复振荡，在冷凝段以风冷方式降温，工质蒸汽液化放热，并因压差作用以振荡的形式再返回吸热段，如此循环，刀片产生的切削热不断由振荡热管7传至冷凝段，减少了刀片热量积聚和温度升高。
[0028]—种振荡热管冷却刀柄，包括刀柄本体、振荡热管和固定装置，热管为紫铜薄壁毛细管，在冷凝段设置有可供更换工质的塑料三通接头换液口；振荡热管沿底端至顶端依次为吸热段、绝热锻和冷凝段;振荡热管通过固定装置安装并嵌入刀柄本体，其中热管的吸热段位于可转位刀片下方，与刀片紧密接触，冷凝段设置在顶端，共三个弯头，形成振荡回路。
[0029]所述振荡热管冷却刀柄是将振荡热管应用于传统可转位车床刀柄。
[0030]所述振荡热管为毛细铜管，其末端设置有可供换液的三通接头，外接软管，可替换工质以适应不同加工条件及温度。
[0031]所述振荡热管冷却刀柄为可转位车刀刀柄，刀片安装处下方加工出嵌入毛细铜管的明槽，刀柄后端机夹外处侧安装热管定位装置;在刀柄上加工明槽并使用螺钉定位连接，固定装置根据切削条件可选择不同高度，使振荡热管能够以不同工作角度工作以达到不同切削条件下的最优散热。
[0032]所述振荡热管冷却刀柄，其刀片下方沟槽宽度与毛细铜管直径相当，铜管涂有导热胶且与刀片直接接触，毛细铜管暴露部分用石棉网缠绕以隔热并保护铜管不被切肩导致其结构破坏。
[0033]所述振荡热管冷却刀柄的固定装置包括刀柄本体、热管支撑架、紧固螺钉、支撑泡沫材料;刀柄本体刀片下方加工的明槽嵌入毛细铜管并具有定位并固定作用，明槽宽度及深度比毛细铜管直径略大以方便安装，形状为半圆弧形与直线相切连接，共开三个明槽安置铜管，设置三处弯头；刀柄后端机夹处外侧加工明槽并钻孔攻螺纹，明槽深度较浅，宽度与支撑架宽度相同，支撑架有通孔，通过螺钉紧固；支撑架上设置有绝热的支撑泡沫材料用于支撑并固定热管防止因其柔性导致实际切削加工时振动导致加工精度下降。
[0034]—种利用振荡热管改善刀具散热的方法:振荡热管通过固定装置安装在刀柄本体上，并嵌入通过铣削加工出的明槽，吸热段位于刀片下方并紧密相连，热管的冷凝段设置在刀柄斜上方;加工过程中切削产热经刀片传导至振荡热管吸热段，工质汽化形成“气泡-液塞”的气泡流并启动振荡，通过往复振荡，在冷凝段以风冷方式降温，工质蒸汽液化放热，并因压差作用以振荡的形式再返回吸热段，如此循环，刀片产生的切削热不断由振荡热管传至冷凝段，有效减少了刀片热量积聚和温度升高。
[0035]一种振荡热管冷却刀柄，在其安装刀片后结构包括外接软管1、振荡热管固定支撑架2、刀柄本体3、2个紧固螺钉4、可转位硬质合金刀片5、压板6、振荡热管7、T型三通接头8，振荡热管7由直径为2mm的紫铜薄壁毛细管和液相工质组成，弯折形成振荡回路;外接软管1为PP材质透明软管，用于连接液体加注装置如注射器等;振荡热管固定支撑架2材质与刀柄本体相同，或选用铸铁或钢等金属材料;刀柄本体3在尾端开明槽并钻通孔攻螺纹用于支撑架定位固定，在刀片安装处下方开如图2所示宽度为2.1mm的明槽用于安装紫铜薄壁毛细管;可转位硬质合金材料刀片5尺寸为19mm X 19mm X7mm； T型三通接头8为PP透明材质。其制备方法如下:
[0036]1.选取刀片尺寸为19mmX 19mm的可转位45°外圆车刀，在刀片安装处下表面通过铣削加工出深为2mm宽为2.1mm的明槽形状如图2所示，在刀柄尾端机夹处如图2所示一侧离尾端17mm中轴处开通孔并攻螺纹，并离刀柄底面6mm开始向上加工出宽16mm深2mm的明槽。
