本發明涉及一種車刀，具體涉及一種高壓冷卻車刀。

背景技術：

采用合理的冷卻結構，能夠使切削液充分發揮作用，對于提高切削效率和產品表面質量至關重要。采用常規的冷卻方法，會產生切屑纏繞在工件難以折斷的現象，而且壓力不足使得切削液不能充分噴射到切削區域。如果采用高壓冷卻的方式，在很高的壓強下，切削液能夠精準到達刀片前刀面與切屑之間的切削區域，能夠有效地延長刀具的使用壽命，而且切削過程的可靠性得以保證。金屬切削過程中的冷卻的關鍵是在加工過程中，切削液應與切削區域之間存在交匯點。高壓射流噴口數量越少，對其位置精度的要求就越高，否則會導致切削液無法有效、準確地到達切削區域的最佳位置，導致無法獲得最大效益。而且，刀具高速切削時所產生的高溫對刀具的使用壽命以及整個生產過程會有一定的影響。

從外置高壓泵輸出的切削液，流經直徑較小的通道和斜孔，孔的橫截面積大大減小，因此從噴口出來的切削液壓強非常大，在切削難加工材料時，降低了切削溫度，保護切削刃免受熱沖擊的影響。同時，由于切削液的沖擊作用，使得切屑易于折斷，從而使切屑及時斷開。避免了長切屑纏繞在工件周圍的現象，簡化了人工清理切屑的步驟。

目前在切削液通道的設計中，如果通道的空間結構過于復雜，會造成加工困難等問題，而且過多的通道會相應地減小整個刀頭的強度。同時，孔徑的大小也決定了切削液噴射時壓強的大小(70-300bar)。因此，合理地選擇通道數目及其幾何參數會在很大程度上提高斷屑和冷卻效果。現有車刀在車削難加工材料時(如不銹鋼、高溫合金和鈦合金等)，一是存在冷卻潤滑能力不足，導致切削液不能充分噴射到切削區域的問題；二是斷屑能力不足，會產生切屑纏繞在工件難以折斷的現象

技術實現要素：

本發明為了解決現有車刀在車削難加工材料時，冷卻潤滑能力不足，導致切削液不能充分噴射到切削區域，而且斷屑能力不足，導致切屑纏繞在工件難以折斷的問題，進而提出一種高壓冷卻車刀。

本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是：

一種高壓冷卻車刀包括刀柄、刀頭和刀片，刀頭固接在刀柄的前端，刀片嵌裝在刀頭上端面的前端，刀片通過緊固機構與刀頭固接，刀頭的下端面上設有螺紋盲孔，刀頭通過螺紋盲孔與高壓管頭連接，刀頭內設有多個冷卻液通道，多個冷卻液通道的一端均與螺紋盲孔相貫通，多個冷卻液通道的另一端均朝向刀片的前端設置。

本發明與現有技術相比包含的有益效果是：

1、本發明在切削過程中提高刀具的斷屑性能，同時保證切削液充分注入切削區域，提高切削區域的冷卻潤滑效果，減小刀具磨損，從而延長刀具壽命。在刀頭部分設計一種與底部高壓管接頭螺紋孔相連接的冷卻液通道，實現切削液進入刀頭內部最終到達高壓射流噴口，實現冷卻的過程。同時，完成斷屑、潤滑過程，防止連續切屑的產生，提高產品的表面質量。

2、現有的螺紋連接以及噴嘴結構，會導致刀片在安裝過程中不方便。因此，本發明避免了這些結構所帶來的弊端，并在很大程度上簡化了整體結構。

3、本發明增加了高壓射流噴口的數量，相比單個高壓射流噴口的冷卻裝置，能夠增加切削液的壓強，而且可以從多個角度完成噴射過程，使切削液充分接觸刀具的切削區域，防止連續切屑的產生從而劃傷已加工區域，提高產品的表面質量。同時，在切削過程中簡化了人工清理切屑的步驟，減少了停機的次數。

4、該結構中所設計冷卻液通道在刀頭中分布均勻，能夠在高壓射流噴口進行冷卻的同時，使內部結構強度得到保證，進而增加了刀具的使用壽命。

5、本發明高壓冷卻車刀能夠在切削過程中有效斷屑，防止其劃傷工件表面，保證了工件的表面質量；該高壓冷卻方式的冷卻潤滑作用能夠顯著減少刀具的磨損，不僅提高了工件的表面質量，而且能夠提高刀具使用壽命，從而提高了生產效率。

