专利名称：一种弹性连接头及车床冷却系统的制作方法
技术领域：
一种弹性连接头及车床冷却系统技术领域[0001]本实用新型涉及金属切削加工设备，具体涉及可安装多把刀具，且与刀具配套地设置有降温冷却设施的切削加工设备。同时也涉及一种弹性连接头，连接头内腔可流通流体。
背景技术：
[0002]现有车床，尤其是数控车床，多采用可转位的多角刀盘，也就是刀盘上具有多个、 一般为6 16把刀具安装位置，用于安装不同规格或用途的刀具。通过刀盘转动可以实现快速换刀加工。[0003]切削加工时，为了冷却刀具，往往需要用大量冷却剂喷淋切削区。喷淋冷却剂通常是通过设在刀盘内部的流体通道获得冷却剂供应的；工作时，刀盘上的每一冷却剂喷出口， 分別对准它所相对的刀具切削点。也有通过带孔的刀具，由刀体内部向外喷射冷却剂的，这种方式被称为内冷加工。例如先后出现的内冷钻头、内冷铣刀、内冷车刀和内冷加工用的夹具等。[0004]90年代末，发明人等试用了将压缩空气的温度降低至_20°C _50°C，混入非常微量的油剂，将低温空气喷出口置于离切削点20毫米左右的位置，对准刀具进行低温喷雾冷却，效果良好。但是，在几年实践中，发明人发现要在车床可转位多角刀盘上，布置低温冷却介质通道和喷出口比较困难。主要问题是现有刀盘结构，冷却剂是从刀架经刀盘内部向外输送喷淋的，沒有考虑温度损耗和喷出口与刀刃的距离。在使用低温空气后，就必须考虑温度损耗，刀架、刀盘的热变形及喷出口对刀刃的近距离喷射问题了，因此，寻求一种既适合刀盘转位接通，又能降低输送温度损耗、减少刀盘、刀架热变形，还能近距离喷射低温空气的转位定向喷射冷却系统就显得很有必要了，而现有技术中还没有这样的设备。发明内容[0005]本实用新型的目的是提供一种结构简单的弹性连接头，以及应用该弹性连接头的简单可靠的车床冷却系统。[0006]为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案一种弹性连接头，其特征在于包括位于套体内的管体，管体前段与套体前段构成气密并可轴向滑动的配合，管体后端连接压缩弹簧前端；压缩弹簧后端固定在管体内腔，管体前端的端面伸出套体之外，且该端面上设置密封件。密封件例如密封垫或者密封圈等类似部件。[0007]相应的，应用该弹性连接头的冷却系统是车床冷却系统，包括车床刀架、冷却介质源和连接在车床刀架上的转位刀盘，其特征在于所述的转位刀盘上设置随动的过渡连接件，过渡连接件上设有多个冷却介质通道，冷却介质通道的出口端连接外接喷管，外接喷管出口设置在刀具的待冷却区域或者与刀具的内部冷介质通道连接；冷却介质通道的入口端与弹性连接头的出口弹性抵靠，每个冷却介质通道的入口端随转位刀盘转动到工作位置后与弹性连接头的出口端位置吻合，弹性连接头的进口端连接冷却介质源。[0008]本实用新型的结构简单，使用方便，并且不用在转位刀盘上打安装孔，低温的冷却介质也不与转位刀盘直接接触，避免了转位刀盘结构性能降低；同时外接喷管和过渡连接件便于直接采用树脂、塑料等导热性低的材料或者设置保温层，减小冷却介质的热量损失； 弹性连接头始终紧贴过渡连接件，触面积小，端面具有密封圈或密封垫，不泄露、不冰堵，安全可靠；装置体积小，不与待加工工件干涉；且外接喷管外置距离短、刚性强，能避免切削干涉。本实用新型成功地解决了现有技术中以低温空气为主的冷却介质喷淋降温在车床上应用的技术难题。
[0009]图I为本实用新型的车床冷却系统的结构示意图；[0010]图2为图I中弹性连接头的放大结构示意图。
具体实施方式
