【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机床刀柄领域，涉及一种支持自动换刀功能的外冷转内冷刀柄。
技术介绍
1、数控机床上刀具的冷却多采用外部冷却，即通过设置在机床主轴上的冷却机构，将冷却液喷淋至刀具，从而达到冷却的目的。但在进行打深孔或平面加工时，冷却液无法充分的喷淋到刀具与工件的接触面上，冷却效果差。为了提升冷却效果，提高生产效率与生产质量，切削加工行业开始使用带有内冷出水功能的内冷刀具，但一般要求机床须具有中心出水功能。在不具备中心出水功能的机床上，内冷刀具的使用受到了极大限制。
2、针对于无中心出水功能的机床，市场上出现了一些可以将外部冷却转为中心冷却的外转内冷刀柄。如中国专利cn 202668249 u公布了一种内冷转换刀柄装置，该专利通过在刀柄上设置开口并把切削液从外部引入，解决了无中心出水功能机床使用内冷刀具的问题，但该专利中切削液密封部分未和轴承隔开，轴承容易受到切削液的损害，并且该专利不支持自动换刀功能。
3、中国专利cn 205166543 u公开了一种外冷转内冷刀柄结构，该专利中转动部分与固定部分仅使用密封圈密封，没有设计轴承支撑结构，尽管结构简单，但其同样不支持自动换刀功能。
4、因此，设计一种能够有效降低刀具温度、延长刀具使用寿命，帮助排出切屑，改善加工效果，同时支持自动换刀功能以适应自动化加工的外冷转内冷刀柄具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种支持自动换刀功能的外冷转内冷刀柄，以解决在无中心出水功能的机床上，以及在自动
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种支持自动换刀功能的外冷转内冷刀柄包括刀柄、轴承部、密封部和atc换刀部；所述刀柄轴向依次穿过轴承部、密封部，轴承部和密封部通过卡扣连接在一起；所述刀柄与轴承部通过锁紧螺母连接在一起，当刀柄安装在主轴上并高速旋转时，轴承部起支撑作用；所述atc换刀部侧向固定在轴承部上；所述刀柄一端与机床连接，另一端可以装夹刀具；
4、所述轴承部包括轴承座、第一轴承、第二轴承和锁紧螺母，第一轴承和第二轴承安装在轴承座中并通过隔套分隔，通过锁紧螺母固定；
5、所述密封部包括密封中壳、上盖、下盖，三者通过螺钉连接组成密封部的主体，第一密封圈和第二密封圈安装在该主体中；
6、所述atc换刀部包括atc座、高度调节垫、内进水螺柱，高度调节垫放置在atc座上的通孔中，该通孔上部加工有螺纹，内进水螺柱可与之连接；所述atc换刀部还包括主轴定位板和进水口固定座，主轴定位板安装在主轴下方，进水口固定座安装在主轴定位板上；所述atc换刀部还包括一止动机构，包括弹簧、止动销、定位螺钉和推杆，止动销和推杆柔性连接在一起，通过定位螺钉定位，并在弹簧的作用下实现复位。
7、进一步的，所述第一轴承和第二轴承为一对采用背对背方式配置的角接触球轴承，轴承间隙和预紧力通过隔套和锁紧螺母调节；所述刀柄使用标准的er规格的止水弹簧夹头和螺帽来安装内冷刀具。
8、进一步的，刀柄法兰结构的下方设计有4个螺纹孔，挡油罩通过螺钉与刀柄连接在一起，所述挡油罩下方环形均匀设计有4个凹槽，所述止动销可在推杆的带动下伸入或退出该凹槽，从而实现刀柄的锁定和释放，所述定位螺钉用来实现止动销运动时的导向和定位，所述推杆的复位运动通过弹簧实现。
9、进一步的，所述刀柄法兰结构下方的轴状结构上还设计有刀柄上的导流孔，所述刀柄上的导流孔形状为长条形，数量为5个，并与刀柄中心通孔联通，且中心线与刀柄旋转中心线有一定的偏心量e，偏心量e的取值范围为1-5mm，所述偏心量e的作用是减小切削液在刀柄内部的压力损失。
10、进一步的，在锁紧螺母的对应位置上也设计有锁紧螺母上的导流孔，其形状也为长条形，且其尺寸比刀柄上的导流大，当锁紧螺母安装到位后，其与刀柄上的导流孔中心对齐。
11、进一步的，所述轴承座底部环形设计有三个阶梯状凹槽，卡片使用螺钉固定在第一级凹槽上，所述上盖顶部有与卡片配合的上盖卡扣结构，将所述上盖卡扣入第二级凹槽中，然后顺时针旋转即可将所述密封部与轴承部连接在一起；所述轴承座底部的阶梯状凹槽为3个，与之匹配的卡片也为3个，相应的上盖卡扣结构也为3个。
12、进一步的，内进水螺柱顶面安装后的高度由高度调节垫调节；所述进水口固定座和主轴定位板连接后安装在主轴下方，当将刀柄装入主轴后，内进水螺柱插入进水口固定座上的孔中，切削液便可流入刀柄。