附圖說明

圖1是本發明的整體結構示意圖；

圖2是圖1的俯視圖；

圖3是圖1的左視圖；

圖4是圖1的仰視圖；

圖5是本發明整體結構的爆炸圖；

圖6是本發明中刀柄1和刀頭2的結構示意圖；

圖7是本發明中刀頭2的左視圖；

圖8是圖7中的A-A向剖視圖；

圖9是本發明中刀頭2內部冷卻液通道幾何特征圖；

圖10是圖9中的I處放大圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結合圖1至圖10說明本實施方式，本實施方式所述一種高壓冷卻車刀包括刀柄1、刀頭2和刀片3，刀頭2固接在刀柄1的前端，刀片3嵌裝在刀頭2上端面的前端，刀片3通過緊固機構與刀頭2固接，刀頭2的下端面上設有螺紋盲孔7，刀頭2通過螺紋盲孔7與高壓管頭連接，刀頭2內設有多個冷卻液通道，多個冷卻液通道的一端均與螺紋盲孔7相貫通，多個冷卻液通道的另一端均朝向刀片3的前端設置。

本實施方式中螺紋盲孔7的孔徑為8mm，深度為10mm，與多個冷卻液通道相通，完成整個冷卻結構空間幾何結構的布置，將來自高壓管接頭的切削液輸送到多個冷卻液通道中，多個冷卻液通道的另一端均朝向刀片3的前端設置，實現刀片3的冷卻降溫，同時，完成斷屑、潤滑過程，防止連續切屑的產生，提高產品的表面質量。

刀柄1的橫截面為25×25mm的正方形，整個刀柄1的長度為120mm。刀頭2的上端面與刀片3的上端面平行，刀頭2的上端面與水平基面之間的夾角為5°。

具體實施方式二：結合圖1至圖9說明本實施方式，本實施方式所述刀頭2上端面的前端設有菱形槽9，刀片3設置在菱形槽9內。其它組成和連接方式與具體實施方式一相同。

本實施方式中菱形槽9的槽深為13mm，刀片3的橫截面為銳角是80°的菱形，刀片3的邊長為12mm，厚度為6mm。

具體實施方式三：結合圖1至圖9說明本實施方式，本實施方式所述緊固機構包括緊固拉桿5和緊固螺栓6，緊固拉桿5的形狀為L形，緊固拉桿5的豎直端插裝在刀片3的中部，刀頭2上端面的后端沿豎直方向設有螺紋通孔8，緊固螺栓6旋裝在螺紋通孔8內，緊固螺栓6的末端頂在緊固拉桿5的水平端的上端面上。其它組成和連接方式與具體實施方式二相同。

本實施方式中緊固拉桿5為標準件，旋緊緊固螺栓6之后，緊固拉桿5的位置發生傾斜，壓緊刀片3，起到固定作用。緊固螺栓6采用內六孔螺栓，緊固螺栓6的中間部分開有梯形槽，在旋緊緊固螺栓6的過程中隨著其位置的改變調節緊固拉桿5的偏斜程度。

具體實施方式四：結合圖1至圖9說明本實施方式，本實施方式所述菱形槽9的槽底設有圓形槽10和鍵形槽11，圓形槽10沿豎直方向設置，鍵形槽11沿水平方向設置，鍵形槽11的前端與圓形槽10連接，鍵形槽11的后端與螺紋通孔8連接，緊固拉桿5的豎直端設置在圓形槽10內，緊固拉桿5的水平端設置在鍵形槽11內。其它組成和連接方式與具體實施方式三相同。

本實施方式中緊固拉桿5設置在圓形槽10和鍵形槽11內，旋緊緊固螺栓6之后，緊固拉桿5的位置在圓形槽10和鍵形槽11中發生傾斜，壓緊刀片3，起到固定作用。圓形槽10的槽深為6mm，直徑為5mm，鍵形槽11的槽深為5mm，寬度為5mm，便于緊固拉桿5的安裝。其中鍵形槽11的數量是兩個，一個鍵形槽11沿水平方向設置，另一個鍵形槽11沿豎直方向設置，水平方向的鍵形槽11設置在圓形槽10和豎直方向的鍵形槽11之間。

具體實施方式五：結合圖1至圖9說明本實施方式，本實施方式菱形槽9的第一側壁13上設有半圓槽12，半圓槽12的外側壁與菱形槽9的第二側壁14相平。其它組成和連接方式與具體實施方式二、三或四相同。

如此設計留出足夠的空間，能防止刀片在整個切削過程中因受熱出現局部應力而導致刀片變形，延長刀具的使用壽命。

具體實施方式六：結合圖1至圖9說明本實施方式，本實施方式所述菱形槽9的第一側壁13和第二側壁14的高度高于刀片3的上端面。其它組成和連接方式與具體實施方式五相同。

