一種無(wú)機(jī)傳熱管冷卻的可轉(zhuǎn)位刀具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無(wú)機(jī)傳熱管冷卻的可轉(zhuǎn)位刀具，在刀柄上裝有刀片，在刀片的正下方放置無(wú)機(jī)傳熱管冷卻刀具墊片，并通過(guò)刀片壓緊件壓緊，所述的無(wú)機(jī)傳熱管冷卻刀具墊片是在刀具墊片上連接有無(wú)機(jī)傳熱管，無(wú)機(jī)傳熱管通過(guò)固定塊固定在刀柄上。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在：1.無(wú)機(jī)傳熱管的傳熱性能要優(yōu)于普通熱管，使用無(wú)機(jī)傳熱管強(qiáng)化刀具散熱的效果更佳。2.刀具墊片采用導(dǎo)熱性能好的材料制成，能將刀片切削時(shí)所產(chǎn)生的熱量迅速傳導(dǎo)到無(wú)機(jī)傳熱管加熱段，并通過(guò)冷卻段將熱量快速釋放到周圍環(huán)境。3.由于無(wú)機(jī)傳熱管冷卻不需要借助外部流動(dòng)介質(zhì)及輔助設(shè)備，因此將會(huì)節(jié)約這些輔助設(shè)備的昂貴開支以及外來(lái)的冷卻介質(zhì)的使用和處理費(fèi)用。本發(fā)明適用切削溫度高的難加工材料的干切削加工，能夠克服切削液造成的環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn)，降低成本。
【專利說(shuō)明】一種無(wú)機(jī)傳熱管冷卻的可轉(zhuǎn)位刀具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械切削刀具制造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種無(wú)機(jī)傳熱管冷卻的可轉(zhuǎn)位刀具。
【背景技術(shù)】
[0002]在切削加工過(guò)程中，合理地使用切削液，可以減小刀具與切屑、刀具與加工表面間的摩擦，降低切削力和切削溫度、減小刀具磨損、提高加工表面質(zhì)量。但是切削液在制造、使用、處理及排放過(guò)程中需消耗大量資源和能源。更為嚴(yán)重的是，使用切削液會(huì)造成環(huán)境污染，損害工人健康。如今，在全球環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)與環(huán)保立法日益嚴(yán)格的大趨勢(shì)下，干切削加工技術(shù)的研究正日益加大。
[0003]發(fā)展金屬干切削技術(shù)不是簡(jiǎn)單地停止生產(chǎn)系統(tǒng)中切削液的供應(yīng)，而是在對(duì)金屬進(jìn)行干切削時(shí)，由生產(chǎn)系統(tǒng)中其它部分來(lái)代替以保證切削過(guò)程的連續(xù)性和效率。近年來(lái)，為了替代大量澆注切削液的冷卻方式，相繼出現(xiàn)了最小量潤(rùn)滑(MQL)、低溫冷卻、壓縮空氣冷卻、水蒸汽冷卻、固體潤(rùn)滑劑冷卻及液氮冷卻等冷卻技術(shù)。雖然對(duì)這些技術(shù)的研究已取得了不少成果，在特定加工條件下可以達(dá)到一定程度的潤(rùn)滑/冷卻性能。然而，這些技術(shù)都需要借助于施加外來(lái)流動(dòng)介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)切削區(qū)域冷卻。另外，這些技術(shù)均需要附加設(shè)備，在生產(chǎn)系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行的保障性方面還有所欠缺。因此對(duì)于多數(shù)材料和加工方式而言，這些冷卻技術(shù)目前還沒(méi)在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，改進(jìn)刀具進(jìn)行干切削加工時(shí)的冷卻效果，提供一種無(wú)機(jī)傳熱管冷卻的可轉(zhuǎn)位刀具。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種無(wú)機(jī)傳熱管冷卻的可轉(zhuǎn)位刀具，在刀柄上裝有刀片，在刀片的正下方放置無(wú)機(jī)傳熱管冷卻刀具墊片，并通過(guò)刀片壓緊件壓緊，所述的無(wú)機(jī)傳熱管冷卻刀具墊片是在刀具墊片上連接有無(wú)機(jī)傳熱管，無(wú)機(jī)傳熱管通過(guò)固定塊固定在刀柄上。
[0006]所述的無(wú)機(jī)傳熱管沿管軸向依次分為加熱段A、絕熱段B和冷卻段C三部分；無(wú)機(jī)傳熱管的加熱段A與刀具墊片相連，絕熱段B通過(guò)固定塊固定在刀柄上。
[0007]刀具墊片是熱穩(wěn)定性好、熱膨脹系數(shù)低、硬度高、導(dǎo)熱性能好的材料制成。