[0011]如图I所示的一种车床冷却系统，包括车床刀架I、冷却介质源6和连接在车床刀架I上的转位刀盘2，转位刀盘2用于连接多个不同规格、尺寸的刀具5，刀具5用于对待加工工件8进行切削等加工。所述的转位刀盘2上设置随动的过渡连接件，过渡连接件上设有多个冷却介质通道，该冷却介质通道的数量通常与刀具5数量吻合，便于管路的简化。 冷却介质通道的出口端连接外接喷管4，外接喷管4出口设置在刀具5的待冷却区域，也就是外接喷管4出口位于刀具5尖端附近，便于喷出冷却介质冷却和润滑刀具。或者外接喷管4出口与刀具5的内部冷介质通道连接；冷却介质通道的入口端与弹性连接头7的出口弹性抵靠，每个冷却介质通道的入口端随转位刀盘2转动到工作位置后与弹性连接头7的出口端位置吻合，弹性连接头7的进口端连接冷却介质源6。[0012]如图2所述，弹性连接头7包括位于套体20内的管体10，管体10前段与套体20 前段构成气密并可轴向滑动的配合，管体10后端连接压缩弹簧30前端；压缩弹簧30后端固定在管体10内腔，管体10前端的端面伸出套体20之外，且该端面上设置具有一定弹性的密封件15，例如橡胶或硅胶或塑料材质的密封垫或密封圈。[0013]冷却介质源6可以是冷却介质输送管、其它可供应冷气体、液体或气液混流介质的机构，因为普通气体、低温气体、液体等都可以作为冷却介质使用，所以都是本实用新型的冷却介质的具体实施方式
。例如图I所示的冷却介质源6可以是冷却介质输送管，该输送管可以与弹性连接头7的管体10通过焊接、钢丝紧固或卡接等任何等同方式连接，都能实现本实用新型的发明目的。核心在于保证管体10能够伸缩运动，同时可以紧贴过渡连接件，管内腔流通冷却介质即可。当然，过渡连接件可以包括一个板体9，板体9上钻孔连接管座3和外接喷管4，板体9上的孔和管座3构成冷却介质通道，或者板体9直接固定外接喷管4，外接喷管4的部分管腔构成冷却介质通道，或者不用板体9也是可以的，因为旋转的时间较短，转位刀盘2转动时冷却介质与转位刀盘2直接接触也不会有大的影响。过渡连接件、外接喷管4等用螺钉、压板或类似紧固件固定在转位刀盘2表面，避免冷却介质，尤其是低温气体与转位刀盘2直接接触，避免在转位刀盘2上打安装孔，避免了转位刀盘2结构性能降低；同时外接喷管和过渡连接件便于直接采用树脂、塑料等导热性低的材料或者设置保温层，减小冷却介质的热量损失。[0014]弹性连接头始终紧贴过渡连接件，接触面积小，采用柔性的端面密封结构，不泄露、不冰堵，安全可靠；装置体积小，不与待加工工件干涉；且外接喷管外置距离短、刚性强，能避免切削干涉。本实用新型成功地解决了现有技术中以低温空气为主的冷却介质喷淋降温在车床上应用的技术难题。[0015]采用上述技术方案后转位刀盘2转至工作位置，冷却介质通道均可与固定在车床刀架I上的弹性连接头7接通，构成“冷却介质源6——弹性连接头7——过渡连接件一一外接喷管4——待冷却区域/刀具5的内部冷介质通道”这样一个完整的冷介质输送通道，用于喷淋冷却介质给刀具5起到冷却和润滑作用。并且因为弹性连接头7始终是弹性抵靠在过渡连接件上的，过渡连接件转动时弹性连接头可以弹性回缩，转位刀盘2转动到下一工作位置时，对应另一刀具5的冷却介质通道和外接喷管4就重新参与构成完整的冷却介质通道，进行喷淋冷却和润滑。[0016]进一步的改进是所述的冷却介质源6为提供常温或低温气态或液态流体，或常温或低温气液混合态流体的机构。尤其是低温气体与液体润滑液的混合喷淋可以起到良好的冷却、润滑作用。[0017]进一步的，所述的转位刀盘2上设置6 16把刀具5，所述的过渡连接件上的冷却介质通道和外接喷管4与刀具对应设置。