實(shí)用新型數(shù)控車(chē)床車(chē)刀冷卻裝置的研發(fā)

[摘 要] 現(xiàn)數(shù)控車(chē)廠家生產(chǎn)的大部分?jǐn)?shù)控車(chē)床（前刀架）的冷卻系統(tǒng)是用一條普通的噴水管?chē)娚淅鋮s液到車(chē)刀冷卻，由于車(chē)刀與噴水管移動(dòng)過(guò)程不一致，造成刀頭因沒(méi)冷卻液充分冷卻，從而造成車(chē)刀的壽命大大降低，特別是用內(nèi)孔車(chē)刀加工內(nèi)孔時(shí)，因刀頭因沒(méi)冷卻液充分冷卻，造成內(nèi)孔表面光潔度較差，尺寸難以控制。如噴水管位置擺放不好，更會(huì)導(dǎo)致卡盤(pán)、刀架與噴水管發(fā)生碰撞，頻頻出現(xiàn)事故。該裝置就是針對(duì)前置刀架數(shù)控車(chē)床的冷卻系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)過(guò)于簡(jiǎn)單，因加工過(guò)程車(chē)刀冷卻不充分而影響工件的精度和降低刀具壽命，甚至造成事故等一系列問(wèn)題而研發(fā)的，它能夠簡(jiǎn)單、有效、安全地解決存在的問(wèn)題。

[關(guān) 鍵 詞] 冷卻系統(tǒng)；創(chuàng)新點(diǎn)；科學(xué)性；先進(jìn)性

[中圖分類(lèi)號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2017）17-0160-02

一、技術(shù)背景

隨著機(jī)械制造技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，對(duì)一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用。數(shù)控加工技術(shù)的廣泛應(yīng)用和擁有大量的數(shù)控機(jī)床，則是現(xiàn)代機(jī)械制造企業(yè)制造能力和水平的重要標(biāo)志之一。使用數(shù)控機(jī)床能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。這給企業(yè)的生產(chǎn)加工帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)控機(jī)床在各個(gè)機(jī)械制造企業(yè)現(xiàn)已得到了廣泛的使用。而現(xiàn)在很多廠家生產(chǎn)的前置刀架數(shù)控車(chē)床的冷卻系統(tǒng)過(guò)于簡(jiǎn)單，從而造成加工過(guò)程車(chē)刀不能充分冷卻，縮短車(chē)刀使用壽命和影響工件的精度。

二、設(shè)計(jì)目的與創(chuàng)新點(diǎn)

（一）設(shè)計(jì)目的

本裝置是針對(duì)前置刀架數(shù)控車(chē)床的冷卻系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)過(guò)于簡(jiǎn)單，因加工過(guò)程車(chē)刀冷卻不充分而影響工件的精度和降低刀具壽命，甚至造成事故等一系列存在問(wèn)題而設(shè)計(jì)的，它能夠簡(jiǎn)單、有效、安全地解決存在問(wèn)題。

在車(chē)削加工中，刃具的溫度不僅影響工件的表面光潔度、精度和生產(chǎn)效率，更直接影響刀具的壽命，因此，為了提高刀具壽命，在車(chē)削加工中，冷卻液必須噴射到刀頭處，降低刀頭的溫度。現(xiàn)數(shù)控車(chē)生產(chǎn)廠家制造的大部分前置刀架數(shù)控車(chē)床的冷卻系統(tǒng)過(guò)于簡(jiǎn)單，都是用一條普通的噴水管?chē)娚淅鋮s液到車(chē)刀冷卻，由于車(chē)刀與噴水管移動(dòng)過(guò)程步調(diào)不一致，刀頭冷卻不充分，從而降低車(chē)刀的壽命，特別是加工內(nèi)孔時(shí)，因刀頭冷卻不充分，造成內(nèi)孔表面光潔度差，尺寸難以控制。如噴水管位置擺放不好，更會(huì)造成工件與噴水管發(fā)生碰撞，出現(xiàn)事故。由于在加工過(guò)程中，工人要不斷擺弄冷卻管的位置，這樣很容易出現(xiàn)危險(xiǎn)，又增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。本發(fā)明就是針對(duì)改進(jìn)上述缺點(diǎn)而設(shè)計(jì)的，能夠簡(jiǎn)單、有效、安全地解決上述問(wèn)題。本裝置安裝方便、造價(jià)低廉（材料成本不夠100元），適用安裝于國(guó)內(nèi)前置刀架數(shù)控車(chē)床上，本裝置對(duì)提高加工企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力起到重要性作用。

