一种刀头与刀杆复合减振的内冷式车刀

文档序号:1913012 发布日期:2021-12-03 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 一种刀头与刀杆复合减振的内冷式车刀 (Tool bit and cutter arbor combined vibration reduction inner-cooling type lathe tool ) 是由 舒盛荣 刘乐平 李慧敏 陈炫 于 2021-09-18 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种刀头与刀杆复合减振的内冷式车刀,包括刀头、刀杆、刀片、刀垫、喷嘴,刀头的前端设有刀片安装槽,刀垫内设有阶梯型的刀垫凹槽,刀垫凹槽内设有刀头减振装置,刀头减振装置包括刀垫阻尼块、第二质量块、刀垫挡板和刀垫弹簧,刀垫阻尼块、第二质量块、刀垫挡板在刀垫凹槽中由里到外依次设置,刀垫弹簧设于刀垫阻尼块的外侧,刀杆的前端开设有空心腔体,空心腔体内装有刀杆减振装置,刀杆减振装置包括阻尼块及第一质量块,第一质量块及空心腔体之间的间隙部位填充有阻尼剂;刀杆及刀头内开设有冷却液流道,刀头及刀杆内的冷却液流道通过冷却液管进行连接。本发明能够提升减振效果,同时实现切削区域的冷却、润滑及排屑的作用。(The invention discloses an inner-cooling type turning tool with a tool bit and a tool bar subjected to composite vibration reduction, which comprises a tool bit, a tool bar, a blade, a tool pad and a nozzle, wherein the front end of the tool bit is provided with a blade mounting groove, a stepped tool pad groove is formed in the tool pad, a tool bit vibration reduction device is arranged in the tool pad groove and comprises a tool pad damping block, a second mass block, a tool pad baffle and a tool pad spring, the tool pad damping block, the second mass block and the tool pad baffle are sequentially arranged in the tool pad groove from inside to outside, the tool pad spring is arranged on the outer side of the tool pad damping block, the front end of the tool bit is provided with a hollow cavity, the tool bit vibration reduction device is arranged in the hollow cavity and comprises a damping block and a first mass block, and a gap part between the first mass block and the hollow cavity is filled with a damping agent; coolant flow channels are arranged in the cutter bar and the cutter head, and the coolant flow channels in the cutter head and the cutter bar are connected through coolant pipes. The invention can improve the vibration damping effect and simultaneously realize the cooling, lubricating and chip removal functions of the cutting area.)

一种刀头与刀杆复合减振的内冷式车刀

技术领域

本发明涉及车刀技术领域,特别是涉及一种刀头与刀杆复合减振的内冷式车刀。

背景技术

在切削加工中,因切削颤振及切削过热会极大地影响到加工工件的表面质量,特别是在内圆及深孔加工中,由于在切削中刀杆的悬伸量较大,在切削加工中极易产生颤振,造成切削精度降低,增加工件废品率。为了降低切削颤振,提高产品加工精度,目前主要应用有主动减振、半主动减振及被动减振的方式,其中主动减振、半主动减振方式维护成本及对设备要求较高。目前,被动减振方式主要是通过在刀杆轴向上添加减振装置以实现减振,但是只在刀杆上添加减振装置的被动减振方式比较单一,很可能难以起到有效的减振效果。

同时在内圆及深孔加工中,因切削热很难导出会使切削温度过高,且生成的切屑如果不及时排出容易发生二次切削,这都会造成刀具寿命和工件表面质量降低,所以有必要通过有效的方法将切削热导出和切屑排出。

发明内容

本发明的目的在于提出一种刀头与刀杆复合减振的内冷式车刀,以提升减振效果,同时实现切削区域的冷却、润滑及排屑的作用。

一种刀头与刀杆复合减振的内冷式车刀,包括刀头、刀杆、刀片、刀垫、喷嘴,所述刀头与所述刀杆连接,所述喷嘴设置在所述刀头上;

所述刀头的前端设置有刀片安装槽,所述刀垫及所述刀片通过中心销钉安装于所述刀片安装槽内,所述刀垫内设置有阶梯型的刀垫凹槽,所述刀垫凹槽内设有刀头减振装置,所述刀头减振装置包括刀垫阻尼块、第二质量块、刀垫挡板和刀垫弹簧,所述刀垫阻尼块、所述第二质量块、所述刀垫挡板在所述刀垫凹槽中由里到外依次设置,所述刀垫弹簧设于所述刀垫阻尼块的外侧,所述刀垫挡板的一端突出所述刀垫的底面并嵌入所述刀片安装槽内;

