具有叶轮式冷却剂导流器的刀夹制造技术

提供一种刀夹（１），用于接收和加压外部的冷却剂喷流（３）并将该冷却剂引导到转动的切削刀具，而在该刀夹（１）和冷却剂喷流（３）之间不用机械密封装置。刀夹（１）包括：连接柄（９），可固定地连接于转动驱动轴；适配件（１１）例如套爪夹头（３１），用于使转动切削刀具连接于连接柄（９）；装在连接柄（９）和适配件（１１）之间的冷却剂导流器（１３）。该冷却剂导流器（１３）由叶轮组件（１５）构成，该叶轮组件沿其外周面具有许多均匀间隔开的用于接收无约束冷却剂喷流的接收冷却剂开口。沿适配件（１１）的转动轴线设置通道（１６），该通道用于接收由叶轮组件（１５）加压的冷却剂并将其引导到固定在适配件（１１）上的切削刀具。这种叶轮式导流器使得在转动的刀具和加压冷却剂源之间不再需流体密封装置或其它的产生摩擦的机械连接装置。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术一般涉及具有无源冷却剂导流器的刀夹，具体涉及具有叶轮式冷却剂导流器的刀夹，该导流器可以接收外来的加压冷却剂流，并将其引入到切削刀具，而不需要在刀夹和冷却剂源之间应用机械密封装置或其它连接装置。在先有技术中已知具有冷却剂传输系统的刀夹。这种刀夹一般包括可转动的刀夹主体，该主体具有连接柄，用于使刀夹连接于可转动的驱动轴；适配件，用于使切削刀具例如钻头或铣刀头连接于连接柄；冷却剂通道，用于将加压的冷却剂喷流引到切削刀具和工件的界面上。因为在刀夹主体和加压冷却剂源之间发生相对运动，所以通常用导管将加压冷却剂输送到刀夹，该导管连接于接头的两个相互配接的可相对运动的部件中的一个部件上，而该两个相互配接的可相对运动的部件中的另一个部件则连接于刀夹主体。这种接头在其两个相互配接的部件之间包括动态流体密封装置，以防止在刀夹转动和操作期间加压冷却剂的不需要的渗漏。尽管已经证明具有这种冷却系统的刀夹可以在各种机加工操作中进行满意的操作，但是申请人发现，由于利用动态的密封接头将静止的冷却剂源发送的冷却剂输送到刀夹的转动主体内，因而引起许多问题。例如在机加工操作期间，将加压冷却剂约束在这样一种接头内所必需的密封装置将产生很大的摩擦力，这样便降低了传动轴和切削刀具之间的动力传输效率。由于现在又不断要求提高机加工操作的速度，因而使这一问题更加恶化，在高速机加工操作时，刀夹以相当高的转速转动。提高刀夹转速到两倍或三倍将使流体密封件之间的摩擦力增加4倍至9倍。这种显著增加的摩擦力不仅妨碍动力传送，而且还大大加速了流体密封装置的磨损，因而需要很频繁地进行更换，这样又造成机加工装置的更多停机时间，造成浪费。另外，用在常规的带冷却剂的刀夹中的流体密封接头是很贵的部件，这种部件必须以很精密的配合公差进行制造。最后，由于需要机械密封，所以必需进行导管的安装以及在冷却剂传送导管和流体密封接头之间进行刚性连接，这样便严重损害了机加工系统的整体灵活性，因为每次将替换刀夹装在驱动轴上时必须折开和重新装上冷却剂的“铅封”装置。尽管申请人知道美国专利5183363公开的另一种冷却剂系统，这种系统本身不需要动态密封装置，但是这种系统仍要求设置固定的环形部件，该部件与刀具轴的外周面隔得很近(约5/1000英寸)，以便将冷却剂有效地输送到刀具轴的外圆周面上，在该外圆周面上，冷却剂最后可以流入刀具轴主体上的螺旋通道的一端。尽管这种可替代的设计可以消除由更常规的有冷却剂的刀夹中的动态密封部件引起的摩擦力，但是仍需要固定的装得很近的连接部件，而且仍然存在上述的缺乏灵活性的缺点，因为每当更换刀夹时还需要连接和拆卸刚性的冷却剂铅封系统。很清楚，仍需要一种可以输送冷却剂的刀夹，这种刀夹不仅不再需要密封部件，而且在固定的冷却剂源和刀夹的转动主体之间的界面上也不需要任何机械密封。这种装置最好易于制造，成本低，可以容易地应用于各种安装刀具的适配件。最后，与这种刀夹相关的冷却系统在安装或替换刀夹时不需要在刀夹的主体上进行冷却剂铅封系统的麻烦的费时的连接和折卸。专利技术概要一般地讲，本专利技术是一种具有叶轮式冷却剂导流器的刀夹，该刀夹克服了所有上述先有技术的缺点。该刀夹包括连接柄，该柄可折卸地连接于转动的驱动轴；刀具适配件例如套爪式夹头，用于将可转动的切削刀具连接于该柄上；冷却剂导流器，装在刀夹内，包括接收非约束冷却剂喷流的叶轮组件。为此，该叶轮组件在其外周面上具有一个开口，该叶轮组件具有至少一个叶片，以便挡击和加压射向叶轮组件中心的通过该开口接收的冷却剂。冷却剂导流器还包括在适配件中的与刀夹转动轴线准直的通道，该通道用于接收由叶轮组件加压的冷却剂并将其引入到切削刀具，从而可用冷却剂来冷却和润滑刀刃和工件之间的界面。