[0037]2.截取外径为2mm内径为1mm的紫铜薄壁毛细铜管，并进行弯折形成振荡回路，按如图2方式进行安装，且用石棉纤维布包裹自底端到顶端之间暴露在外的部分，一方面用于绝热，一方面保证铜管不会被加工过程中产生的切肩破坏;铜管与刀片接触的部分涂有导热胶并在安装时压紧保证紧密接触。
[0038]3.将支撑架安装定位在刀柄本体上，支撑架上安装绝热泡沫材料同时起对柔性热管的固定和支撑作用。
[0039]4.在接头处安装T型三通接头保证铜管联通，用UPU胶密封接头处，外接PP材质软管。
[0040]5.用抽真空充液装置通过软管向紫铜薄壁毛细管内充液，工质选用丙酮，填充体积占总体积的55%，充液完毕后使用止水夹夹紧，形成振荡热管7。在振荡热管7顶端附近安置风机，切削加工时使用风冷进行散热降温。
【主权项】
1.一种振荡热管冷却刀柄，其特征在于:包括刀柄本体(3)、位于刀柄本体(3) —侧且用于固定刀柄本体(3)的固定装置(2)、通过固定装置(2)安装并嵌入刀柄本体(3)的振荡热管(7)； 振荡热管(7)从底端至顶端依次分为吸热段、绝热锻和冷凝段;其中振荡热管(7)的吸热段位于可转位刀片下方，与刀片紧密接触，冷凝段设置在顶端，共三个弯头，形成振荡回路； 振荡热管(7)为紫铜薄壁毛细管，在冷凝段设置有供更换工质的塑料三通接头换液口。2.根据权利要求1所述的振荡热管刀柄，其特征在于:刀柄本体(3)包括刀柄和与刀柄连接的刀片；刀柄为可转位车刀刀柄，刀片安装处下方加工出嵌入毛细铜管的明槽，刀柄后端机夹外处侧安装固定装置(2);在刀柄上加工明槽并使用螺钉定位连接，固定装置(2)根据切削条件选择不同高度，使振荡热管(7)以不同工作角度工作以达到不同切削条件下的散热。3.根据权利要求2所述的振荡热管刀柄，其特征在于:刀片下方沟槽宽度与毛细铜管直径相同，铜管涂有导热胶且与刀片直接接触，毛细铜管暴露部分用石棉网缠绕以隔热并保护铜管不被切肩导致其结构破坏。4.一种利用振荡热管改善刀具散热的方法，其特征在于:该方法包括如下步骤: 振荡热管(7)通过固定装置(2)安装在刀柄本体(3)上，并嵌入通过铣削加工出的明槽，吸热段位于刀片下方并紧密相连，振荡热管(7)的冷凝段设置在刀柄本体斜上方;加工过程中切削产热经刀片传导至振荡热管(7)吸热段，工质汽化形成“气泡-液塞”的气泡流并启动振荡，通过往复振荡，在冷凝段以风冷方式降温，工质蒸汽液化放热，并因压差作用以振荡的形式再返回吸热段，如此循环，刀片产生的切削热不断由振荡热管(7)传至冷凝段，减少了刀片热量积聚和温度升高。
【专利摘要】本发明公开了一种振荡热管冷却刀柄及其改善刀具散热的方法，该振荡热管冷却刀柄包括刀柄本体(3)、位于刀柄本体(3)一侧且用于固定刀柄本体(3)的固定装置(2)、通过固定装置(2)安装并嵌入刀柄本体(3)的振荡热管(7)；振荡热管(7)从底端至顶端依次分为吸热段、绝热锻和冷凝段；其中振荡热管(7)的吸热段位于可转位刀片下方，与刀片紧密接触，冷凝段设置在顶端，共三个弯头，形成振荡回路；振荡热管(7)为紫铜薄壁毛细管，在冷凝段设置有供更换工质的塑料三通接头换液口。本发明有效防止刀片温度升高。
【IPC分类】B23B29/12, B23Q11/10
【公开号】CN105458316
【申请号】CN201610066547
【发明人】吴泽, 杨旸, 罗晨
【申请人】东南大学
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2016年2月1日