一种切割机床用刀具的工作方法技术领域
本发明涉及一种机床刀具的工作方法。
背景技术
切割机床主要用于对工件进行切割加工，切割机床上的刀具是切割机床上的重要
部件之一，现有的刀具主要为水刀，水刀是以高压的方式对普通水进行增压，让水从一个小
喷头喷出来后形成高速射流，并利用这种高速射流的力量来切割工件，这种刀具在切割工
件时，需要增加额外的加压设备，该加压设备需要事先对水进行加压，然后再将有压力的水
通入到刀具内，同时刀具在对不同的工件进行切割时往往对水压的要求不一样，这时候需
要连接不同的加压设备，从而使得整个切割机床的结构变得十分的复杂。
发明内容
本发明意在提供一种不需要加压设备事先对水进行加压的切割机床用刀具的工
作方法。
本方案中的一种切割机床用刀具的工作方法，包括以下步骤：
（1）、准备：安装刀具，刀具包括转轴和喷头，转轴与变频电机连接，喷头包括喷头座和
喷嘴，喷头座和喷嘴通过弹性件连接，喷头座、喷嘴和弹性件之间形成工作腔室，弹性件上
开设有第一凹槽，第一凹槽内设有压板，还包括拉簧，拉簧一端与压板连接，拉簧另一端与
喷头座连接，压板将工作腔室从上到下分为第一工作腔室和第二工作腔室，转轴与喷头座
通过轴承连接，转轴伸入第一工作腔室内，在转轴上设有主动齿轮，主动齿轮的两端均啮合
有从动齿轮，从动齿轮上设有连杆，连杆上铰接有使弹性件压缩的压杆，从动齿轮、连杆和
压杆形成曲柄连杆机构，在转轴上还开设有进水孔，在转轴伸入第一工作腔室的部分还设
有若干的排水口，排水口与进水孔相通；
（2）、向变频电机内通入电流，电流的频率为150-200Hz，变频电机的转速为4500-
6000r/min，变频电机带动转轴高速旋转；
（3）、转轴高速旋转的同时带动转轴上的主动齿轮高速旋转，主动齿轮再带动啮合的从
动齿轮旋转，从动齿轮旋转再通过连杆带动压杆做往复直线运动，压杆往复直线运动的过
程中对弹性件反复的压缩，进而使得第一工作腔室的空间反复的压缩；
（4）、向转轴的进水孔内通水，水将随转轴一起高速旋转，水高速旋转的同时将在离心
力的作用下从排水口排出并喷洒在第一工作腔室内，同时随着第一工作腔室的空间在压杆
作用下反复的压缩，第一工作腔室的水被反复加压；
（5）、从排水口排出并喷洒在第一工作腔室内的水将对压板产生作用力，当该作用力使
压板克服拉簧的拉力并向下移动时，第一工作腔室和第二工作腔室相通，第一工作腔室的
水进入第二工作腔室内，进入到第二工作腔室内的水沿锥形的喷孔运动，随着锥形喷孔的
半径越来越小，水沿锥形喷孔运动的速度越来越大，并最终从喷嘴处喷出，对工件进行切
割。
步骤（2）中变频电机通入的电流频率为150-200Hz，变频电机的转速为4500-
6000r/min，从而使得在变频电机的带动下，转轴具有足够高的转速。
步骤（3）中通过转轴上的主动齿轮带动两端的曲柄连杆机构运动，从而对弹性件
进行反复的压缩，进而使第一工作腔室的空间反复的压缩。
步骤（4）中在离心力的作用下从排水口排出的水具有较高的速度，同时第一工作
腔室空间的反复压缩使得第一工作腔室的水被反复的加压，因此第一工作腔室的水具有较
高的速度和较高的压力。
步骤（5）中具有较高速度和压力的水作用在压板上，利用水作用在压板上的力使
压板下降进而使得第一工作腔室和第二工作腔室相通，使水进入第二工作腔室，同时利用
锥形喷孔进一步的加大了从喷嘴处喷出的水流的速度，保证了对工件的切割效果。
本方案的效果在于：1、本方案将喷头座和喷嘴之间用弹性件进行连接，再利用高
速旋转的转轴将水以较高的速度喷洒在第一工作腔室内，同时转轴高速旋转时还将带动与
主动齿轮两端啮合的曲柄连杆机构的压杆做往复直线运动，压杆的往复直线运动将作用在
弹性件上，利用弹性件的压缩实现第一工作腔室空间的减小，进而对第一工作腔室的水进
行加压，因此本方案中的刀具喷出的水不需要增设额外的加压设备即可具有较高的压力和
速度，故本方案的刀具在加工工件时，不需要额外的加压设备事先对水进行加压，从而简化
了整个切割机床的结构。
2、本方案中通过设置压板，压板将工作腔室分为第一工作腔室和第二工作腔室，
并利用第一工作腔室内的水的压力使压板下降，从而使得第一工作腔室与第二工作腔室相
通，水从第一工作腔室进入到第二工作腔室，并最终从喷嘴处喷出对工件进行切割，当第一
工作腔室内的水的压力较小时，该压力将不足以使压板克服拉簧的作用力，水将不会进入
到第二工作腔室内，因此本方案通过压板的设置，保证了第一工作腔室内的水的压力足够
大时才能进入到第二工作腔室，保证了从喷嘴处喷出的水的压力，进而保证了对工件的切
割效果。
3、本方案利用变频电机带动转轴转动，当对不同工件进行切割时，需要刀具喷嘴
喷出的水具有不同的速度和压力，此时只需要改变变频电机的供电频率即可改变变频电机
的转速，进而改变转轴的转速，转轴的转速改变，使得从转轴排水口排出的水具有不同的速
度，同时压杆在从动齿轮的带动下对弹性件的压缩频率改变，从而使得第一工作腔室的水
具有不同的压力，最终从刀具喷嘴喷出的水具有不同的压力和速度，因此本方案只需要改