也就是设置6 16个。[0018]进一步的，所述的过渡连接件包括设置在转位刀盘2朝向弹性连接头7表面的板体9，板体9与管座3固接，管座3固接在转位刀盘2外部，管座3内腔构成冷却介质通道。[0019]弹性连接头7的进一步改进是[0020]所述的套体20为内腔前段细、后段粗的变径管状，管体10前段的径向尺寸与套体 20前段内径吻合，管体10管身上设置O形密封圈14 ;管体10后端一体加工端板11和芯轴 12，端板11位于芯轴12和管体10之间，端板11的径向尺寸大于管体10径向尺寸而小于套体20后段的内径，端板11朝向套体20内腔的变径部28的表面上设置密封环，管体10 靠近端板11的管壁上设置径向通孔13与管体10内腔连通，所述的压缩弹簧30前端套设在芯轴12上、后端与中间设置轴向通孔的挡盖21连接。[0021]这样的结构中，管体10前端与板体9抵靠时，冷却介质源6的冷却介质通过挡盖 21上的轴向通孔进入弹性连接头7，然后经端板11边缘经径向通孔13进入管体10内腔再流入过渡连接件和外接喷管4。实现本实用新型的功能。而当不用工作时，转位刀盘2与弹性连接头7远离，端板11在压缩弹簧30作用下压紧套体20内腔的变径部28，就可以实现对弹性连接头7的关闭。防止冷却介质外泄。[0022]所述的挡盖21与套体20后段的内腔围合构成的区域内设置基座22，基座22内孔固接内座23，压缩弹簧30后端连接在内座23前端，内座23轴芯设置内螺纹孔与套体20 内腔连通。这样的结构便于内螺纹孔与冷却介质源6螺纹连接。也便于更换因长期动作磨损的内座23或其它部件。[0023]所述的套体20外侧套设外套25，所述的挡盖21由外套25后端向轴芯方向延伸构成。这样是挡盖21较为简便的设置方式。装配时先装入管体10和压缩弹簧30、内座23、 基座22，然后将套体20整个插入外套21即可。[0024]所述的套体20与外套25之间设置环形腔室26，所述的内座23和外座之间设置环形腔室27。这样两个环形腔室26、27可以起到保温、隔热的作用，防止弹性连接头7内的低温气体等冷却介质温度升高或者弹性连接头7外部结霜。[0025]更好的是所述的内座23为金属材料，套体20、外套25、基座22为塑料或树脂材料；所述的套体20和外套25过盈配合，所述的外套25插接在金属管24内腔，金属管24与外套25通过径向定位螺钉固接。这样连接方便可靠，塑料、树脂等材料传热效率低，便于保温，而金属管则便于整个部件刚性的提高和形状保持，另外也便于清除少量的结霜或冰凌。[0026]本实用新型适合各类冷却介质对金属加工刀具5的冷却，尤其是适合低温空气作为冷却介质的冷却场合。解决了本领域长期以来存在的技术难题，并且结构简单，性能可靠，使用方便。
权利要求1.一种弹性连接头，其特征在于包括位于套体(20)内的管体(10)，管体(10)前段与套体(20)前段构成气密并可轴向滑动的配合，管体(10)后端连接压缩弹簧(30)前端；压缩弹簧(30)后端固定在管体(10)内腔，管体(10)前端的端面伸出套体(20)之外，且该端面上设置密封件(15)。
2.根据权利要求I所述的弹性连接头，其特征在于所述的套体(20)为内腔前段细、后段粗的变径管状，管体(10)前段的径向尺寸与套体(20)前段内径吻合，管体(10)管身上设置O形密封圈(14);管体(10)后端一体加工端板(11)和芯轴(12),端板(11)位于芯轴(12)和管体(10)之间，端板(11)的径向尺寸大于管体(10)径向尺寸而小于套体(20)后段的内径，端板(11)朝向套体(20)内腔的变径部(28)的表面上设置密封环，管体(10)靠近端板(11)的管壁上设置径向通孔(13)与管体(10)内腔连通，所述的压缩弹簧(30)前端套设在芯轴(12)上、后端与中间设置轴向通孔的挡盖(21)连接。
