刀架出水口可任意旋转的刀盘冷却装置的制作方法

本发明属于数控机床领域，具体提供一种刀架出水口可任意旋转的刀盘冷却装置。

背景技术：

机床在加工工件时，工件与刀具之间的摩擦、切削，会对刀具造成一定的温升，尤其是在工件硬度偏大以及刀具快速工进时往往会使刀具大幅度地温升，影响刀具寿命，因此，需要对刀具进行冷却。目前一般都是采用冷却刀盘进而冷却刀头、直接对刀头进行冷却或者对刀盘和刀头同时冷却的方式。在对刀盘进行冷却时，一般通过在刀架上设置水管，并将该水管与刀盘的进水孔连接，进而向水管内通入冷却液对刀盘进行冷却。水管与刀盘进水孔并不是直接连接的，两者之间留有一定的距离，当刀盘锁紧后，刀盘沿轴向移动并靠近水管出水口，使得刀盘进水孔与水管连通。

这种通过在刀架上设置水管对刀盘进行冷却的结构，水管的位置在刀架上是固定不动的，并且需要刀盘移动才能实现刀盘进水孔与水管连通，使得整体结构较为复杂。

相应地，本领域需要一种新的刀盘冷却装置来解决上述问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中刀架上出水口不能转动以及刀盘进水孔与刀架出水口连接结构复杂的问题，本发明提供了一种刀架出水口可任意旋转的刀盘冷却装置，其特征在于，所述刀盘冷却装置包括：设置在刀盘上的第一冷却通道、设置在所述刀架上的第二冷却通道以及设置在所述刀架上的旋转盘，所述刀盘可旋转地安装在所述刀架上；所述旋转盘上设置有通孔，所述第一冷却通道能够通过所述通孔与所述第二冷却通道连通，所述旋转盘能够绕所述刀架的旋转轴线转动。

在上述刀盘冷却装置的优选实施方式中，所述通孔内设置有连接环，所述连接环能够在所述通孔内轴向滑动，所述连接环能够连通所述第一冷却通道和所述第二冷却通道。

在上述刀盘冷却装置的优选实施方式中，所述刀盘冷却装置还包括第一密封圈，所述第一密封圈位于所述旋转盘与所述连接环之间。

在上述刀盘冷却装置的优选实施方式中，所述刀架的一端设置有环形孔，所述环形孔邻近所述刀盘；所述环形孔用于安装所述旋转盘，使得所述刀架与所述旋转盘之间形成一个环形空腔。

在上述刀盘冷却装置的优选实施方式中，所述连接环上设置有环形凸缘，在未操作的状态下，所述环形凸缘的一端抵靠在所述环形空腔的内壁上。

在上述刀盘冷却装置的优选实施方式中，所述环形凸缘的外径小于所述连接环的外径。

在上述刀盘冷却装置的优选实施方式中，所述刀盘冷却装置还包括弹簧，所述弹簧位于所述连接环与所述刀架之间；所述弹簧用于使所述连接环与所述刀盘脱离连接，并使所述连接环压紧所述环形空腔的内壁。

在上述刀盘冷却装置的优选实施方式中，所述刀盘冷却装置还包括第二密封圈，所述第二密封圈设置在所述连接环的靠近所述刀盘的一端，所述第二密封圈用于使所述刀盘与所述连接环密封抵靠。

在上述刀盘冷却装置的优选实施方式中，所述刀盘冷却装置还包括第三密封圈，所述第二密封圈设置在所述连接环的靠近所述环形空腔的一端，所述第三密封圈用于使所述环形空腔的内壁与所述连接环密封抵靠。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，通过在刀盘上设置第一冷却通道，在刀架上设置第二冷却通道和旋转盘，在旋转盘上设置可轴向滑动的连接环。当刀盘需要冷却时，先调整旋转盘的角度位置，使连接环与第一冷却通道的进液口在一条直线上，进而向第二冷却通道内通入冷却液，冷却液推动连接环靠近刀盘，使连接环的一个端面抵靠在刀盘上，从而连通第一冷却通道和第二冷却通道，冷却液对刀盘进行冷却。本发明的刀盘冷却装置可以对刀架出水口进行任意角度的旋转，并且在进行冷却时无需轴向移动刀盘，与现有技术相比，结构简单并且操作方便。

附图说明

图1是本发明的刀盘冷却装置的结构示意图；

图2是图1所示刀盘冷却装置的B部分的局部放大图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，虽然附图中的各部件之间是按一定比例绘制的，但这种比例关系并非一成不变，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，该图示出了本发明的刀盘冷却装置上半部分的剖视图，该图下方的双点划线是该刀盘冷却装置的轴线。刀盘冷却装置包括旋转盘3、连接环4以及第一密封圈5。刀盘1可旋转地安装在刀架2上，并且在刀盘1和刀架2之间留有一定的缝隙6，该缝隙6的宽度可根据需要进行调节，只要保证刀盘1的正常旋转即可。

继续参阅图1，刀盘冷却装置还包括设置在刀盘1上的第一冷却通道11和设置在刀架2上的第二冷却通道21。刀架2的左端还设置有一个环形孔(图中未用附图标记标出)，旋转盘3安装在该环形孔内，并且旋转盘3能够绕刀架2的中心轴线旋转。优选地，旋转盘3与环形孔密封连接(例如，通过旋转密封件连接)。刀架2与旋转盘3共同围成了一个环形空腔23，第二冷却通道21通过工艺孔22(在组装好的状态下需要密封堵住)与环形空腔23连通。或者，本领域技术人员可以适当调整第二冷却通道21或环形空腔23的大小与位置，使得第二冷却通道21与环形空腔23能够直接连通。