13、进一步的，所述atc座通过螺钉侧向固定在轴承座上，在所述密封中壳和atc座之间还有连接管、第一密封垫和第二密封垫。所述连接管用于连通上述密封中壳与atc座，第一密封垫和第二密封垫分别安装在连接管两侧，用于防止切削液泄漏。
14、一种支持自动换刀功能的外冷转内冷刀柄其内部切削液流通顺序为：进水口固定座→内进水螺柱→atc座→连接管→密封中壳→锁紧螺母→刀柄。
15、一种支持自动换刀功能的外冷转内冷刀柄，其与机床的接口类型包括bt30、bt40、bt50、hsk a50、hsk a63，可以在配置了这些接口类型的机床上应用。
16、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
17、1）、本专利技术通过双轴承的支撑结构，大幅提高了外冷转内冷刀柄的结构刚性，使其在使用的过程中可以承载更大的载荷，保持更优异的稳定性，有效改善加工效果；
18、2）、本专利技术通过将轴承的支撑结构与切削液的密封结构进行独立分离设计，有效避免了外冷转内冷刀柄在使用过程中，切削液可能发生的泄漏对轴承功能与寿命的损害问题，极大提高了外冷转内冷刀柄的可靠性、提高了刀柄的使用寿命；
19、3）、本专利技术的轴承支撑结构和切削液密封结构之间的卡扣设计，不仅巧妙隐藏了这两部分之间的连接结构，使产品外观更加完整和统一，并且使外冷转内冷刀柄的整体结构集成化程度更高，产品整体尺寸更加小巧，占用空间少，有效降低了生产过程中发生干涉的风险，同时也使得结构连接更加稳定可靠；
20、4）、本专利技术设计的止动结构，使外冷转内冷刀柄支持在机床内部实现自动换刀功能，不仅使用更加便捷，同时可以支持生产过程实现自动化，提高整个生产过程的生产效率；
21、5）、本专利技术设计的止动结构，体积小巧、结构紧凑，并且核心功能实现结构均被隐藏在壳体内部，可以避免切屑和切削液的影响，工作性能稳定、可靠；
22、6）、本专利技术包含的特殊流道设计，其导流孔的条形设计与错位设计，使得切削液在外部冷却转换为内部冷却的过程中，有效降低了切削液输出的流量和压力损失，提高了切削液的输出效率；
23、7）、本专利技术包含的特殊流道设计，在外冷转内冷刀柄工作过程中，导流孔轴线与刀柄表面线速度之间成一钝角，在运动时形成一种“舀水”的效应，更进一步减小了切削液的流量和压力损失，更加节能高效；
24、8）、通过产品结构和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种支持自动换刀功能的外冷转内冷刀柄，其特征在于：包括刀柄（1）、轴承部、密封部和ATC换刀部；所述刀柄（1）轴向依次穿过轴承部、密封部，轴承部和密封部通过卡扣连接在一起；所述刀柄（1）与所述轴承部通过锁紧螺母（11）连接在一起；所述ATC换刀部侧向固定在轴承部上；所述刀柄（1）一端与机床连接，另一端可装夹刀具；所述轴承部包括轴承座（5）、第一轴承（3）、第二轴承（4）和锁紧螺母（11），第一轴承（3）和第二轴承（4）安装在轴承座（5）中并通过隔套（6）分隔，通过锁紧螺母（11）固定；所述密封部包括密封中壳（9）、上盖（7）、下盖（10），三者通过螺钉连接组成密封部的主体，第一密封圈(8)和第二密封圈(12)安装在该主体中；所述ATC换刀部包括ATC座（16）、高度调节垫(19)、内进水螺柱(21)，高度调节垫（19）放置在ATC座(16)上的通孔中，该通孔上部加工有螺纹，内进水螺柱(21)可与之连接；所述ATC换刀部还包括主轴定位板(24)和进水口固定座（23），主轴定位板(24)安装在主轴下方，进水口固定座（23）安装在主轴定位板(24)上；所述ATC换刀部还包括一止动机
2.根据权利要求1所述的一种支持自动换刀功能的外冷转内冷刀柄，其特征在于：所述第一轴承(3)和第二轴承(4)为一对采用背对背方式配置的角接触球轴承，轴承间隙和预紧力通过隔套(6)和锁紧螺母(11)调节；所述刀柄（1）使用标准的ER规格的止水弹簧夹头和螺帽来安装内冷刀具。
3.根据权利要求1所述的一种支持自动换刀功能的外冷转内冷刀柄，其特征在于：所述轴承座（5）底部环形设计有三个阶梯状凹槽，卡片（25）使用螺钉固定在第一级凹槽（26）上，所述上盖（7）顶部有与卡片（25）配合的上盖卡扣结构（28），将所述上盖卡扣结构（28）插入第二级凹槽（27）中，然后顺时针旋转即可将所述密封部与轴承部连接在一起；所述轴承座(5)底部的阶梯状凹槽为3个，与之匹配的卡片(25)也为3个，相应的上盖卡扣结构(28)也为3个。