（二）創(chuàng)新點(diǎn)

1.本裝置（如下圖）的創(chuàng)新點(diǎn)在于自主研發(fā)，國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，已獲得國(guó)家專(zhuān)利授權(quán)（專(zhuān)利號(hào)：2015204606203）。

2.設(shè)計(jì)巧妙

本裝置關(guān)鍵技術(shù)在于安裝在進(jìn)水座內(nèi)的中間旋轉(zhuǎn)軸，它把冷卻液巧妙地引流到出水座，出水座隨刀架旋轉(zhuǎn)而進(jìn)水座不旋轉(zhuǎn)。

3.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、操作安全、使用壽命長(zhǎng)

本裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（只有10個(gè)簡(jiǎn)單零部件），而且輕巧、安裝方便。成本低廉（成本低于100元），只要對(duì)原機(jī)床作一點(diǎn)小改動(dòng)，就巧妙地把原機(jī)床輸出的冷卻液引入本裝置，再用引出管引流到各把車(chē)刀刀頭處，而刀架換刀時(shí)又不影響噴水位置。車(chē)床在加工的過(guò)程中，無(wú)論機(jī)床如何運(yùn)作或換刀，該冷卻裝置都能保證對(duì)刀具的充分冷卻，從而提高刀具壽命與產(chǎn)品質(zhì)量。

三、基本思路

目前，數(shù)控車(chē)床生產(chǎn)廠家制造的大部分前置刀架數(shù)控車(chē)床的冷卻裝置都是用一條普通的噴水管輸出，結(jié)構(gòu)過(guò)于簡(jiǎn)單，嚴(yán)重影響數(shù)車(chē)的生產(chǎn)效率，這類(lèi)經(jīng)濟(jì)型機(jī)床國(guó)內(nèi)擁有很多，本裝置推廣后，前景極好。

研發(fā)一個(gè)裝置，對(duì)原機(jī)床不作太大改動(dòng)，把該裝置加裝在前置刀架的刀架頂部，通過(guò)輸入組件把原機(jī)床冷卻管與本裝置的進(jìn)水座連接，使冷卻液從進(jìn)水座內(nèi)的中間旋轉(zhuǎn)軸往一個(gè)方向引流到出水座（注：出水座隨刀架同步旋轉(zhuǎn)），用銅管（或可調(diào)冷卻管）把冷卻液從出水座引出到各把車(chē)刀的刀頭上，直接高速?lài)娚淅鋮s，克服了上述移動(dòng)不一致等的缺點(diǎn)，冷卻充分又安全，極大地提高了刀具的壽命。

四、科學(xué)性與先進(jìn)性

（一）科學(xué)性

隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展和數(shù)控車(chē)床擁有量的增加，社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，廠家對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度要求越來(lái)越高。為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本，廠家都會(huì)把提高刀具壽命作為重要考慮因素，只有提高刀具壽命，才能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本，這是成正比例的。同時(shí)降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和提高效率也是廠家考慮的另一重要因素。本裝置是基于這兩方面考慮設(shè)計(jì)而成的。

