[發明專利]一種振蕩熱管冷卻的硬質合金可轉位刀具及其制備方法

無效

• 申請號: 201210139206.3
• 申請日: 2012-05-08
• 公開（公告）號: CN102632262A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 鄧建新;連云崧;顏培;邢佑強
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B23B27/10
• 分類號: B23B27/10;B23P15/28
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李健康

技術領域

本發明屬于機械切削刀具制造技術領域，特別是涉及一種振蕩熱管冷卻的硬質合金可轉位刀具及其制備方法。

背景技術

切削加工是機械制造業中一種主要的金屬成型工藝。隨著當前人們環保、節能意識的不斷增強，干切削加工技術的研究和應用被不斷擴大。但是，干切削加工過程中，沒有切削液的冷卻和潤滑作用，大量切削熱集中在刀尖位置，引起切削溫度升高，導致刀具磨損加劇和工件熱損傷的產生，尤其是加工難加工材料時，切削條件更為惡化；另外，如果大量切削熱通過刀片向刀柄等刀具系統傳遞，將會導致因刀具系統熱漲而產生的加工誤差。為此，急需尋找一種改善干切削刀具散熱的新技術來降低切削溫度、延緩刀具磨損和提高工件加工精度。

中國文獻“機械工程學報”(1989，25(1)：8~12)報道了熱管車刀的研制，它是在機夾可轉位車刀的刀桿內部加工熱管來強化刀具在切削加工時的散熱。中國專利“專利號ZL200710190139.7”報道了一種釬焊金剛石熱管砂輪，它是將熱管組裝在金剛石砂輪上以直接疏導磨削弧區積聚的熱量。中國專利“申請號：201010224871.3”報道了一種熱管刀具及利用熱管改善切削刀具散熱的方法，它是將熱管嵌入整體車刀的刀體內部，或將熱管壓在刀片上，通過熱管內工質的循環相變來強化刀頭的散熱。中國專利“申請號：201010291127.5”報道了一種自潤滑與自冷卻的干切削刀具及其制備方法，它是在整體高速鋼刀具的前刀面刀—屑接觸區加工多個填充固體潤滑劑的減摩槽，同時在刀體內部加工密封的自循環冷卻腔，以實現該刀具的自潤滑和自冷卻功效。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，將比普通熱管傳熱性能更加優越的振蕩熱管用于改善刀具的散熱，提供一種振蕩熱管冷卻的硬質合金可轉位刀具及其制備方法。本發明是通過以下方式實現的：

一種振蕩熱管冷卻的硬質合金可轉位刀具，該刀具包括刀片基體、振蕩熱管和定位保護裝置，振蕩熱管由折彎的金屬細管和液相工質構成，定位保護裝置由定位片和薄壁罩構成，刀片基體底部有環形凹槽，沿凹槽圓周方向均勻分布著偶數個通孔，定位片上的小孔與刀片基體上通孔相對應，振蕩熱管沿刀片底部環形凹槽折彎并穿過刀片基體上的通孔和定位片上的小孔，形成振蕩回路。

一種振蕩熱管冷卻的硬質合金可轉位刀具的制備方法，該制備方法為：

(1)選擇材質為硬質合金的可轉位刀片，采用電火花的加工方法在刀片底面加工環形凹槽及沿凹槽圓周方向均勻分布的偶數個通孔；；

(2)定位片的制備，定位片材質為金屬材料，定位片上的小孔可采用鉆削或電火花加工成型，定位片上小孔的直徑與金屬細管的外徑相同；

(3)截取一定長度的可彎折的金屬細管，金屬細管的外徑要略小于刀片基體的通孔直徑；

(4)將截取的金屬細管沿刀片基體底面環形凹槽彎折并穿過刀片基體的通孔和定位片上的小孔，形成振蕩回路，在與金屬細管接觸配合的刀片基體的通孔、環形凹槽處裝配前涂上導熱膠；

(5)將金屬細管的一個端口先用封口鉗夾扁并焊錫密封；

(6)使用抽真空充液裝置通過未封端口向金屬細管中填充液態工質，再用封口鉗夾扁端口并焊錫密封；

(7)選擇塑性較好的金屬薄片，沿振蕩熱管上的多個定位片包裹，膠黏連接，形成保護刀片基體上部一段熱管的薄壁罩。

一種振蕩熱管冷卻的硬質合金可轉位刀具的制備方法，該刀片底面凹槽和沿凹槽圓周方向分布的通孔也可采用直接熱壓燒結成型。

本發明將振蕩熱管用于強化刀具散熱，振蕩熱管是一種優良的新型傳熱元件，其通過密封管內形成的氣/液塞振蕩和相變來實現熱量的傳遞。相對于現有技術，本發明的優點表現在：振蕩熱管的傳熱性能要優于普通熱管，使用振蕩熱管強化刀具散熱的效果更佳；該發明中的振蕩熱管直接與刀片接觸，不與刀柄等刀具系統接觸，可減少因刀具系統熱漲而引起的加工誤差；該發明可實現密封冷卻的干切削刀具的可轉位夾持使用。本發明的一種振蕩熱管冷卻的硬質合金可轉位刀具可有效改善干切削中刀具的散熱，可廣泛應用于干切削加工，尤其是切削溫度高的難加工材料的干切削加工。

附圖說明

圖1為本發明的一種振蕩熱管冷卻的硬質合金可轉位刀具的各部件示意圖，圖2為本發明的一種振蕩熱管冷卻的硬質合金可轉位刀具的結構示意圖。其中：1為刀片基體，2為振蕩熱管，3為定位片，4為薄壁罩。

具體實施方式

下面給出本發明的兩個最佳實施例：

實施例1：