长杆和具有长杆的最小量润滑刀具的制作方法

1.本公开涉及一种长杆(lance)和一种具有长杆的最小量润滑(mql)刀具。


背景技术：

2.本部分中的说明仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
3.常规的加工在刀具的切削刃上使用大量的液体润滑剂。具有多个切削直径的一些刀具具有内部通道，所述内部通道为每个切削刃提供这种液体润滑剂。因为常规的液体润滑剂基本上是不可压缩的流体，所以从每个通道到每个切削刃的流动基本上保持基于供应给刀具的液体的压力。
4.相比之下，最小量润滑(“mql”)加工使用通过稀薄空气油雾(即气溶胶)供应到刀具切削刃的润滑，而不是通过常规加工中的高体积的液基乳液。空气油雾中的空气与油的比率通常非常高，并且润滑剂雾充当可压缩流体(不同于常规加工的不可压缩液体润滑剂)。mql刀架通过主轴围绕轴线旋转，并且通常保持切削刀具围绕轴线旋转，同时将润滑剂雾输送到切削刀具。在高体积应用中，油和空气分别穿过主轴，并从主轴直接释放到刀架的腔室中，在所述刀架的腔室中它们在被刀架接收时立即混合。油通过插入穿过主轴的长杆被供给到刀架。在常规的长杆中，在长杆的端部处存在单个洞，这导致在雾中形成相当大的油滴，所述油滴在刀具的冷却剂通道内聚集形成更大的油滴。这可能会导致刀具堵塞，从而降低刀具的效率，并可能增加期望比率的空气与润滑剂离开刀具之前所需的时间。
5.本公开解决了与mql刀架相关联的这些和其他问题。


技术实现要素：

6.本部分提供了对本公开的总体概述并且不是对其全部范围或其所有特征的全面公开。
7.在一种形式中，本公开公开了一种包括长杆的最小量润滑(mql)刀具。所述长杆包括通路和第一孔隙。所述通路从所述长杆的第一端部朝向所述长杆的第二端部轴向延伸并且允许润滑剂供应在其中从所述长杆的所述第一端部朝向所述长杆的所述第二端部流动。所述第一孔隙在靠近所述长杆的所述第二端部的位置处径向延伸穿过所述长杆。流动穿过所述通路的润滑剂供应离开所述第一孔隙并且受到在所述长杆周围流动的空气的冲击。
8.在一些构型中，所述第一孔隙具有小于1毫米的直径。
9.在一些构型中，所述第一孔隙位于距所述长杆的所述第二端部1毫米至2毫米之间。
10.在一些构型中，所述通路的端部延伸穿过所述长杆的所述第二端部。帽堵塞所述通路的所述端部以防止流动穿过所述通路的所述润滑剂供应从所述通路的所述端部流出。
11.在一些构型中，第二孔隙在靠近所述长杆的所述第二端部的位置处径向延伸穿过所述长杆。流动穿过所述通路的所述润滑剂供应离开所述第二孔隙并且受到在所述长杆周围流动的空气的冲击。
12.在一些构型中，所述第一孔隙和所述第二孔隙在直径上彼此相对。
13.在一些构型中，所述第一孔隙具有第一直径，并且所述第二孔隙具有第二直径。所述第一直径可大于所述第二直径。
14.在一些构型中，所述第一孔隙具有第一直径，并且所述第二孔隙具有第二直径。所述第一直径和所述第二直径彼此相等。
15.在一些构型中，所述第一孔隙从所述长杆的内圆柱形表面径向地延伸到所述长杆的外圆柱形表面。
16.在一些构型中，所述mql刀具还包括主轴、刀架、切削刀具和联接件。所述主轴主体被构造成围绕轴线旋转。所述刀架主体安装到所述主轴主体，以便围绕所述轴线共同旋转。所述切削刀具安装到所述刀架主体，以便围绕所述轴线共同旋转。所述切削刀具被构造成从工件移除材料。所述联接件至少部分地延伸到所述切削刀具中并且被构造成将流过其中的空气油雾提供给所述切削刀具。所述联接件接收所述长杆的端部部分。
17.在另一种形式中，本公开公开了一种包括长杆的最小量润滑(mql)刀具。所述长杆包括通路和多个孔口。所述通路从所述长杆的第一端部朝向所述长杆的第二端部轴向延伸并且允许润滑剂供应在其中从所述长杆的所述第一端部朝向所述长杆的所述第二端部流动。所述多个孔口从所述长杆的内圆柱形表面径向地延伸到所述长杆的外圆柱形表面。流动穿过所述通路的所述润滑剂供应离开所述多个孔口并且受到在所述长杆周围流动的空气的冲击以在所述长杆的所述第二端部的上游位置处形成空气油雾。