冷却剂导流器的叶轮组件可以接收无约束的冷却剂喷流，这样便可以有利地完全去掉固定的冷却剂源和刀夹的转动部件之间的密封装置。因而便可以有效地除去在此界面上的所有摩擦力，并且不再需要机械加工和安装固定的连接部件、密封装置或紧配合的部件，这些部件不仅增加了装置的成本，而且在车间内还不能方便地装在驱动轴上或从驱动轴上卸下来。在优选实施例中，叶轮组件装在连接柄和刀具适配件之间，包括盘形的环形固定器。该环形固定器包括圆形侧壁和许多叶轮叶片，前者具有许多均匀间隔开的用于接收冷却剂的开口。叶轮叶片的外端部连接于开口之间圆形壁的内表面上。叶轮叶片的内端部结束于冷却剂导向部件的外周，该导向部件与刀具适配件中的轴向通道准直。该叶轮叶片是凹的，因而在刀夹转动时它可以加压液体冷却剂并将其引向该冷却剂导向件。连接柄和适配件均包括围绕刀夹转动轴线同心配置的环形肩部，而且该环形固定器可以包括上、下环形壁，该壁结束于一个圆边，以便接收连接柄的和适配件的环形肩部。围绕刀夹的转动轴线同心地配置环形固定器上、下壁的内边缘，使得在组装这三个部件时，连接柄、适配件和叶轮组件的所有转动轴线是共线的。在操作中，使加压的未约束的冷却剂喷流沿一条线射向叶轮组件的外周开口，该线相对于盘形叶轮组件为一条定向的弦线。叶轮叶片的凹度使得叶片可以对经叶轮开口冲击在叶片上的液体冷却剂施加一个径向压力，该压力又迫使冷却剂流过外接叶轮叶片内端部的居中配置的冷却剂导向件，然后从该导向件流到刀具适配件中的通道。由转动叶轮叶片产生的压力总是大于由于叶轮组件转动产生离心力而成的作用于冷却剂的反压力。因此，叶轮组件即使在很高的转速条件下也可以有效地将冷却剂泵到连接于适配件的转动切削刀具上。若干附图的简要说明附图说明图1是本专利技术的具有叶轮式冷却剂导流器的刀夹的侧视图，示出叶轮组件上的开口如何接收无约束的冷却剂流；图2是图1所示刀夹的分解的局部横截面图，示出连接柄和适配器如何装在叶轮组件的环形固定件上；图3是沿图2的3-3线看去的叶轮组件的平面图；图4是沿图3的4-4线切取的叶轮组件侧视横截面图；图5是本专利技术刀夹的示意侧视图，示出该刀夹如何与各种刀具适配件配合使用。优选实施例的详细说明下面参考图1和图2，在所有附图中相同编号表示相同部件，本专利技术的刀夹1适合于接收未约束的冷却剂喷流3，而不需要在冷却剂喷流3和转动刀夹1之间安装任何形式的精密配合部件。这种未约束的冷却剂喷流3从喷嘴5喷出，该喷嘴最好装在一个软管7上，以便于相对刀夹1的冷却剂导流器快速而方便地定位喷嘴5。虽然在所有附图中未示出，但软管7最后连接于一个加压冷却剂源，在刀夹1操作期间，该冷却剂源可以连续产生液体喷流3。刀夹1大体包括使刀夹1可拆卸地连接于驱动轴(未示出)的连接柄、卡紧切削刀具的适配件11和冷却剂导流器13。冷却剂导流器13的主要部件是连接在连接柄9下端部和适配件11上端部之间叶轮组件15和适配件11上的流体通道16，该通道与刀夹1的转动轴线A准直。连接柄9包括截头圆锥部分18，该部分的底端终止于环形凸部20。该截头圆锥部分18可牢固地固定在驱动轴的互补形状的锥形凹槽内。从连接柄环形凸出部20下面伸出的是圆筒连接部分22，该部分有助于连接柄9与冷却剂导流器13的准直和组装。为此，连接部分22包括底部圆形壁24(示于图2)。该圆形壁24外周缘外接于环形倾斜面26，而其内周缘则外接环形肩部28。下面将详细说明环形肩部28的准直功能。图1和图2所示本专利技术实施例中的适配本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可绕轴线转动的刀夹。用于接收、加压和调节外部冷却剂喷流，并将该喷流引导到转动的切削刀具，不需要在上述刀夹具和上述冷却剂喷流之间应用任何机械密封（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ）装置，该刀夹包括：连接柄，用于使刀夹连接于 可转动的驱动轴；适配装置，用于使转动的切削刀具连接于上述连接柄；冷却剂导流器，装在上述刀夹内，包括叶轮组件，该组件在刀夹的外周面上具有至少一个用于接收无约束（ｕｎｃｏｎｔａｉｎｅｄ）冷却剂喷流的开口，该叶轮组件还具有至少一个叶片，该 叶片用于挡击（ｉｍｐｉｎｇｉｎｇ）和加压进入上述开口的冷却剂，上述导流器还包括上述适配装置中的通道，该通道与转动轴线准直，用于接收叶轮组件中的已加压冷却剂，并将其引导到切削刀具。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：加里L莫尔施，
申请(专利权)人：钴碳化钨硬质合金公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]