[发明专利]一种可产生超音速低温气流的可转位式内冷铣刀

说明书

技术领域

本发明涉及一种可产生超音速低温气流的可转位式内冷铣刀。

背景技术

内冷式铣刀作为当前刀具发展的重要方向，其具有冷却效率高等优点，目前常用的内冷式铣刀以切削液内冷为主，也有压缩空气内冷式，但其气流温度为常温。制造业未来发展方向是绿色制造，在切削加工领域有多种绿色切削方式，其中一种重要方式是使用低温气体代替切削液作为切削加工的冷却介质。未来的切削加工过程中，切削液将会逐渐被气流冷却方式替代。

低温气体冷却切削能够减少环境污染，降低产品成本，提高产品质量。许多学者研究利用液氮冷却切削，但其成本较高。目前的内冷式刀具多以压缩空气为主，喷射气流速度为亚音速,气流温度为常温，吸收切削热的效果不理想。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种可产生超音速低温气流的可转位式内冷铣刀，本装置利用空气、氮气、氩气、氦气，将相应的气体高压配气系统连接至机床内冷接口，或连接至刀柄的外冷转内冷接口，就可以产生超音速气流喷射到切削区，辅助材料断屑排屑，降低切削温度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可产生超音速低温气流的可转位式内冷铣刀，包括刀柄、刀头、收缩扩张型喷嘴和可转位刀片，所述刀柄与刀头连接，刀头上中心对称固定有两个可转位刀片，刀头上端设置有与可转为刀片位置相配合的内冷孔，内冷孔上连接有收缩扩张型喷嘴；两个内冷孔分别与分流道连接；刀柄中心设有冷却孔，冷却孔连接主流道，主流道贯穿刀柄内部，与两个分流道相通。

所述刀柄与刀头通过螺纹连接，且连接面上设有密封圈槽。

所述密封圈槽内装设有高压气体密封圈，以防止气体侧漏。

所述刀头内冷孔设置有喷嘴镶嵌孔，喷嘴镶嵌孔上设有喷嘴连接螺纹，收缩扩张型喷嘴通过所述喷嘴连接螺纹安装于刀头内冷孔上。

所述收缩扩张型喷嘴内部包括依次相连接的收缩段、喉部和扩张段，为两端宽、中间窄的结构。

所述可转位刀片通过螺钉固定于刀头的刀槽内。

所述收缩扩张型喷嘴可更换，其尺寸根据所要求的出口气流速度和温度而改变。

本发明的工作原理为：

通过收缩扩张型喷嘴实现超音速气流，首先对喷嘴工作原理进行分析，由微分形式的连续方程式1,可以看出：亚声速时候随着管截面收缩则流速增加，超声速时候随着管截面扩张则流速继续增加。

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