3.根据权利要求2所述的弹性连接头，其特征在于所述的挡盖(21)与套体(20)后段的内腔围合构成的区域内设置基座(22)，基座(22)内孔固接内座(23)，压缩弹簧(30)后端连接在内座(23)前端，内座(23)轴芯设置内螺纹孔与套体(20)内腔连通。
4.根据权利要求3所述的弹性连接头，其特征在于所述的套体(20)外侧套设外套(25)，所述的挡盖(21)由外套(25)后端向轴芯方向延伸构成。
5.根据权利要求4所述的弹性连接头，其特征在于所述的套体(20)与外套(25)之间设置环形腔室，所述的内座(23)和外座之间设置环形腔室。
6.根据权利要求5所述的弹性连接头，其特征在于所述的内座(23)为金属材料，套体(20)、外套(25)、基座(22)为塑料或树脂材料；所述的套体(20)和外套(25)过盈配合，所述的外套(25)插接在金属管(24)内腔，金属管(24)与外套(25)通过径向定位螺钉固接。
7.一种应用权利要求I到6中任意一项所述弹性连接头的车床冷却系统，包括车床刀架(I )、冷却介质源(6)和连接在车床刀架(I)上的转位刀盘(2)，其特征在于所述的转位刀盘(2)上设置随动的过渡连接件，过渡连接件上设有多个冷却介质通道，冷却介质通道的出口端连接外接喷管(4)，外接喷管(4)出口设置在刀具(5)的待冷却区域或者与刀具(5)的内部冷介质通道连接；冷却介质通道的入口端与弹性连接头(7)的出口弹性抵靠，每个冷却介质通道的入口端随转位刀盘(2)转动到工作位置后与弹性连接头(7)的出口端位置吻合，弹性连接头(7 )的进口端连接冷却介质源(6 )。
8.根据权利要求7所述的车床冷却系统，其特征在于所述的冷却介质源(6)为提供常温或低温气态或液态流体，或常温或低温气液混合态流体的机构。
9.根据权利要求8所述的车床冷却系统，其特征在于所述的转位刀盘(2)上设置6 16把刀具(5)，所述的过渡连接件上的冷却介质通道和外接喷管(4)与刀具对应设置。
10.根据权利要求9所述的车床冷却系统，其特征在于所述的过渡连接件包括设置在转位刀盘(2)朝向弹性连接头(7)表面的板体(9)，板体(9)与管座(3)固接，管座(3)固接在转位刀盘(2 )外部，管座(3 )内腔构成冷却介质通道。
专利摘要本实用新型涉及一种弹性连接头及车床冷却系统，目的是提供一种结构简单的弹性连接头，以及应用该弹性连接头的简单可靠的车床冷却系统；弹性连接头，包括套体和管体，管体前段与套体前段构成气密并可轴向滑动的配合，管体后端连接压缩弹簧前端；压缩弹簧后端固定在管体内腔，管体前端的端面伸出套体之外，且该端面上设置密封圈；弹性连接头连接转位刀盘上的过渡连接件，过渡连接件的冷却介质通道出口端连接外接喷管，弹性连接头的进口端连接冷却介质源。本实用新型的结构简单，使用方便，并且不用在转位刀盘上打安装孔，低温的冷却介质也不与转位刀盘直接接触，避免了转位刀盘结构性能降低；解决了以低温空气为主的冷却介质喷淋降温在车床上应用的技术难题。
文档编号F16L27/00GK202804807SQ20122045633
公开日2013年3月20日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者张昌义, 杨伦 申请人:张昌义, 杨伦