变变频电机的供电频率即可满足对不同工件的切割需求，操作简单。
4、在主动齿轮的两端均啮合有从动齿轮，从动齿轮再带动压杆从两端对弹性件进
行压缩，压缩的效果好，从而保证了了对水的增压效果。
进一步，主动齿轮与从动齿轮的转速比为1:5。主动齿轮和从动齿轮的转速比为1:
5，使得从动齿轮比主动齿轮具有更高的转速，在从动齿轮的带动下，压杆更频繁的对弹性
件进行压缩，进而保证了对第一工作腔室内的水的加压效果。
进一步，在步骤（2）中，压杆在滑槽内做往复直线运动并对弹性件进行压缩。当压
杆在对弹性件进行压缩时，弹性件沿滑槽滑动，滑槽对弹性件的运动起导向作用。
进一步，电流的频率为150Hz，变频电机的转速为4500r/min。在向变频电机内通入
50Hz以上的电流时，需要通过变频器将电流频率增高，电流频率越高，变频器的结构越复
杂，电流频率在150Hz、变频电机的转速为4500r/min 时，变频器的结构较为简单，同时变频
电机能为转轴提供较高的转速。
附图说明
图1为本发明实施例切割机床用刀具的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
说明书附图中的附图标记包括：转轴1、进水孔11、排水口12、主动齿轮13、从动齿轮14、
连杆15、压杆16、滑槽17、喷头座21、弹性件22、喷嘴23、压板24、拉簧25。
实施例基本如附图1所示：一种切割机床用刀具，包括喷头，喷头从上到下依次包
括喷头座21、弹性件22和喷嘴23，喷头座21、喷嘴23和弹性件22之间形成工作腔室，在弹性
件22上还开设有第一凹槽，第一凹槽内设有压板24，压板24轴向宽度小于第一凹槽轴向宽
度，压板24将工作腔室分为第一工作腔室和第二工作腔室，其中第一工作腔室在上，第二工
作腔室在下，在压板24的上部设有拉簧25，拉簧25的下端与压板24连接，拉簧25的上端与喷
头座21相抵，在拉簧25的作用下，压板24与第一凹槽相抵使得第一工作腔室和第二工作腔
室隔开。喷嘴23为锥形的喷嘴23，喷嘴23的上端为锥形结构的大端，喷嘴23的下端为锥形结
构的小端，喷嘴23的上端与弹性件22连接，在喷嘴23上开设有锥形的喷孔，喷孔的上端为锥
形结构的大端。
在喷头的上部还设有转轴1，转轴1的上端与变频电机连接，改变变频电机的频率
即可方便的改变变频电机的转速，从而使得转轴1具有不同的转速，转轴1的下端伸入第一
工作腔室内，在转轴1上开设有进水孔11，在转轴1伸入第一工作腔室的部分还开设有若干
的排水口12，排水口12与进水孔11相通，在转轴1伸出第一工作腔室的上侧安装有主动齿轮
13，在主动齿轮13的两侧分别啮合有从动齿轮14，主动齿轮13和从动齿轮14的齿数比为5:
1，主动齿轮13与从动齿轮14啮合时，齿数越多，转速越慢，当主动齿轮13和从动齿轮14的齿
数比为5:1时，主动齿轮13和从动齿轮14的转速比为1:5，使得从动齿轮14比主动齿轮13具
有更高的转速。
在从动齿轮14上设有连杆15，连杆15上铰接有横向设置的压杆16，压杆16处设有
滑槽17，压杆16在滑槽17内左右滑动，压杆16在移动的过程中将对弹性件22进行压缩，从而
使得第一工作腔室的空间减小，进而对第一工作腔室内的水进行加压。
上述刀具的工作方法包括如下步骤：
（1）、向变频电机内通入电流，电流的频率为150-200Hz，变频电机的转速为4500-
6000r/min，变频电机带动转轴高速旋转；
（2）、转轴高速旋转的同时带动转轴上的主动齿轮高速旋转，主动齿轮再带动啮合的从
动齿轮旋转，从动齿轮旋转再通过连杆带动压杆做往复直线运动，压杆往复直线运动的过
程中对弹性件反复的压缩，进而使得第一工作腔室的空间反复的压缩；
（3）、向转轴的进水孔内通水，水将随转轴一起高速旋转，水高速旋转的同时将在离心
力的作用下从排水口排出并喷洒在第一工作腔室内，同时随着第一工作腔室的空间在压杆
作用下反复的压缩，第一工作腔室的水被反复加压，此时第一工作腔室的水具有较高的速
度和较高的压力；
（4）、从排水口排出并喷洒在第一工作腔室内的水将对压板产生作用力，当该作用力使
压板克服拉簧的拉力并向下移动时，第一工作腔室和第二工作腔室相通，第一工作腔室的
水进入第二工作腔室内，进入到第二工作腔室内的水沿锥形的喷孔运动，随着锥形喷孔的
半径越来越小，水沿锥形喷孔运动的速度越来越大，并最终从喷嘴处喷出，对工件进行切
割。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作
过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以
作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的
效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的
具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。