18.在一些构型中，所述孔口具有小于1毫米的直径。
19.在一些构型中，所述孔口位于距所述长杆的所述第二端部1毫米至2毫米之间。
20.在一些构型中，所述多个孔口中的第一孔口和所述多个孔口中的第二孔口在直径上彼此相对。
21.在一些构型中，所述多个孔口中的第三孔口和所述多个孔口中的第四孔口在直径上彼此相对。
22.在一些构型中，所述第一孔口和所述第二孔口具有第一直径，并且所述第三孔口和所述第四孔口具有第二直径。所述第一直径可大于所述第二直径。
23.在一些构型中，所述第一孔口和所述第二孔口具有第一直径，并且所述第三孔口和所述第四孔口具有第二直径。所述第一直径和所述第二直径彼此相等。
24.在一些构型中，所述mql刀具还包括刀架、切削刀具和联接件。所述刀架主体被构造成围绕轴线旋转。所述切削刀具安装到所述刀架主体，以便围绕所述轴线共同旋转。所述切削刀具被构造成从工件移除材料。所述联接件至少部分地延伸到所述切削刀具中并且被构造成将流过其中的空气油雾提供给所述切削刀具。所述联接件接收所述长杆的端部部分。
25.在一些构型中，所述mql刀具还包括被构造成围绕所述轴线旋转的主轴主体。所述刀架主体安装到所述主轴主体，以便围绕所述轴线共同旋转。
26.在又另一种形式中，本公开公开了一种包括切削刀具、联接件以及长杆的最小量润滑(mql)刀具。所述切削刀具被构造成从工件移除材料。所述联接件至少部分地延伸到所述切削刀具中并且被构造成将流过其中的空气油雾提供给所述切削刀具。所述长杆包括第一端部和至少部分地延伸到所述联接件中的相对的第二端部。所述长杆还包括通路以及第
一孔隙和第二孔隙。所述通路从所述长杆的所述第一端部朝向所述长杆的所述第二端部轴向延伸并且允许润滑剂供应在其中流动。所述第一孔隙从所述长杆的内圆柱形表面径向地延伸到所述长杆的外圆柱形表面。在一些构型中，所述第二孔隙从所述长杆的所述内圆柱形表面径向地延伸到所述长杆的所述外圆柱形表面。所述第二孔隙与所述第一孔隙在直径上相对。流动穿过所述通路的所述润滑剂供应离开所述第一孔隙和所述第二孔隙并且与在所述长杆周围流动的空气混合以在所述长杆的所述第二端部的上游位置处形成空气油雾。所述第一孔隙和所述第二孔隙位于距所述长杆的所述第二端部1毫米至2毫米之间并且具有小于1毫米的直径。
27.根据本文中提供的描述，另外的适用领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅意图用于说明目的，而不意在限制本公开的范围。
附图说明
28.为了能够很好地理解本公开，现在将参考附图通过举例的方式描述本公开的各种形式，在附图中：
29.图1是根据本公开的原理的最小量润滑(mql)刀具的局部剖视图；
30.图2是图1的mql刀具的长杆的一部分的剖视图；
31.图3是根据本公开的原理的另一长杆的一部分的剖视图；并且
32.图4是根据本公开的原理的又另一长杆的一部分的剖视图。
33.本文中描述的附图仅用于说明目的，而并非意图以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
34.以下描述本质上仅仅是示例性的并且不意图限制本公开、应用或用途。应当理解，贯穿附图，对应的附图标记指示相同或对应的零件和特征。提供示例是为了向本领域技术人员充分传达本公开的范围。阐述了许多具体细节，诸如具体部件、装置和方法的类型，以提供对本公开的变型的透彻理解。对于本领域技术人员将显而易见的是，不需要采用具体细节，并且本文所提供的示例可包括替代实施例，并且不意图限制本公开的范围。在一些示例中，未详细描述众所周知的过程、众所周知的装置结构和众所周知的技术。
35.参考图1，示出了最小量润滑(“mql”)装置或刀具10的一部分。mql刀具10包括mql供应系统14、主轴18、马达(未示出)和被构造成保持切削刀具26的刀架组件22。在所提供的示例中，刀具10还包括旋转馈通件(未示出)，所述旋转馈通件被构造成将mql供应系统14连接到主轴18，以将气体(例如空气)和液体润滑剂(例如油)供应到刀架组件22。马达(未示出)被构造成围绕中心轴线38旋转主轴18。
