[發明專利]雙循環蜂窩式自適應車刀溫度調節裝置及工作方法

有效

• 申請號: 201710239147.X
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN107052378B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 葉曉云;林永南;陳鼎寧;王乾廷;梁衛抗;陳文哲
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: B23B27/10
• 分類號: B23B27/10;B23Q17/09
• 代理公司: 北京市科名專利代理事務所(特殊普通合伙) 11468
• 代理人: 陳朝陽

本發明公開了一種雙循環蜂窩式自適應車刀溫度調節裝置，包括車刀、溫度檢測單元、溫度與流量處理單元、加熱與冷卻處理單元、衡溫控制單元；車刀內設有多條相互隔離的循環回路，兩條循環回路相互對稱設置，并構成雙循環回路；循環回路包括依次連通的介質輸入口、若干個貯液腔、介質輸出口，以及貫通相鄰貯液腔的介質通道，介質輸入口、介質輸出口連接至加熱與冷卻處理單元，貯液腔并列設置在車刀的前側壁或后側壁內。本發明可以保證車刀在切削開始時就處于其所需控制的溫度，并及時地對車刀各位置的溫度進行調節，保證車刀各位置處于一個平衡的溫度下，避免由于各位置點上溫度的不同產生形變，采用雙循環系統可以確保溫度控制的準確性。

技術領域

本發明屬于納米精密車削領域，尤其涉及一種雙循環蜂窩式自適應車刀溫度調節裝置及工作方法。

背景技術

現有的納米精密車削加工時切削加工過程中所產生的熱量在外冷式強制式冷卻中以及切削帶走一大部分熱量后，還有一部分集積在刀具部分，刀具部分冷卻不足，導致刀具溫度升高，由于熱脹冷縮導致刀具產生尺寸、位置刀體結構變化，導致以下幾點問題：

1、由于在開始切削時刀具處于常溫或溫控20℃狀態下進行切削參數調整，刀體尺寸、位置變化直接影響到精密切削的切削精度，后果是零件的加工后納米精度無法達到要求，導致后期處理麻煩。可以采用間歇性切削方式，但會導致生產效率低下，增加成本。

2、由于熱脹冷縮車刀發生反復式變化，導致車刀結構產生蠕動變形，現有的車刀結構難以準確測量到具體的蠕動變形量，導致溫度變化的不可控制性。車刀的蠕動變形無法準確的測量和控制，這對后續的切削加工產生了不可估量的結果，只得對車刀進行重復修正，費時費力。

申請號03201225X的實用新型專利公開了一種內冷卻車刀，如圖1所示，刀體2內部鉆成冷卻液通道孔7，刀頭內部為長方體大容積儲液空間4，前刀面的刀體上或背面刀體上鉆制一排滿溢式排液孔8，從而在刀體內形成內冷卻通道，供冷卻液流通，達到冷卻刀體的效果。

申請號2016109417762的發明專利公開了一種內循環冷卻與切削溫度實時檢測的集成車刀系統，如圖2所示，包括刀桿1、刀頭2、刀片3、刀墊4和設置在刀頭2內部的冷卻組件，冷卻組件包括進液口6、進液管7、出液口8、出液管9和冷水機10，進液口6和出液口8均平行設置在刀桿1的一側，進液管7穿過刀頭2后連接垂直設置在刀墊4上的進液管7，出液管9穿過刀頭2后連接垂直設置在刀墊4上的出液管9，冷卻組件還外接監控組件，包括溫度傳感器15和、CPU16。在刀頭部分，特別是刀片下形成局部冷卻循環回路，達到冷卻車刀的效果。

申請號2016111537141的發明專利公開了一種高壓冷卻車刀，如圖3所示，刀頭部分設有多個冷卻液通道包括第一通道15、第二通道16、第三通道17、第一斜孔18、第二斜孔19和第三斜孔20，第一通道15、第二通道16、第三通道17的一端與螺紋盲孔7的孔底相貫通，第一通道15與第一斜孔18貫通，第二通道16與第二斜孔19貫通，第三通道17與第三斜孔20貫通，第一斜孔18、第二斜孔19和第三斜孔20均勻分布于刀頭上，第一斜孔18、第二斜孔19和第三斜孔20的端口即為高壓射流噴口。在切削過程中提高刀具的斷屑性能，保證切削液注入切削區域提高切削區域的冷卻潤滑效果。

綜合分析上述現有技術可知，僅考慮在車刀刀頭部位的發熱冷卻，將刀頭部位的冷卻作為設計重點，并通過長方體大容積儲液空間、內冷卻刀墊槽、高壓噴口等方法對刀頭部分進行冷卻，而忽略了車刀刀體、刀柄部分的溫度控制。在普通加工環境中，對精度要求較低，可以忽略刀體、刀柄部位熱脹冷縮、蠕動變形對加工精度的影響，但在精密車削加工中，車刀刀體、刀柄部位熱脹冷縮、蠕動變形是不容忽略的，需要考慮通過特殊方法同時控制刀頭、刀體、刀柄部分的溫度，減少變形量，提高加工精度。

發明內容

為克服現有技術中存在的不足，本發明公開了一種用于精密車削加工的雙循環蜂窩式自適應車刀溫度調節裝置。