低溫水霧油霧切削冷卻潤滑供應系統技術方案

本發明專利技術公開了一種低溫水霧油霧切削冷卻潤滑供應系統，霧化室的內腔上部設有文丘里霧化噴頭，文丘里霧化噴頭的進氣口通過第一輸氣管連接至氣罐的出口端，渦流霧化噴嘴包括渦流管和油水氣混合噴頭，渦流管通過第二輸氣管連接至氣罐的出口端，第二輸氣管上設有壓縮制冷機，油水氣混合噴頭與水箱之間通過水管連接，油水氣混合噴頭與霧化室之間通過油霧輸送管連接，經過壓縮制冷機制冷和渦流管制冷的冷風與來自霧化室的油霧和來自水箱的水在油水氣混合噴頭混合。該系統將低溫冷風、復合噴霧的兩者優勢進行結合，能夠使刀具在加工鈦合金、高溫合金、航空復合材料等難加工材料時，使切削溫度得到迅速降低，加工過程更加高效，刀具壽命得到延長。

Low temperature water mist oil cutting cooling lubrication supply system

The invention discloses a low temperature water mist cutting cooling lubrication supply system, the upper part of the inner cavity of the atomizing chamber is provided with a Venturi Venturi atomizing nozzle, nozzle inlet through the first pipeline connected to the gas outlet end of the nozzle, vortex and oil-water mixture including vortex tube nozzle, the outlet end is connected to the gas tank through second pipelines the vortex tube, second gas pipe is provided with an oil vapor compression refrigerating machine, mixing nozzle and a water tank through a water pipe connection between oil and water vapor mixing nozzle and atomizing chamber through the oil mist conveying pipe connection, through compression refrigerator and vortex tube cooling air from the atomizing chamber and oil mist from the water tank in oil water vapor mixing nozzle mix. The system will be both advantages of cold air, composite spray combined tool can make difficult processing materials in the processing of titanium alloy, high temperature alloy, aviation composite materials, the cutting temperature decreased rapidly, the process more efficient, longer tool life.