36.mql供应系统14例如可以是双通道mql系统，使得mql供应系统14在单独的供应导管42、46中提供油和压缩空气。因此，mql供应系统14可包括空气压缩机(未示出)或被构造成从分开的压缩空气源(未示出)接收压缩空气的入口(未示出)以及被构造成控制压缩空气的压力或流率的调节器(未示出)。mql供应系统14还可包括被构造成接收润滑油供应的储油器(未示出)或入口(未示出)以及被构造成控制油的压力或流率的装置(例如，泵和/或调节器；未示出)。
37.在所提供的示例中，空气供应导管46和油供应导管42将mql供应系统14连接到旋
转馈通件(未示出)以与其流体连通。旋转馈通件(未示出)是在机器外壳(未示出)与主轴18之间提供流体连通的旋转联接件(所述联接件由固定部分、旋转部分和密封件组成)。固定部分不旋转，但包括保持油和空气彼此分离并且向刀架组件22提供油并向刀架组件22提供空气使得在主轴18和旋转部分旋转时空气和油可从旋转馈通件(未示出)分别行进至刀架组件22的路径。
38.刀架组件22安装到主轴18以便与主轴18共同旋转，并被构造成支撑切削刀具26的基部52以便围绕中心轴线38共同旋转，同时切削刀具26的切削部分54从刀架组件22轴向延伸以接合工件(未示出)。切削刀具26安装到刀架组件22，使得它可被移除并被用另一个或不同的切削刀具(未示出)替换。切削刀具26可以是任何合适类型的旋转刀具，例如铣刀、钻头、丝锥或铰刀等。
39.刀架组件22通常包括刀架主体58、基座50、传送(transfer)组件62、联接器或联接件66以及长杆70。刀架主体58围绕中心轴线38设置，并且包括从动部分74、刀具接收部分78和在从动部分74与刀具接收部分78之间延伸的中间部分82。从动部分74联接到主轴18，从而被旋转。在所提供的示例中，从动部分74被接收在主轴18的凹部86中，并由主轴18接合，以便围绕中心轴线38共同旋转。中间部分82从从动部分74轴向延伸并远离主轴18。刀具接收部分78包括阶梯孔90，所述阶梯孔被构造成接收基座50，以便围绕中心轴线38共同旋转。也就是说，阶梯孔90包括第一内圆周表面90a和第二内圆周表面90b。第一内圆周表面90a的直径大于第二内圆周表面90b的直径并且是无螺纹的。第二内圆周表面90b是带螺纹的。基座50被接收在阶梯孔90中，并且基座50的一个端部上的螺纹与第二内圆周表面90b的螺纹可螺纹地接合，从而将基座50固定到刀架主体58。切削刀具26被接收在阶梯孔90中并且用基座50的相对的端部(例如，用配合的圆锥面)密封。切削刀具26诸如通过围绕刀具接收部分78设置的螺母或环(未示出)保持在阶梯孔90中以便与刀具接收部分78一起围绕中心轴线38共同旋转，所述螺母或环可在切削刀具26上径向向内压缩刀具接收部分78。
40.传送组件62设置在刀架主体58的孔口92内，并且包括外部螺纹部分94和传送主体96。外螺纹部分94与刀架主体58的诸如在从动部分74内或在靠近从动部分74的中间部分82内的内螺纹可以螺纹方式接合。传送主体96在其远侧端部102处或附近包括从传送主体96的外圆柱形表面104径向向外延伸的肩部100。一对密封构件101a、101b(例如，o形环)围绕远侧端部102设置在肩部100的相对侧上，使得螺纹部分94抵靠肩部100压缩密封构件101a，并且当螺纹部分94被拧紧时，肩部100抵靠刀架主体58的环形槽脊106压缩密封构件101b。
41.传送主体96的近侧端部108限定与中心轴线38同轴的入口110。内部主体112设置在传送主体96内并且联接到传送主体96。内部主体112也与传送主体96同轴。在一些构型中，内部主体112可压配合在传送主体96内。
42.联接器66接合长杆70。联接器66设置在传送主体96(和刀架主体58)内并且延伸穿过内部主体112并且至少部分地穿过基座50。联接器66被构造成将流过其中的空气油雾经由长杆70提供给切削刀具26(经由基座50)，其中所述空气雾经由形成在切削刀具26中的一个或多个流体通道114流动到工件。换句话说，联接器66经由基座50将长杆70和切削刀具26流体地联接。
