[發明專利]水冷鉆頭

在審

• 申請號: 201410827672.X
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN104526027A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 馬可;王占洪;紀愛敏;張靜輝
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: B23B51/06
• 分類號: B23B51/06
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務所 32225
• 代理人: 孫彬

技術領域

本發明涉及一種水冷鉆頭，屬于切削加工技術領域，尤其適用于高效鉆孔。

背景技術

目前，鉆削是機械領域最重要的孔加工方法，其應用范圍很廣，鉆削過程中，加工區是一個相對密閉的空間，切屑由于被限制在這個空間內難以及時排出而使其與刀具和工件表面的接觸時間相對其他切削加工方法要長很多，切削熱很難通過切屑的排出被帶走，因此在相同條件下鉆孔時的切削溫度要比其他加工工藝高，實現干鉆的難度也很大。

鉆孔尤其是鉆盲孔時，孔內大量切削熱積聚引起的切削溫度過高不但會造成孔表面質量下降，而且會嚴重影響鉆頭使用壽命。由于孔加工區的密閉性，采用傳統的向切削區噴射冷卻液的冷卻方式不但效果不佳，而且冷卻液的大量使用本身也會對環境和從業者造成危害，不符合現代綠色加工的發展方向。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種水冷鉆頭，它在不使用冷卻液的前提下，利用自身結構快速疏導切削熱，從而降低切削溫度，以提高孔表面質量并且延長鉆頭使用壽命。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種水冷鉆頭，它包括：

鉆頭，所述鉆頭內設置有真空盲孔，并且該真空盲孔沿刀尖到鉆柄方向上依次分為蒸發部分、絕熱部分和冷凝部分；

吸液芯，所述吸液芯附在真空盲孔的內壁上，吸液芯上充有蒸餾水；

水冷套，水冷套設置在鉆頭上真空盲孔的冷凝部分的外圍。

進一步為了保證水冷套的密封性，水冷套與鉆頭的接觸部位設置有密封圈。

采用了上述技術方案后，能使鉆孔時孔內表面產生的大量切削熱快速傳導至鉆頭的蒸發部分，引起蒸發部分的液態蒸餾水蒸發、沸騰，形成的蒸汽攜帶熱量在壓差作用下流向冷凝部分，在冷凝部分的水冷套的作用下釋放熱量并重新冷凝為液態，冷凝后的蒸餾水又在吸液芯的毛細作用下回流至蒸發部分，如此往復循環，鉆孔產生的切削熱被鉆頭迅速疏導出切削區，最終大幅降低切削溫度。本發明利用鉆頭內部蒸餾水的相變換熱疏導切削熱，不但換熱效率極高，而且結構簡單，減少或避免冷卻液的使用，綠色環保。

附圖說明

圖1為本發明的水冷鉆頭的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明。

如圖1所示，一種水冷鉆頭，它包括：

鉆頭2，鉆頭2內設置有真空盲孔3，并且該真空盲孔3沿刀尖到鉆柄方向上依次分為蒸發部分5、絕熱部分6和冷凝部分7；

吸液芯4，所述吸液芯4附在真空盲孔3的內壁上，吸液芯4上充有蒸餾水；

水冷套1，水冷套1設置在鉆頭2上真空盲孔3的冷凝部分7的外圍。

進一步為了保證水冷套的密封性，如圖1所示，水冷套1與鉆頭2的接觸部位設置有密封圈8。

本發明的工作原理如下：

鉆孔加工時，鉆頭高速轉動，真空盲孔3內的蒸餾水由于離心力作用均勻分布于蒸發部分5的壁面上，切削區產生的大量切削熱經鉆頭2傳至蒸發部分5，引起蒸餾水蒸發、沸騰并轉化為蒸汽，蒸汽在壓力差作用下經過絕熱部分6到達冷凝部分7，在冷凝部分7外的水冷套1的作用下蒸汽重新冷凝為液態，冷凝后的蒸餾水在吸液芯4的毛細作用下回流至蒸發部分5，重新開始蒸發、沸騰，這樣蒸餾水在蒸發部分5和冷凝部分6之間進行反復地蒸發和冷凝的循環，切削熱就不斷疏導出去，從而達到降低所鉆孔內切削溫度的目的。

以上所述的具體實施例，對本發明解決的技術問題、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。