所述刀杆的前端开设有圆柱形的空心腔体,所述空心腔体的底部设置有第一凹槽,所述冷却液管的一端插入所述第一凹槽内,所述空心腔体内装有刀杆减振装置,所述刀杆减振装置包括阻尼块及第一质量块,所述第一质量块及所述阻尼块分别套装在所述冷却液管上,所述阻尼块设置在所述第一质量块的两端,在所述第一质量块及所述空心腔体之间的间隙部位填充有阻尼剂;

在所述刀杆及所述刀头内开设有冷却液流道,所述刀头的后端设有第二凹槽,所述冷却液管的另一端插入所述第二凹槽,并通过所述刀头内的冷却液流道与所述喷嘴连接。

根据本发明提出的刀头与刀杆复合减振的内冷式车刀,通过刀头减振装置和刀杆减振装置,在刀头与刀杆中均实现了减振效果,加工过程中振动传递到刀头时,刀头减振装置中的刀垫弹簧及刀垫阻尼块带动第二质量块进行往复变形运动而消耗一部分能量,起到减振作用,在刀杆中,添加第一质量块可降低刀杆振动幅度,同时当刀杆中的振动传递到阻尼块和第一质量块时,阻尼块推动第一质量块往复运动会消耗一部分能量,且刀杆中的阻尼剂在第一质量块和阻尼块的往复运动中产生内摩擦,可以进一步消耗掉一部分能量,起到减振效果,相比现有技术,能够有效提升减振效果。此外,在刀头与刀杆中设置有冷却液流道,一定压强的冷却剂通过冷却液流道及冷却液管,最后经喷嘴喷出起到冷却、润滑及排屑的作用。

另外,根据本发明提供的刀头与刀杆复合减振的内冷式车刀,还可以具有如下附加的技术特征:

进一步地,所述第一质量块上设置有密封圈。

进一步地,所述内冷式车刀还包括压板,所述刀垫及所述刀片通过中心销钉安装于所述刀片安装槽内,并由所述压板进行夹紧。

进一步地,所述第一质量块和第二质量块采用金属钨或其合金。

进一步地,所述阻尼块的材料为丁晴橡胶或硅胶。

进一步地,所述质量块与所述阻尼块通过过盈配合的方式套装在所述冷却液管上。

进一步地,所述阻尼剂为二甲基硅油。

进一步地,所述刀头减振装置的数量为偶数个,且所述刀头减振装置对称分布在所述刀垫上。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1是本发明一实施例的刀头与刀杆复合减振的内冷式车刀的整体结构示意图;

图2是本发明一实施例的刀头与刀杆复合减振的内冷式车刀的部分爆炸结构示意图;

图3是第一质量块、阻尼块、密封圈和冷却液管的结构示意图;

图4是刀杆的内部结构示意图;

图5是刀垫的结构示意图;

图6是刀垫和刀头减振装置的剖视结构示意图;

图7是刀垫挡板的结构示意图;

图8是刀头的内部结构示意图。

其中:1、刀头;11、刀片安装槽;111、第二凹槽;112、第一凹槽;2、刀杆;21、冷却液管;22、第一质量块;23、阻尼块;24、密封圈;25、空心腔体;26、阻尼剂;211、刀杆冷却液流道;212,刀头冷却液流道;3、刀片;4、刀垫;41、刀垫凹槽;411、刀垫弹簧;412、刀垫阻尼块;413、第二质量块;414、刀垫挡板;415、刀垫螺钉;5、压板;51、双头螺柱;6、中心销钉;7、喷嘴。

具体实施方式

为使本发明的目的、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。附图中给出了本发明的若干实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是,当元件被称为“固设于”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”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图8,本发明的一实施例提出的刀头与刀杆复合减振的内冷式车刀,包括:刀头1、刀杆2、刀片3、刀垫4、压板5、中心销钉6和喷嘴7。

刀头1与刀杆2连接,喷嘴7设置在刀头1上。

刀杆2前端开设有圆柱形的空心腔体25,在所述空心腔体25底部设置有第一凹槽112。冷却液管21的一端插入所述第一凹槽112内,并与刀杆2内的冷却液流道连接,然后再与冷却液提供装置(图未示)连接。

在所述空心腔体25内装有刀杆减振装置,刀杆减振装置包括第一质量块22和阻尼块23。所述第一质量块22与所述阻尼块23通过过盈配合的方式套装在所述冷却液管21上。在所述质量块22及所述空心腔体25之间的间隙部位填充有阻尼剂26。

