[发明专利]一种热管刀具及利用热管改善切削刀具散热的方法

权利要求书

1.一种热管刀具，其特征在于，包括刀具本体、热管和固定装置，热管由金属薄壁管壳、管壳内壁毛细吸液芯以及起传递热能的工质构成，形成一个高真空封闭系统；沿热管轴向分为依次连通的蒸发段、绝热段和冷凝段；热管通过固定装置安装在刀具本体上，其中，热管的蒸发段位于主刀刃和刀尖后端，热管的蒸发段与刀具紧密接触，热管的绝热段与刀具设有间隔，热管的冷凝段设置在刀具本体的外侧。

2.根据权利要求1所述的热管刀具，其特征在于：所述冷凝段上设有散热片。

3.根据权利要求1所述的热管刀具，其特征在于：所述热管的形状为圆柱状、扁平状、直管、弧形弯管或转折管。

4.根据权利要求1所述的热管刀具，其特征在于：所述刀具本体为整体式的刀体，固定装置为支撑夹；所述热管通过固定装置安装在刀具上是指刀体中设有内孔，用于安放热管，内孔从刀体尾端延伸至刀头内部主刀刃和刀尖后端，刀体的内孔前端位于主刀刃和刀尖后端，与热管的蒸发段顶端紧密接触，内孔前端之后的部分与热管的绝热段间隔连接，内孔前端后的直径大于热管绝热段的直径，刀体的内孔末端设有支撑夹，用于固定热管。

5.根据权利要求4所述的热管刀具，其特征在于：所述内孔前端的直径与热管的蒸发段直径相同，并且内孔前段与热管的蒸发段外周之间涂有导热胶；或者内孔前段的直径大于热管的蒸发段直径，在内孔壁与热管蒸发段外表面之间灌注高导热系数液体后局部封装。

6.根据权利要求1所述的热管刀具，其特征在于：所述刀具本体包括刀片、夹紧杠杆、紧定螺钉和刀柄；热管通过固定装置安装在刀具本体上是指刀片的前刀面和刀柄上开有连通的明槽，明槽从刀片延伸到刀柄的末端，用于嵌装热管；明槽前端位于主刀刃和刀尖后部，明槽的深度为热管直径的3/4-1倍；刀片上明槽的宽度与热管蒸发段的外径形同，刀柄上明槽的宽度大于热管绝热段的外径；热管的蒸发段与刀片之间接触界面涂有导热胶；刀片和热管的蒸发段一起被夹紧杠杆和紧定螺钉固定在刀柄前端的刀片座上；刀柄的明槽内面与热管的绝热段之间设有1～2固定卡，固定并支撑热管，使明槽内面与热管的绝热段保持间隔。

7.根据权利要求1所述的热管刀具，其特征在于：所述刀具本体包括刀片、夹紧杠杆、紧定螺钉和刀柄；热管通过固定装置安装在刀具本体上是指刀片通过夹紧杠杆和紧定螺钉固定在刀柄前端的刀片座上；热管固定在刀片的后刀面以及刀柄的侧面，其中热管的蒸发段与刀片的后刀面的接触界面涂敷导热胶；热管的绝热段与刀柄之间设有第二固定卡，并且在蒸发段和绝热段连接处设有过渡转折，使得绝热段与刀柄保持间距。

8.根据权利要求1所述的热管刀具，其特征在于：所述刀具本体包括刀片、夹紧杠杆、紧定螺钉和刀柄；热管通过固定装置安装在刀具本体上是指刀片和热管一起被夹紧杠杆和紧定螺钉固定在刀柄前端的刀片座上；热管固定在刀片的前刀面以及刀柄上端面，其中热管的蒸发段与刀片的前刀面之间接触界面涂敷导热胶，热管的绝热段与刀柄的上端面之间设有固定卡，支撑和固定热管，蒸发段和绝热段连接处设有过渡转折，使绝热段与刀柄保持间距。

9.一种利用热管改善切削刀具散热的方法，其特征在于：热管通过固定装置安装在刀具本体上，其中，热管的蒸发段位于主刀刃和刀尖后端，热管的蒸发段与刀具紧密连接，热管的绝热段与刀柄设有间隔，热管的冷凝段设置在刀具的外侧；刀头前端主刀刃和刀尖产生的热量经刀头传导到热管蒸发段，热管蒸发段内工质吸热而沸腾，相变后携带热量的高压蒸气经过中间绝热段到达冷凝段，在冷凝段，气体工质冷凝成液态而释放潜热，热量消散到周围环境，依靠吸液芯的毛细吸力，液体又回流到蒸发段，从而完成一周期的传热过程，如此循环，刀头切削产生的热量不断由热管蒸发段传至冷凝段散发，有效减少了刀头热量积聚和温度升高。