（二）先進(jìn)性

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)數(shù)控車(chē)床冷卻系統(tǒng)的研究不是很多，大部分集中于內(nèi)冷式刀具的冷卻，如蘇聯(lián)多尼雅金斯克工學(xué)院研制了一種自備冷卻系統(tǒng)的車(chē)刀。但這類(lèi)刀具價(jià)格昂貴，如果使用這些刀具，對(duì)現(xiàn)在國(guó)內(nèi)大多數(shù)使用前置刀架經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床的廠家成本過(guò)高。

現(xiàn)在數(shù)控車(chē)床生產(chǎn)廠家制造的大部分前置刀架數(shù)控車(chē)床的車(chē)刀冷卻系統(tǒng)原理是冷卻水箱的水泵輸出口用一條軟性膠管與固定在滑板箱上的冷卻輸出管的輸入端連接，冷卻液從冷卻輸出管的輸出口噴射到車(chē)刀上進(jìn)行冷卻，但由于加工過(guò)程車(chē)刀與冷卻管移動(dòng)過(guò)程步調(diào)不一致，造成刀頭冷卻不充分，從而造成車(chē)刀的壽命大大降低，特別是用內(nèi)孔車(chē)刀加工內(nèi)孔時(shí)，因刀頭冷卻不充分，造成內(nèi)孔表面光潔度較差，尺寸難以控制。如噴水管位置擺放不好，更會(huì)造成工件與噴水管發(fā)生碰撞，頻頻出現(xiàn)事故。由于在加工過(guò)程中工人要不斷擺弄冷卻管使冷卻液對(duì)著加工刀具噴射，這樣很容易對(duì)操作工人造成危險(xiǎn)。

五、技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

本發(fā)明裝置包括進(jìn)水座、中間旋轉(zhuǎn)軸、軸承、高壓油封、端蓋、輸入連接組件、出水座、開(kāi)關(guān)、輸出連接組件、銅管、固定連接片及固定螺釘?shù)取Ａ慵谱骱?jiǎn)單，成本低廉，對(duì)原機(jī)床改動(dòng)小，安裝方便，安裝本裝置后，由于解決了傳統(tǒng)冷卻的缺陷，從而大大延長(zhǎng)車(chē)刀的使用壽命，一個(gè)工人完全可以輕松地操作幾臺(tái)數(shù)控車(chē)加工和降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和提高加工產(chǎn)品的效率。本裝置投入到30多間數(shù)控加工廠試用，問(wèn)卷調(diào)查滿(mǎn)意度達(dá)95%，經(jīng)試驗(yàn)，刀具壽命提高了50%。本發(fā)明裝置適用范圍涉及所有前置刀架的數(shù)控車(chē)床的車(chē)刀冷卻裝置。

六、推廣前景及市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)

隨著機(jī)械制造技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，它對(duì)一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用。數(shù)控加工技術(shù)的廣泛應(yīng)用和擁有大量的數(shù)控機(jī)床，則是現(xiàn)代機(jī)械制造企業(yè)的制造能力和水平的重要標(biāo)志。使用數(shù)控機(jī)床能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。這給企業(yè)的生產(chǎn)加工帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)控機(jī)床在各個(gè)機(jī)械制造企業(yè)現(xiàn)已得到了廣泛的使用。

本裝置是針對(duì)傳統(tǒng)前置刀架數(shù)控車(chē)床冷卻系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)，經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐觀察研發(fā)而成，成功申報(bào)了國(guó)家專(zhuān)利并獲得授權(quán)。本實(shí)用新型裝置的研發(fā)完全從延長(zhǎng)刀具使用壽命和降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度的角度考慮，制作簡(jiǎn)單、成本低廉，安全有效，可大規(guī)模生產(chǎn)、推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].第七版.北京：高等教育出版社，2001.

[2]陳維福.帶自冷系統(tǒng)的車(chē)刀[J].工具技術(shù)，1987（12）.

[3]馬永年.蘇聯(lián)的機(jī)夾式車(chē)刀系統(tǒng)[J].工具技術(shù)，1987（5）.