本實施方式中菱形槽9的第一側壁13和第二側壁14的高度高于刀片3的上端面3mm，以便冷卻液通道的設置和噴射。

具體實施方式七：結合圖1至圖9說明本實施方式，本實施方式所述多個冷卻液通道包括第一通道15、第二通道16、第三通道17、第一斜孔18、第二斜孔19和第三斜孔20，第一斜孔18設置在第一側壁13上，第二斜孔19設置在第二側壁14上，第三斜孔20設置在半圓槽12的槽底上，第一斜孔18、第二斜孔19和第三斜孔20均設置在刀片3的上端，第一通道15、第二通道16和第三通道17的一端與螺紋盲孔7的孔底相貫通，第一通道15的另一端與第一斜孔18相貫通，第二通道16的另一端與第二斜孔19相貫通，第三通道17的另一端與第三斜孔20相貫通。其它組成和連接方式與具體實施方式六相同。

本實施方式中第一通道15、第二通道16、第三通道17、第一斜孔18、第二斜孔19和第三斜孔20均勻分布于刀頭2中，避免與螺紋盲孔7發生干涉，其布局盡量相對于刀頭2部分均勻，保證在冷卻過程達到良好的效果的同時，刀頭結構強度滿足要求。第一斜孔18、第二斜孔19和第三斜孔20的端口即為高壓射流噴口，第一斜孔18、第二斜孔19和第三斜孔20所能承受的壓強為0-300bar，高壓切削液的壓強范圍是70-300bar。

第一通道15、第二通道16、第三通道17、第一斜孔18、第二斜孔19和第三斜孔20的孔徑為1mm，保證切削液在噴射時壓強足夠大，能夠達到70-300bar。

具體實施方式八：結合圖1至圖10說明本實施方式，本實施方式所述第一斜孔18、第二斜孔19和第三斜孔20的中心線在水平面上的投影的延長線交匯于一點P。其它組成和連接方式與具體實施方式七相同。

如此設計保證切削液在噴射時能夠集中在切削區域，實現冷卻和潤滑的作用，有助于切屑與工件的分離。斷屑過程中，高壓切削液對切屑的沖擊力會使得切屑斷裂形成細小的碎屑。

具體實施方式九：結合圖1至圖10說明本實施方式，本實施方式所述第一斜孔18、第二斜孔19和第三斜孔20相鄰兩個中心線在水平面上的投影之間的夾角α為20°。其它組成和連接方式與具體實施方式八相同。

如此設計使第一斜孔18、第二斜孔19和第三斜孔20分布均勻，保證切削液能夠集中并且充分噴射在切削區域，避免由于噴射壓力不足導致切屑不能斷開的現象。實現均勻噴射切削液的過程，同時均勻結構能夠保證刀頭部分結構的強度。

具體實施方式十：結合圖1至圖3和圖5說明本實施方式，本實施方式所述一種高壓冷卻車刀還包括刀墊4，刀墊4的形狀與刀片3的形狀相同，刀墊4設置在刀片3與菱形槽9的槽底之間。其它組成和連接方式與具體實施方式二、三、四、六、七、八或九相同。

本實施方式中刀墊4的橫截面為銳角是80°的菱形，邊長為12mm，厚度為4.5mm。

工作原理

本發明設計了一種用于難加工材料車削專用高壓冷卻車刀。本設計將高壓射流噴口開設在與刀片3相接觸的兩側平面(即第一側壁13和第二側壁14)上。在刀片3安裝固定完成后，刀頭2的上表面高于前刀面，高壓射流噴口以一定的角度分布在第一側壁13、第二側壁14半圓槽12上。第一斜孔18、第二斜孔19和第三斜孔20中心線的延長線匯聚于切削區域，以保證噴射出來的切削液能夠有效沖擊刀-屑接觸區域，從而保證斷屑和冷卻潤滑效果。冷卻液通道與刀頭2下端的高壓管接口連接。切削過程中，切削液由刀頭2下端的高壓管接口進入，進入到第一斜孔18、第二斜孔19和第三斜孔20，噴射到刀片3的切削區域。本發明可實現高壓力(70-300bar)的切削液通過噴射口沖擊刀具切削區域，能夠顯著提高刀具的斷屑性能；同時保證切削液充分注入刀-屑接觸區域，提高切削區域的冷卻潤滑效果，減小刀具磨損，延長刀具壽命，從而提高生產效率，降低加工成本。