[发明专利]可自动控制的数控机床刀具内部冷却系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机床刀具的冷却系统。更具体地说，本发明涉一种可自动控制的数控机床刀具内部冷却系统。

背景技术

机床加工是利用刀具与工件之间的相对运动，使得工件发生弹性和塑性变形，来达到金属加工的目的。加工过程中，由于刀具和工件的摩擦，加工区域会产生大量的热，若这些热量未及时散发，刀具和工件会受到损伤，不仅会降低刀具的使用寿命，还会影响工件的加工精度和表面粗糙度，由此机床刀具冷却系统的冷却效果对工件加工质量、加工效率以及刀具的使用寿命等具有决定性的意义。

在数控机床加工过程中，通常使用冷却液之类的介质来冷却、润滑刀具和工件，同时还起到防腐蚀和冲洗切屑等作用。通常采用的冷却技术是利用泵将冷却液以恒定的流量直接输送至加工区需要冷却的区域。这种冷却技术的缺点是流量为定值且无法改变，无法根据刀具的转速、发热多少来调整流量，不仅在刀具高转速时无法对发热区域进行有效的冷却，而且在刀具低转速时还造成冷却液与能源的浪费，除此之外，工件加工后的废冷却液对环境的污染也非常严重。

而且，数控机床的刀具冷却一般都是在刀具外表面进行喷淋冷却液来达到冷却目的，这种冷却方式简单便捷，但是却有局限性；首先外表面喷淋冷却液的冷却方式在加工工件某些内部型面，例如深孔、深槽等型面时，冷却液无法喷淋到工件内部达到冷却效果；其次，外表面喷淋冷却液的冷却方式只能对刀具外部进行冷却，而对刀具内部的发热却效果不明显，由于热胀冷缩，刀具外表面由于冷却而收缩，内部却因为发热而膨胀，刀具内外受力，更容易降低刀具的使用寿命。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种可自动控制的数控机床刀具内部冷却系统，其能够实现数控机床刀具的内部冷却，并且能够根据数控机床的工作状态自动地调节冷却液的流量，从而对刀具进行高效、有效、节能的冷却，提高刀具的使用寿命与工件的加工精度。

为了实现根据本发明的这些目的和其他优点，提供了一种可自动控制的数控机床刀具内部冷却系统，包括：

控制器；

用来存储冷却液的冷却液储存箱，冷却液储存箱外部包有一层保温层，该冷却液储存箱内部设有第一液位传感器、温度传感器与第一输液泵，第一液位传感器可以感应冷却液的液位并转化成电信号，温度传感器可以感应冷却液的温度并转化成电信号，第一输液泵用来输送冷却液，冷却液储存箱外部设有一条冷却液储存箱出液管道与一条冷却液储存箱进液管道，冷却液储存箱出液管道上装有第一电磁比例溢流阀、压力表及压力表开关，第一电磁比例溢流阀可以通过改变电流大小来调整冷却液储存箱的冷却液排出流量，压力表及压力表开关主要用来开机时调节系统；

过滤器，其与所述冷却液储存箱出液管道相连，用于过滤冷却液，该过滤器的过滤精度至少要达到60微米，过滤器外部设有一条过滤器出液管道；

旋转接头，包括固定端、与所述固定端相连的旋转端，所述固定端与过滤器出液管道相连；

机床刀具主轴，其中心轴线上设有一输液通路，所述机床刀具主轴的一端与所述旋转接头的旋转端相连，所述机床刀具主轴的另一端与机床刀具相连；

其中，所述第一输液泵的出液口与所述冷却液储存箱出液管道相连，所述第一液位传感器、温度传感器和第一电磁比例溢流阀产生的反馈电信号通过线路接入到所述控制器中，控制器也控制第一输液泵的电流开关，所述机床刀具主轴内部设有输液通孔。

本发明的冷却液存储箱外接有冷却器，可以对冷却液储存罐进行冷却，过滤器出液管道上装有流量计，流量计产生的反馈电信号通过线路接入到所述控制器中。

由于控制器可与数控机床的数控中心相连，从数控中心读取机床工作时的工件转速、机床主轴的实际功率或刀具转速与刀具进给量等数据，然后将这些数据导入到控制器中，由控制器对这些参数进行处理，获得机床在该工作状态下所需冷却液的合适流量参数，并转换成电信号发送给第一电磁比例溢流阀，通过控制第一比例溢流阀来控制冷却液储存箱的输出流量；控制器读取温度传感器的信号来确定冷却液的温度，温度过高时，控制器给出信号，冷却器开始工作，温度过低时，控制器给出信号，冷却器停止工作，从而可以将冷却液温度控制在合适的范围；控制器读取第一液位传感器的信号来确定冷却液储存箱内液位高低，液位过低则输液泵关闭；控制器读取流量计的信号来监控从过滤器输出的冷却液流量，当冷却液管路出现堵塞或流量不够时，控制器向数控机床发出报警信号，数控机床收到报警信号将暂停工作，从而保护刀具。