设置。

定位环170套设于刀柄本体110的外侧，定位环170上形成有避让缺口171，定位环170上设置有第一卡位部。例如，定位环170为圆环形结构，避让缺口171通过在定位环170上切边后形成。

轴承座120套设于刀柄本体110的外侧，轴承130嵌设于轴承座120上，定位环170位于定位凸台114与轴承座120及轴承130之间。轴承座120上还开设有相互连通的介质通道121及环形槽122，环形槽122与连通孔111相连通，轴承130与环形槽122和/或连通孔111之间设有密封结构，轴承座120上还开设有定位孔124，定位孔124与介质通道121相连通。

定位柱140的一端伸入定位孔124内，弹性件150的两端分别抵接于定位柱140与定位孔124的底部，定位柱140上开设有第一通道142，第一通道142与介质通道121相连通。定位柱140的外侧壁上设置有第二卡位部，第二卡位部用于与第一卡位部相配合，换刀块160上形成有第二通道161，定位柱140的另一端伸入换刀块160内，第二通道161与第一通道142相连通。

将定位环170套装至刀柄本体110的外侧并位于定位凸台114的下方，此时定位环170未与刀柄本体110相固定。然后将轴承130装至轴承座120上，使定位环170位于定位凸台114与轴承座120及轴承130之间。将弹性件150置于定位孔124内，转动定位环170使避让缺口171与定位柱140的第二卡位部对应，此时避让缺口171为第二卡位部让位，然后将定位柱140的一端伸入定位孔124内，随后下压定位柱140，定位柱140压缩弹性件150，然后转动定位环170使避让缺口171与定位柱140的第二卡位部错开，定位柱140被定位环170压住，即可完成定位柱140的安装。将换刀块160固定在主轴上或者辅助的支架上，当换刀块160的位置确定后，将定位柱140的另一端伸入换刀块160内并固定于换刀块160上，然后旋转定位环170，保证第一卡位部与第二卡位部相卡合即可确定定位环170的位置，然后将定位环170锁紧于刀柄本体110上，固定好定位环170的位置。

当需要将刀柄本体110装配到主轴上时，借助外界机械手抓取刀柄主体110，使刀柄主体110设有拉钉的一端伸入主轴内，主轴上的夹爪夹紧拉钉，通过拉杆向上拉动拉钉，实现下压定位柱140，第一卡位部与第二卡位部松开，刀柄本体110即可自由转动。当需要取下刀柄本体110时，借助外界机械手抓取刀柄主体110，主轴上的夹爪松开拉钉，机械手向下拉动刀柄主体110，刀柄主体110的一端脱离主轴，定位柱140的一端脱离换刀块160，定位柱140通过弹性件150弹起，第一卡位部与第二卡位部相卡合，刀柄本体110与轴承座120的相对位置被限制住，刀柄本体110无法转动。因此，通过内冷刀具的方式实现内冷润滑，而且通过定位环170上的第一卡位部与定位柱140上的第二卡位部实现定位，达到快速更换刀柄的目的，避免人工调节喷嘴的位置或喷射角度，提高效率以降低人工成本，且保证产品质量稳定性。

具体到本实施方式中，第一卡位部为开设于定位环170上的第一卡位槽173，轴承座120上开设有与第一卡位槽173相对应的第二卡位槽125，第二卡位部为凸出形成于定位柱140外的卡位凸块144，卡位凸块144能够卡入第一卡位槽173和/或第二卡位槽125内。当卡位凸块144卡入第一卡位槽173内时，定位柱140与刀柄本体110相固定，此时刀柄无法自由转动。当卡位凸块144卡入第二卡位槽125内时，定位柱140与轴承座120相固定，此时刀柄可以自由转动。

进一步地，第一卡位槽173贯穿定位环170的底面和侧面，第二卡位槽125贯穿轴承座120的顶面和侧面，以实现卡位凸块144卡入第一卡位槽173或第二卡位槽125的目的。

进一步地，卡位凸块144包括连接部145及卡位部146，卡位部146通过连接部145连接于定位柱140的外侧壁上。当卡位凸块144与第一卡位槽173或第二卡位槽125相卡合时，卡位部146伸入第一卡位槽173或第二卡位槽125内，实现卡合的目的。

进一步地，卡位凸块144还包括第一抵持部147，轴承座120上还设置有用于与第一抵持部147相抵持的第二抵持部126，第二抵持部126位于第二卡位槽125的两侧。具体地，第一抵持部147的数量为两个，且位于卡位部146的相对两侧。例如，第一抵持部147与卡位部146所形成的截面形状可以为“凸”形。第二抵持部126为凸出形成与轴承座120的抵持柱，且抵持柱的高度高于轴承座120的顶面。当卡位部146与第一卡位槽173或第二卡位槽125卡合时，第一抵持部147与第二抵持部126相抵，可以增大卡位部146的强度，防止卡位部146在扭力的作用下扭断。

进一步地，轴承130与环形槽122和/或连通孔111之间形成的密封结构为迷宫槽123，轴承座120的内壁与刀柄本体110的外壁之间存在间隙，迷宫槽123与间隙相连通，迷宫槽123位于轴承130与环形槽122和/或连通孔111之间。