43.长杆70是围绕中心轴线38同轴设置的圆柱形管并且延伸穿过空气导管116。长杆70具有从旋转馈通件(未示出)的油路径延伸并与其流体连通的近侧端部和至少部分地延
伸穿过联接器66(和传送主体96)的远侧端部118。空气导管116围绕中心轴线38同轴设置，并且包括至少部分地延伸穿过联接器66的远侧端部120。空气导管116还经由旋转馈通件的空气路径与压缩空气源流体连通，使得来自压缩空气源的压缩空气流动穿过空气导管116进入联接器66。
44.参考图1和图2，长杆70包括通路122和多个孔隙或孔口124(在图2中最佳地示出)。通路122从长杆70的近侧端部(未示出)朝向长杆70的远侧端部118轴向延伸，并且被构造成允许液体润滑剂供应在其中从近侧端部朝向远侧端部118流动。远侧端部118是封闭的，使得润滑剂流体不从长杆70轴向离开。每个孔隙124在靠近远侧端部118的位置处径向地延伸穿过长杆70(在所提供的示例中，孔隙124位于距长杆70的远侧端部118 1毫米至2毫米之间)。换句话说，孔隙124从长杆70的内圆柱形表面126延伸到长杆70的外圆柱形表面128。孔隙124具有等于或小于1毫米(mm)的直径。多个孔隙124中的第一孔隙124a和多个孔隙124中的第二孔隙124b在直径上彼此相对。如图所示，孔隙124a、124b具有彼此相等的直径。然而，在一些构型中，孔隙124a的直径可大于或小于孔隙124b的直径。在其他构型中，孔隙124a、124b可彼此周向偏移小于180度(即，在直径上彼此不相对)。流动穿过通路122的润滑剂供应离开孔隙124并且受到流动穿过空气导管116和在长杆70周围的压缩空气的冲击，从而在长杆70的远侧端部118上游的位置处形成空气油雾。空气油雾流动穿过联接器66和切削刀具26的一个或多个通道114并且流动到工件。
45.一个或多个凸起部分130围绕长杆70并且沿着长杆70的长度设置。当长杆70围绕中心轴线38旋转时，凸起部分130有助于使长杆70在空气导管116内居中。以此方式，长杆70可旋转地支撑在空气导管116内。
46.参考图3，提供了另一个长杆270。长杆270可代替长杆70结合到上文的mql刀具10中。除了下文指出的任何例外之外，长杆270的结构和功能可与上文描述的长杆70类似或相同。
47.长杆270包括通路222和多个孔隙或孔口224。通路222从长杆270的近侧端部朝向长杆270的远侧端部218轴向延伸，并且被构造成允许润滑剂供应在其中从近侧端部朝向远侧端部218流动。远侧端部218是封闭的，使得润滑剂流体不从长杆270轴向离开。每个孔隙224在靠近远侧端部218的位置处径向地延伸穿过长杆270(在所提供的示例中，孔隙224位于距长杆270的远侧端部218 1毫米至3毫米之间)。换句话说，孔隙224从长杆270的内圆柱形表面226延伸到长杆270的外圆柱形表面228。孔隙224具有等于或小于1毫米(mm)的直径。多个孔隙224中的第一孔隙224a和多个孔隙224中的第二孔隙224b在直径上彼此相对。类似地，多个孔隙224中的第三孔隙224c和多个孔隙224中的第四孔隙224d在直径上彼此相对并且轴向地位于孔隙224a、224b与远侧端部218之间。如图所示，孔隙224a、224b具有彼此相等的第一直径，并且孔隙224c、224d具有彼此相等的第二直径。第一直径可大于第二直径。然而，在一些构型中，第一直径可等于或小于第二直径。在其他构型中，孔隙224a、224b、224c、224d中的每一个可具有不同的直径。流动穿过通路222的润滑剂供应离开孔隙224并且受到流动穿过空气导管116和在长杆270周围的压缩空气的冲击，从而在长杆270的远侧端部218上游的位置处形成空气油雾。
48.参考图4，提供了另一个长杆370。长杆370可代替长杆70、270结合到上文的mql刀具10中。除了下文指出的任何例外之外，长杆370的结构和功能可与上文描述的长杆70、270