所述第一质量块22上设置有密封圈24,所述密封圈24的设置主要为防止阻尼剂26的泄漏。

所述冷却液管21的另一端插入所述刀头1后端的第二凹槽111内,并通过所述刀头1内的冷却液流道与所述喷嘴7连接。所述刀杆2及所述刀头1通过内外螺纹进行装配,同时所述刀头1装配时还起到了紧固所述刀杆减振装置的作用。

所述刀杆减振装置中阻尼块23有两个,分别设置在第一质量块22的两端,所述阻尼块23的材料为丁晴橡胶或硅胶。

所述阻尼剂26为阻尼效果较好的材料,如二甲基硅油等。

所述刀头1前端开设有刀片安装槽11,所述刀垫4及所述刀片3通过中心销钉6安装于所述刀片安装槽11内,并由所述压板5进行夹紧,压板5通过双头螺柱51进行固定。

在所述刀垫4中设置有阶梯型的刀垫凹槽41,所述刀垫凹槽41内设有刀头减振装置,所述刀头减振装置包括刀垫弹簧411、刀垫阻尼块412、第二质量块413和刀垫挡板414,刀垫阻尼块412、第二质量块413和刀垫挡板414在所述刀垫凹槽41中由里到外依次设置,所述刀垫阻尼块412的外侧设有刀垫弹簧411,所述刀垫挡板414的一端突出所述刀垫4的底面并嵌入所述刀片安装槽11内。第二质量块413具体为圆柱形质量块。所述刀垫挡板414在安装时由刀垫螺钉415进行定位。

所述第一质量块22及所述第二质量块413均为密度较大的金属材料,如金属钨或其合金。

需要指出的是,在实际使用中可以根据需要设置一个或多个刀头减振装置来进行减振。优选的,在本发明中刀头减振装置为偶数个,例如2个,对称分布在刀垫4的对角线上,可以有效增加刀头部分的减振效果。

在本发明中,刀杆减振时,通过加入第一质量块22来增加刀杆2的重量,可减小刀具振动幅度,同时当振动传递到阻尼块23使得其产生压缩和恢复,而带动第一质量块22的来回运动,一则阻尼块23的变形、阻尼块23和第一质量块22与刀杆2本体之间产生摩擦消耗掉一部分能量,二则第一质量块22的运动使阻尼剂26产生内摩擦而消耗掉一部分能量,起到有效的减振效果。

本发明中,刀头1减振时,通过在刀垫4中设置刀头减振装置来进行减振。在减振的过程中经由刀片3传入到刀垫4中的振动,通过刀垫4内设置的刀垫弹簧411及刀垫阻尼块412带动圆柱形的第二质量块413对刀垫挡板414形成一定的冲击来消耗一部分能量,同时第二质量块413的运动与刀垫凹槽41壁面之间产生摩擦消耗振动能量,起到有效的刀头减振效果。

在所述刀头1上设置有冷却液的喷嘴7,喷嘴7的形状不局限于一种,可以为圆柱形喷嘴、扁平喷嘴、尖嘴形喷嘴等多种形式。

在所述刀头1及所述刀杆2内均设置有冷却液流道,所述刀头及所述刀杆内的冷却液流道通过所述冷却液管21进行连接,冷却液由刀杆2尾部流入刀杆冷却液流道211,并由刀杆冷却液流道211流入冷却液管21中,再由冷却液管21流入刀头冷却液流道212,最后经由喷嘴7喷出。当进行喷雾冷却或高压射流冷却时,还起到了断屑、吹屑及辅助排屑的功能。

根据上述的刀头与刀杆复合减振的内冷式车刀,通过刀头减振装置和刀杆减振装置,在刀头与刀杆中均实现了减振效果,加工过程中振动传递到刀头时,刀头减振装置中的刀垫弹簧及刀垫阻尼块带动第二质量块进行往复变形运动而消耗一部分能量,起到减振作用,在刀杆中,添加第一质量块可降低刀杆振动幅度,同时当刀杆中的振动传递到阻尼块和第一质量块时,阻尼块推动第一质量块往复运动会消耗一部分能量,且刀杆中的阻尼剂在第一质量块和阻尼块的往复运动中产生内摩擦,可以进一步消耗掉一部分能量,起到减振效果,相比现有技术,能够有效提升减振效果。此外,在刀头与刀杆中设置有冷却液流道,一定压强的冷却剂通过冷却液流道及冷却液管,最后经喷嘴喷出起到冷却、润滑及排屑的作用。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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本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。

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