切削液或油气混合物通过轴承座120上的介质通道121进入到环形槽122中，由于轴承座120的内壁与刀柄本体110的外壁之间存在间隙，因此前期会有部分切削液或油气混合物通过此间隙漏出。但是随着主轴高速运转从而带动刀柄本体110高速运转后，会在此间隙处形成油膜密封，再加上迷宫槽123对气流进行缓冲作用，从而可以很好地对切削液或油气混合物进行密封，因此可以保证轴承座120与刀柄本体110之间的密封性，使得切削液或油气混合物只能通过连通孔111进入刀柄本体110内，再通过内部通道113和装夹孔112通入工具头200的内冷孔210中。另外由于刀柄本体110与轴承座120之间采用的是非接触式迷宫槽123密封的方式，因此刀柄本体110在高速运转时与轴承座120之间无摩擦，刀柄本体110是自由运转，因此可将刀柄本体110由原来的3000rpm提高至18000rpm，在解决刀柄本体110的升温问题的前提下提高主轴转速。

具体地，请参阅图4，迷宫槽123开设于轴承座120的内壁上，且位于轴承130与环形槽122之间。例如，轴承座120上形成有容置槽，轴承130安装于容置槽内。因此，轴承130、迷宫槽123和环形槽122沿轴向间隔排列。

当然，在其他的实施方式中，迷宫槽123还可以开设于刀柄本体110的外壁上，且位于轴承130与连通孔111之间，降低加工难度。或者，迷宫槽123包括开设于轴承座120的内壁上的第一凹槽和开设于刀柄本体110的外壁上的第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽均与间隙相连通，第一凹槽位于轴承130与环形槽122之间，第二凹槽位于轴承130与连通孔111之间。

进一步地，轴承130的数量为两个，两个轴承130嵌设于轴承座120上，两个轴承130分别位于环形槽122的相对两侧，各轴承130与环形槽122和/或连通孔111之间均设置有迷宫槽123。因此，设置两个轴承130，可以提高刀柄本体110与轴承座120之间的转动灵活性。在两个轴承130与与环形槽122和/或连通孔111之间均设置有迷宫槽123，可以保证上下两个方向的密封性。

进一步地，各轴承130与环形槽122和/或连通孔111之间的迷宫槽123的数量为两个，两个迷宫槽123间隔设置。可以进一步对气流进行缓冲作用，进一步提高密封性能。

当然，在其他的实施方式中，轴承130与环形槽122和/或连通孔111之间形成的密封结构还可以为密封圈，密封圈套设于刀柄本体110外，且位于轴承130与环形槽122或连通孔111之间。通过密封圈来实现密封的方式，结构简单。

进一步地，连通孔111的数量为至少两个，连通孔111沿刀柄本体110的径向延伸设置。例如，在图4所示实施例中，连通孔111的数量为两个，两个连通孔111相对设置，以增大冷却介质的流量，保证冷却润滑的效果。当然，在其他的实施方式中，还可以设置一个、三个、四个等数量的连通孔111。

进一步地，其中一轴承130位于定位环170与轴承座120之间。还可以在定位环170朝向轴承130的一侧凸出形成抵紧部148，抵紧部148抵紧轴承130，防止轴承130相对于轴承座120产生轴向位移。刀柄本体110上还设置有定位件115，另一轴承130位于定位件115与轴承座120之间。例如，定位件115可以为卡簧。先将轴承130安装于轴承座120上，然后将轴承座120套设于刀柄本体110的外侧，然后将卡簧卡在刀柄本体110上，定位凸台114与卡簧相配合，限制定位环170、轴承座120和轴承130产生轴向移动。

进一步地，定位环170上还开设有多个螺纹孔172，多个螺纹孔172沿周向间隔分布，通过螺纹紧固件穿设于螺纹孔172内以将定位环170固定于刀柄本体110上。需要说明的是，将螺纹紧固件穿设于螺纹孔内的步骤，是在定位环170的位置确定之后进行。例如，螺纹紧固件可以为螺钉。

进一步地，定位柱140伸入定位孔124的一端开设有套孔149，弹性件150的一端伸入套孔149内。例如，弹性件150可以为弹簧，弹簧的一端伸入套孔149内，因此可以提高弹簧的稳定性。定位柱140上还开设有侧孔104，侧孔104与第一通道142和介质通道121相连通。侧孔104的直径大于介质通道121的直径，因此可以提高第一通道142与介质通道121连通的概率。

进一步地，定位柱140伸入定位孔124的一端与轴承座120之间还设置有密封圈，以提高定位柱140与轴承座120之间的密封性能。同理，定位柱140伸入换刀块160的一端与换刀块160之间也设置有密封圈，以提高定位柱140与换刀块160之间的密封性能。

进一步地，换刀块160上开设有安装孔163，通过安装件穿设于安装孔163内，可将换刀块160固定于主轴或其他辅助支架上。

进一步地，外冷转内冷刀柄100还包括快插接头180，快插接头180设置于换刀块160上，快插接头180上开设有第三通道181，第三通道181与第二通道161相连通。通过快插接头180，可实现快速与外界切削液存储装置或油气混合物存储装置相连通，以提高装配便利性。

请参阅图3，外冷转内冷刀柄组件10还包括筒夹300、锁紧螺母400及密封件500，工具头200的一端被夹设于筒夹300内，筒夹300伸入装夹孔112内，密封件500设置于锁紧螺母400内，锁紧螺母400将筒夹300锁紧于刀柄本体110的一端。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。