4.根据权利要求1所述的一种支持自动换刀功能的外冷转内冷刀柄，其特征在于：刀柄（1）法兰结构的下方设计有4个螺纹孔，挡油罩（2）通过螺钉与刀柄连接在一起，所述挡油罩(2)下方环形均匀设计有4个凹槽，所述止动销(18)可在推杆(22)的带动下伸入或退出该凹槽，从而实现刀柄的锁定和释放，所述定位螺钉(20)用来实现止动销(18)运动时的导向和定位，所述推杆(22)的复位运动通过弹簧(17)实现。
5.根据权利要求1所述的一种支持自动换刀功能的外冷转内冷刀柄，其特征在于：所述刀柄(1)法兰结构下方的轴状结构上还设计有刀柄上的导流孔（30），所述刀柄上的导流孔（30）形状为长条形，数量为5个，所述刀柄上的导流孔（30）与刀柄中心通孔联通，且其中心线与刀柄旋转中心线有一定的偏心量e，偏心量e的取值范围为1-5mm，所述偏心量e的作用是减小切削液在刀柄内部的压力损失。
6.根据权利要求1所述的一种支持自动换刀功能的外冷转内冷刀柄，其特征在于：在锁紧螺母(11)的对应位置上也设计有锁紧螺母上的导流孔（29），其形状也为长条形且尺寸比刀柄上的导流孔（30）大，当锁紧螺母(11)安装到位后，所述锁紧螺母上的导流孔（29）与刀柄上的导流孔（30）中心对齐。
7.根据权利要求1所述的一种支持自动换刀功能的外冷转内冷刀柄，其特征在于：内进水螺柱(21)顶面安装后的高度由高度调节垫(19)调节；所述进水口固定座(23)和主轴定位板(24)连接后安装在主轴下方，当将刀柄装入主轴后，内进水螺柱(21)插入进水口固定座(23)上的孔中，切削液便可流入刀柄。
8.根据权利要求1所述的一种支持自动换刀功能的外冷转内冷刀柄，其特征在于：所述刀柄(1)与机床的接口适用BT30、BT40、BT50、HSK A50、HSK A63的规格。
...【技术特征摘要】
1.一种支持自动换刀功能的外冷转内冷刀柄，其特征在于：包括刀柄（1）、轴承部、密封部和atc换刀部；所述刀柄（1）轴向依次穿过轴承部、密封部，轴承部和密封部通过卡扣连接在一起；所述刀柄（1）与所述轴承部通过锁紧螺母（11）连接在一起；所述atc换刀部侧向固定在轴承部上；所述刀柄（1）一端与机床连接，另一端可装夹刀具；所述轴承部包括轴承座（5）、第一轴承（3）、第二轴承（4）和锁紧螺母（11），第一轴承（3）和第二轴承（4）安装在轴承座（5）中并通过隔套（6）分隔，通过锁紧螺母（11）固定；所述密封部包括密封中壳（9）、上盖（7）、下盖（10），三者通过螺钉连接组成密封部的主体，第一密封圈(8)和第二密封圈(12)安装在该主体中；所述atc换刀部包括atc座（16）、高度调节垫(19)、内进水螺柱(21)，高度调节垫（19）放置在atc座(16)上的通孔中，该通孔上部加工有螺纹，内进水螺柱(21)可与之连接；所述atc换刀部还包括主轴定位板(24)和进水口固定座（23），主轴定位板(24)安装在主轴下方，进水口固定座（23）安装在主轴定位板(24)上；所述atc换刀部还包括一止动机构，包括弹簧(17)、止动销(18)、定位螺钉(20)和推杆(22)，止动销（18）和推杆（22）柔性连接在一起，通过定位螺钉（20）定位，并在弹簧（17）的作用下实现复位。
2.根据权利要求1所述的一种支持自动换刀功能的外冷转内冷刀柄，其特征在于：所述第一轴承(3)和第二轴承(4)为一对采用背对背方式配置的角接触球轴承，轴承间隙和预紧力通过隔套(6)和锁紧螺母(11)调节；所述刀柄（1）使用标准的er规格的止水弹簧夹头和螺帽来安装内冷刀具。
3.根据权利要求1所述的一种支持自动换刀功能的外冷转内冷刀柄，其特征在于：所述轴承座（5）底部环形设计有三个阶梯状凹槽，卡片（25）使用螺钉固定在第一级凹槽（26）上，所述上盖（7）顶部有与卡片（25）配合的上盖卡扣结构（28），将所述上盖卡扣结构（28）插入第二级凹槽（27）...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘永财，刘淑敏，赵松，
申请(专利权)人：西安精雕精密机械工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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