[0008]本發(fā)明將無(wú)機(jī)傳熱管用于強(qiáng)化刀具散熱，利用無(wú)機(jī)導(dǎo)熱介質(zhì)受熱激發(fā)而運(yùn)動(dòng)和振動(dòng)進(jìn)行無(wú)相變傳熱。相對(duì)于現(xiàn)有的技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在:1無(wú)機(jī)傳熱管的傳熱性能要優(yōu)于普通熱管，使用無(wú)機(jī)傳熱管強(qiáng)化刀具散熱的效果更佳。2刀具墊片采用導(dǎo)熱性能好的材料制成，能將刀片切削時(shí)所產(chǎn)生的熱量經(jīng)刀片、刀具墊片迅速傳導(dǎo)到無(wú)機(jī)傳熱管加熱段，并通過(guò)冷卻段將熱量快速釋放到周圍環(huán)境。3由于無(wú)機(jī)傳熱管冷卻不需要借助外部流動(dòng)介質(zhì)及輔助設(shè)備，因此將會(huì)節(jié)約這些輔助設(shè)備的昂貴開支以及外來(lái)的冷卻介質(zhì)的使用和處理費(fèi)用。本發(fā)明的一種無(wú)機(jī)傳熱管冷卻的可轉(zhuǎn)位刀具可廣泛應(yīng)用于干切削加工，尤其是切削溫度高的難加工材料的干切削加工，能夠克服切削液造成的環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn)，降低成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明立體圖。
[0010]圖2是本發(fā)明無(wú)機(jī)傳熱管冷卻刀具墊片立體圖。
[0011]圖3是本發(fā)明局部剖面立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1、圖2、圖3所示，一種無(wú)機(jī)傳熱管冷卻的可轉(zhuǎn)位刀具，在刀柄I上裝有刀片2，在刀片2的正下方放置無(wú)機(jī)傳熱管冷卻刀具墊片，并通過(guò)刀片壓緊件4壓緊，所述的無(wú)機(jī)傳熱管冷卻刀具墊片是在刀具墊片3上連接有無(wú)機(jī)傳熱管5，無(wú)機(jī)傳熱管5通過(guò)固定塊6固定在刀柄I上；所述的無(wú)機(jī)傳熱管5沿管軸向依次分為加熱段A、絕熱段B和冷卻段C三部分；無(wú)機(jī)傳熱管5的加熱段A與刀具墊片3相連,絕熱段B通過(guò)固定塊6固定在刀柄I上，并與刀柄I保持間距；刀具墊片3由熱穩(wěn)定性好、熱膨脹系數(shù)低、硬度高、導(dǎo)熱性能好的Cu/Al2O3復(fù)合材料，AVTiB2復(fù)合材料熱壓燒結(jié)而成。
[0013]切削過(guò)程中產(chǎn)生的熱量經(jīng)刀片2、刀具墊片3傳遞到無(wú)機(jī)傳熱管5的加熱段A，無(wú)機(jī)傳熱管5加熱段A內(nèi)的無(wú)機(jī)導(dǎo)熱介質(zhì)受熱激發(fā)而運(yùn)動(dòng)和振動(dòng)，經(jīng)絕熱段B，將熱能快速傳遞到冷卻段C，將熱量釋放到周圍環(huán)境，無(wú)機(jī)導(dǎo)熱介質(zhì)冷卻后回到加熱段A繼續(xù)吸熱，如此循環(huán)，刀具切削產(chǎn)生的熱量不斷地從無(wú)機(jī)傳熱管5加熱段A傳至冷卻段C散發(fā)，從而能夠有效減少了刀頭熱量積聚和溫度升高，減小刀具磨損。本例中，刀具墊片3采用CuAl2O3復(fù)合材料，CuAl2O3復(fù)合材料是同基體中分布著細(xì)小彌散Al2O3顆粒的一種顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料，增強(qiáng)相具有熔點(diǎn)高(>2050°C )、熱穩(wěn)定性好、熱膨脹系數(shù)低、硬度高、與基體材料的相容性好、成本低等特點(diǎn)，具有阻礙位錯(cuò)、晶界及亞晶界運(yùn)動(dòng)，抑制再結(jié)晶過(guò)程的作用，從而大幅度提高了材料的硬度、強(qiáng)度等力學(xué)性能以及軟化溫度等，而不會(huì)過(guò)多地影響其導(dǎo)熱性能，由于還具有良好的抗腐蝕、抗磨損性能，能將刀具切削時(shí)產(chǎn)生的熱量迅速傳遞到無(wú)機(jī)傳熱管5加熱段A并通過(guò)冷卻段C散發(fā)。無(wú)機(jī)傳熱管5啟動(dòng)迅速，導(dǎo)熱速度快，具有比熱管更優(yōu)良的傳熱性能，導(dǎo)熱系數(shù)是白銀的數(shù)千倍，大約是普通熱管的8倍，且使用壽命長(zhǎng)。本發(fā)明應(yīng)用無(wú)機(jī)傳熱管強(qiáng)化刀片散熱，可以大大改善組合式刀具的冷卻條件。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)機(jī)傳熱管冷卻的可轉(zhuǎn)位刀具，在刀柄(I)上裝有刀片(2)，其特征在于:在刀片(2)的正下方放置無(wú)機(jī)傳熱管冷卻刀具墊片，并通過(guò)刀片壓緊件(4)壓緊，所述的無(wú)機(jī)傳熱管冷卻刀具墊片是在刀具墊片(3)上連接有無(wú)機(jī)傳熱管(5)，無(wú)機(jī)傳熱管(5)通過(guò)固定塊(6)固定在刀柄(I)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)機(jī)傳熱管冷卻的可轉(zhuǎn)位刀具，其特征在于:所述的無(wú)機(jī)傳熱管(5)沿管軸向依次分為加熱段A、絕熱段B和冷卻段C三部分；無(wú)機(jī)傳熱管(5)的加熱段A與刀具墊片(3)相連，絕熱段B通過(guò)固定塊(6)固定在刀柄(I)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)機(jī)傳熱管冷卻的可轉(zhuǎn)位刀具，其特征在于:刀具墊片(3)是熱穩(wěn)定性好、熱膨脹系數(shù)低、硬度高、導(dǎo)熱性能好的材料制成。
【文檔編號(hào)】B23B27/10GK103962591SQ201410197786
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月7日
【發(fā)明者】彭銳濤, 唐恒, 譚援強(qiáng), 唐新姿, 周專 申請(qǐng)人:湘潭大學(xué)