[实用新型]一种高效冷却的内冷刀片及刀具

说明书

本实用新型公开了一种高效冷却的内冷刀片，其具有刀体，该刀体具有一前刀面、主后刀面和副后刀面，与副后刀面相背的侧面形成抵靠面，在刀体内设置有冷却液流道和冷却通道，冷却通道一端贯穿主后刀面，另一端连通冷却液流道，冷却液流道贯穿抵靠面；冷却通道的内壁呈圆柱状，在冷却通道内设置有热沉，该热沉包括内端管、锥柱和外端管，内端管和外端管均固定在冷却通道内，锥柱与内端管和外端管之间均具有距离；锥柱包括圆柱部和圆柱部两端的圆锥部；锥柱与内外端管之间用筋条连接。本实用新型还公开了安装有上述刀片的刀具。该刀片具有内冷结构，能够高效地对刀片进行冷却，在控制刀片温度提高的情况下，能够有效地提高刀片和刀具的使用寿命。

技术领域

本实用新型属于机械加工技术领域，更具体而言，涉及一种高效冷却的内冷刀片及刀具。

背景技术

在金属的切削加工过程中，由于刀具对工件的切削、两者之间的摩擦和工件材料的弹、塑性变形，会产生大量的切削热。较多的切削热会使得切削区域的温度急剧升高，不仅增加了刀具磨损，减少了刀具的使用寿命，而且还会降低加工表面的质量，甚至影响工件的加工效率。因此，采用合理的冷却结构，找到一种能够对刀具进行高效冷却的方法就显得尤为重要。

目前，对刀具进行冷却的方式主要有两种：一种是传统的外置式冷却，另一种是采用内冷的方式，即内冷刀具；传统外置式冷却刀具是在机床上设置冷却液喷管，将喷管正对切削区域的刀具和工件，在加工过程中不断喷射冷却液。这种靠大量浇注冷却液进行冷却的方式虽然能够达到一定的冷却效果，但无法精确的控制冷却液的喷射方向，并且由于喷射距离较远，工件在加工时的高速旋转，真正能够到达切削区域对刀具进行冷却的冷却液不到其总用量的千分之一，造成资源浪费，并对环境造成严重污染；现有的内冷刀具，例如专利CN103639453A，在刀头下方的刀体内部设有一储液腔，在刀体的另一端设有一输液通道和排液通道，输液通道和排液通道与储液腔连通，工作时，冷却液从输液通道流进储液腔，多余的冷却液从排液通道流出，形成流动循环带走热量。此种方式，需在刀头下方开设足够大小的储液腔，大大的降低了刀具的整体强度。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型首先提出了一种刀片，该刀片具有内冷结构，能够高效地对刀片进行冷却，在控制刀片温度提高的情况下，能够有效地提高刀片的使用寿命。具体技术方案为：

一种高效冷却的内冷刀片，其具有刀体，该刀体具有一前刀面和与该前刀面相交的主后刀面和副后刀面，与副后刀面相背的侧面形成抵靠面，在刀体内设置有冷却液流道和至少一个冷却通道，冷却通道的一端贯穿上述主后刀面，冷却通道的另一端连通冷却液流道，冷却液流道贯穿上述抵靠面；

冷却通道的内壁呈圆柱状，在冷却通道内装有1-3个热沉，每个热沉均具有内端管、锥柱和外端管；内端管、锥柱和外端管沿冷却通道的延伸方向由内向外依次设置，内端管和外端管均固定在冷却通道内；锥柱包括沿冷却通道延伸方向延伸的圆柱部和两端的圆锥部，圆锥部的小端朝向背离圆柱部的一侧；两个圆锥部与圆柱部同轴设置；

锥柱与内端管和外端管之间均具有间隙；

锥柱与内端管之间连接有第一筋条，在锥柱与外端管之间连接有第二筋条。

优选地，圆柱部的朝向内侧的圆锥部称为内圆锥部，朝向外侧的圆锥部称为外圆锥部，所述第一筋条连接在内圆锥部与内端管之间，所述第二筋条连接在外圆锥部与外端管之间。在该内冷刀片中，设置了冷却通道，在冷却通道内装有热沉，该热沉有内端管、锥柱和外端管；内端管、锥柱和外端管沿冷却通道的延伸方向由内向外依次布置，锥柱与冷却通道之间形成一个环状的液流通道，进入到冷却通道的冷却液在进入到环状的液流通道时，冷却液的流动状态发生改变，由层流变为湍流，使冷却液的外层部分与芯层部分发生混合，匀化冷却液的内部温度，避免了在常规的冷却液的流动过程中，沿管壁流动的冷却液的外层温度一直处于较高温度下，降低了冷却液的吸热能力。同样，当冷却液从环状的液流通道进入到外端管的过程中，冷却液的外侧和芯层会进行二次混合，再次对冷却液的温度进行匀化，再次提高冷却液的吸热温度。