如图1和图2所示，旋转盘3上设置有一个通孔(图中未用附图标记标出)，连接环4可轴向滑动地安装在该通孔内。连接环4内设置有另一个通孔41，当连接环4向左滑动且左端抵触到刀盘1上时，通孔41与第一冷却通道11连通，进而使第一冷却通道11和第二冷却通道21连通。连接环4的外圆周上设置有一个环形槽(图中未用附图标记标出)，该环形槽用于安装第一密封圈5，使得连接环4能够通过第一密封圈5与旋转盘3的通孔内壁密封接触，进而防止连接环4右侧的环形空腔23内的冷却液通过连接环4与旋转盘3之间的间隙泄漏出去。进一步，连接环4的右端轴向上设置有一个环形凸缘42，优选地，该环形凸缘42的外径小于连接环4的外径。通过将环形凸缘42的右端面抵触在环形空腔23的右侧内壁(图中所示环形空腔23的右端面)上，使得环形空腔23与通孔41隔绝，以便在刀盘1不需要冷却时，防止冷却液通过通孔41造成泄漏。

本领域技术人员能够理解的是，安装在连接环4上的第一密封圈5不仅限于一个，还可以是多个以便达到更好的密封效果。

优选地，环形凸缘42与环形空腔23之间可设置第三密封圈(图中未示出)；更优选地，环形凸缘42与环形空腔23之间还设置有弹簧(图中未示出)，在第二冷却通道21没有通入高压冷却液或冷却液压力较低时，通过弹簧将连接环4向右拉回并通过第三密封圈抵靠在环形空腔23的内壁上。在图2所示位置，即常态下弹簧仍具有一定的弹力，在该弹力的作用下连接环4压紧第三密封圈，进而密封地隔绝环形空腔23与通孔41。

继续参阅图1和图2，优选地，连接环4的左端可设置第二密封圈(图中未示出)，当需要对刀盘1进行冷却时，第二冷却通道21通入高压冷却液，高压冷却液给连接环4施加一个向左的压力，当该压力克服弹簧的弹力时，推动连接环4向左移动，抵触刀盘1的右端面并压紧第二密封圈，从而通过通孔41连通第一冷却通道11和第二冷却通道21。

下面结合图1和图2来说明本发明的刀盘冷却装置的工作原理。当刀盘1需要冷却时，先转动旋转盘3使通孔41与第一冷却通道11处在一条直线上，再向第二冷却通道21通入高压冷却液，当冷却液施加到连接环4右端的压力足以克服弹簧的拉力时，连接环4向左移动，直至抵靠到刀盘1的右侧端面上为止，此时第一冷却通道11与第二冷却通道21连通，冷却液对刀盘1进行冷却。当刀盘1不需要冷却时，冷却液停止向第二冷却通道21供给，连接环4在弹簧拉力的作用下向右移动，直至连接环4的左端离开刀盘1并且连接环4的右端抵靠到环形空腔23的右侧内壁上为止，此时连接环4在弹簧拉力的作用下压紧第三密封圈，进而密封隔绝环形空腔23和通道41。

需要说明的是，每次刀盘1换刀时都会旋转，如果刀盘1换完刀后角度发生变化，那么需要在刀盘1换完刀进行冷却后，重新转动旋转盘3，调整通孔41的位置。本领域技术人员能理解的是，可以在刀架2上设置一个驱动机构来驱动旋转盘3旋转，在刀架2或刀盘1上设置一个位置传感器或角度传感器来实现通孔41与第一冷却通道11的位置校准；或者通过销钉将刀盘1与旋转盘3固定在一起，使旋转盘3与刀盘1一起转动。

本领域技术人员能够理解的是，还可以在旋转盘3上设置多个连接环4，以便通孔41与第一冷却通道21的位置校准，不与第一冷却通道11连通的连接环通过第二密封圈与刀盘1的端面密封；或者省去旋转盘3，将连接环4直接安装在刀架2上，进一步，在连接环4的左侧端面上设置一个环形槽，使得当连接环4的左端抵触刀盘1时第一冷却通道11的进液口始终在该环形槽内。需要说明的是，此种实施方式需得保证环形槽与刀盘1右端面之间的密封，以防止冷却液的泄漏。

本领域技术人员能够理解的是，可以在通孔41内设置一个单向阀来代替弹簧和第三密封圈，但是，此种实施方式的连接环4不能够自动缩回，刀盘1换刀旋转时会对连接环4造成磨损。

本领域技术人员能够理解的是，刀盘1与刀架2之间的缝隙6在条件许可的情况下，应该做得尽量小些，以便刀盘1需要冷却时，连接环4能够快速反应、动作。

需要说明的是，连接环4采用耐磨材料，优选的采用金属耐磨材料；或者连接环4采用具有弹性的橡胶制作，省去第一、第二和第三密封圈，将连接环4的外圆周做成带有波纹的形状，在连接环4的两个端面设置V形槽或者将连接环4的两个端面做成环形波纹状以便连接环4能够分别与刀盘1的右端面和环形空腔23的右端面密封接触。

本领域技术人员还能够理解的是，冷却液可以是水、水基溶液、油和油基溶液。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。