类似或相同。
49.长杆370包括通路322和多个孔隙或孔口324。通路322从长杆370的近侧端部朝向长杆370的远侧端部318轴向延伸，并且被构造成允许润滑剂供应在其中从近侧端部朝向远侧端部318流动。帽308堵塞开口310，所述开口延伸穿过长杆370的端壁312。以此方式，流动穿过通路322的润滑剂供应被阻止流动穿过开口310。孔隙324的结构和功能可与上文描述的孔隙124或224类似或相同，并且因此将不再详细描述。长杆370提供的益处是允许常规长杆改装有径向延伸穿过长杆的孔隙，同时堵塞轴向延伸穿过长杆的端部的洞。以此方式，流动穿过长杆的润滑剂离开孔隙并且被阻止从洞310轴向离开。
50.因此，本公开还包括一种修改常规长杆的方法。除了其他步骤之外，所述方法还可包括提供具有穿过长杆的远侧端部的孔口开口的长杆。所述方法可通过以下进行：堵塞远侧端部中的孔口并形成径向地穿过长杆的内圆柱形表面至长杆的外圆柱形表面的多个孔口。所形成的多个孔口可如上文参考长杆70、270或370所描述的那样形成。
51.除非本文另有明确指示，否则指示机械/热性质、组成百分比、尺寸和/或公差或其他特性的所有数值在描述本公开的范围时应理解为由词语“约”或“大约”修饰。出于各种原因期望进行这种修饰，所述原因包括：工业实践、材料、制造和组装公差以及测试能力。
52.如本文所使用，短语a、b和c中的至少一者应被解释为使用非排他性逻辑“或”表示逻辑(a或b或c)，并且不应被解释为表示“a中的至少一者、b中的至少一者以及c中的至少一者”。
53.本技术中所描述的设备和方法可由专用计算机部分地或完全地实现，所述专用计算机通过将通用计算机配置为执行计算机程序中体现的一种或多种特定功能来创建。功能框、流程图组成部分和上文描述的其他要素用作软件规范，所述软件规范可通过技术人员或程序员的常规工作来转译成计算机程序。
54.本公开的描述本质上仅是示例性的，并且因此不脱离本公开的实质的变型意图在本公开的范围内。不应将此类变型视为脱离本公开的精神和范围。
55.根据本发明，提供了一种最小量润滑(mql)刀具，其具有：长杆，所述长杆包括：从所述长杆的第一端部朝向所述长杆的第二端部轴向延伸并且允许润滑剂供应在其中从所述长杆的所述第一端部朝向所述长杆的所述第二端部流动的通路；以及在靠近所述长杆的所述第二端部的位置处径向延伸穿过所述长杆的第一孔隙，其中流动穿过所述通路的所述润滑剂供应离开所述第一孔隙并且受到在所述长杆周围流动的空气的冲击。
56.根据一个实施例，所述第一孔隙具有小于1毫米的直径。
57.根据一个实施例，所述第一孔隙位于距所述长杆的所述第二端部1毫米至2毫米之间。
58.根据一个实施例，所述通路的端部延伸穿过所述长杆的所述第二端部，并且其中帽堵塞所述通路的所述端部，以防止流动穿过所述通路的所述润滑剂供应从所述通路的所述端部流出。
59.根据一个实施例，第二孔隙在靠近所述长杆的所述第二端部的位置处径向延伸穿过所述长杆，并且其中流动穿过所述通路的所述润滑剂供应离开所述第二孔隙并且受到在所述长杆周围流动的空气的冲击。
60.根据一个实施例，所述第一孔隙和所述第二孔隙在直径上彼此相对。
61.根据一个实施例，其中所述第一孔隙具有第一直径并且所述第二孔隙具有第二直径，并且其中所述第一直径和所述第二直径彼此相等。
62.根据一个实施例，所述第一孔隙具有第一直径并且所述第二孔隙具有第二直径，并且其中所述第一直径大于所述第二直径。
63.根据一个实施例，所述第一孔隙从所述长杆的内圆柱形表面径向地延伸到所述长杆的外圆柱形表面。
64.根据一个实施例，本发明的特征还在于：被构造成围绕轴线旋转的主轴主体；安装到所述主轴主体以便围绕所述轴线共同旋转的刀架主体；安装到所述刀架主体以便围绕所述轴线共同旋转的切削刀具，所述切削刀具被构造成从工件移除材料；以及至少部分地延伸到所述切削刀具中并且被构造成将流过其中的空气油雾提供给所述切削刀具的联接件，所述联接件接收所述长杆的端部部分。