【技術實現步驟摘要】
低溫水霧油霧切削冷卻潤滑供應系統
本專利技術涉及機械加工中的高速高效綠色切削
，特別是涉及一種低溫水霧油霧切削冷卻潤滑供應系統。
技術介紹
高速切削是一種已經廣泛應用于航空、模具、汽車等行業的高性能工藝技術。傳統切削大量使用切削液已經成為機械加工行業對環境的重要污染，并且引發了各種負面效應。廢棄的切削液會污染到土壤和空氣，并且切削液對人體是有害的，吸入人體后會引發各種疾病，并且切削液的使用成本也很高，在使用的過程中對機床有一定的腐蝕性。切削液滲透到加工區能力的強弱，是衡量潤滑冷卻的關鍵，在傳統加工過程中，機床主軸的高速回轉產生巨大的離心力、高速流場流，傳統澆注冷卻方式下大部分的切削液難以進入切削區域，難以對加工區域實現有效的冷卻；尤其是在加工鈦合金、高溫合金、航空復合材料等難加工材料時，由于加工時溫度比一般材料溫度更高，所以傳統的冷卻潤滑系統無法有效的對其進行降溫，從而導致刀具壽命快速降低，工件質量不好等問題。因此，研究新型的綠色切削技術是推動綠色技術發展的重要環節，是實現機械制造可持續發展的必然要求。傳統的微量潤滑技術，由于在切削區的溫度很高，微量的切削油在高溫下很容易就會失去潤滑的效果，起不到很好的降溫的作用，嚴重影響了刀具壽命以及加工的質量。傳統油霧水霧復合噴霧技術，雖然微細水滴顆粒在霧化過程中可以吸收大量的熱量，但是相比于加工過程中產生的熱量，復合噴霧技術的加工效果仍然不夠顯著，特別是在加工鈦合金、高溫合金、航空復合材料等難加工材料時，切削的溫度會更高，切削溫度對刀具的壽命影響更加顯著。低溫冷風油膜附水滴技術是一種新型金屬加工的潤滑方式，即半干式切削也叫準干式切削，指將壓縮氣體進行制冷后與極其微量的油霧水霧混合后，形成微米級別的霧狀顆粒，高速噴射到切削區，對刀具和工件之間的加工部位進行有效潤滑降溫的一種切削加工方法。低溫冷風油膜附水滴技術通過使用冷風、水霧來進行降溫，水霧在與加工區域相接觸時會發生汽化相變而變成水蒸氣，吸收大量的熱量，配合渦流管和二級壓縮制冷對壓縮空氣制出的冷風，使降溫效果更加明顯。同時也可以降低冷風的使用量，減少渦流管熱氣體的排放，降低噪音；同時，通過油霧來進行潤滑，減少刀具與工件、切屑之間的摩擦，并提高刀具的壽命和工件的加工質量等。渦流管是一種結構簡單的能量分離裝置。工作時壓縮氣體在噴嘴內膨脹，然后以很高的速度沿切線方向進入渦流管。氣流在渦流管內高速旋轉時，經過渦流變換后分離成總溫不相等的兩部分氣流，處于中心部位的氣流溫度低，而處于外層部位的氣流溫度高，調節冷熱流比例，可以得到最佳制冷效應。低溫冷風油膜附水滴技術可以起到抑制切削區溫度升高，減少刀具與工件、切屑與刀具之間的摩擦，并且可以有效的將切屑及時排出，防止粘連以及提高工件加工質量的作用。使用潤滑液少，但是對加工效果的改善卻十分顯著，在提高了工效的同時，又不會污染環境。低溫冷風油膜附水滴技術采用外部冷卻潤滑方式：外部冷卻潤滑方式工作原理相對較簡單，首先將霧化的油霧跟水導入渦流霧化噴嘴口與低溫氣體混合，再利用高壓低溫氣體通過噴嘴將霧化后形成的毫微米級氣霧不斷地噴射到切削點。另外在高速機床加工中，機床主軸高速旋轉所產生較大的離心力會使油霧與水霧很難進入切削區，因此需要更大的壓力克服離心力的影響，才能使油霧順利到達切削區。低溫冷風油膜附水滴技術充分利用潤滑劑的潤滑特性，以及低溫冷風與水霧蒸發的降溫特性，在高速切削難加工材料時會迅速降低切削區溫度，使工件的加工質量更好。通過將低溫切削與復合噴霧技術結合是當今在加工鈦合金、高溫合金、航空復合材料等難加工材料時，最為有效的冷卻潤滑方式之一。
技術實現思路
為了克服現有技術中存在的缺點和不足，本專利技術的目的在于提供一種低溫水霧油霧切削冷卻潤滑供應系統，可產生超低溫冷風、微米級油霧和水霧，通過外部輸入的高壓氣體經過制冷后噴射到切削加工區域，高壓氣體可以保證油霧和水霧能克服刀具高轉速離心力及流場的影響，順利達加工區區域，該系統自帶壓縮制冷機制冷以及渦流管制冷，對壓縮空氣進行多重降溫，大大降低刀具加工中的切削溫度。本專利技術的目的通過下述技術方案實現：本專利技術提供一種低溫水霧油霧切削冷卻潤滑供應系統，包括：空氣增壓泵和氣罐，該空氣增壓泵的入口端與壓縮空氣源連接，該空氣增壓泵的出口端與該氣罐連接，該空氣增壓泵將壓縮空氣源的氣體進行增壓后儲存到該氣罐中；水箱，該水箱內裝有水；霧化室，該霧化室內裝有切削油，該霧化室的內腔上部設有文丘里霧化噴頭，該文丘里霧化噴頭具有進氣口、吸油口和噴射出口，該文丘里霧化噴頭的進氣口通過第一輸氣管連接至該氣罐的出口端，該文丘里霧化噴頭的吸油口通過油液輸送管連接至該霧化室的底部；渦流霧化噴嘴，該渦流霧化噴嘴包括渦流管和油水氣混合噴頭，該渦流管通過第二輸氣管連接至該氣罐的出口端，該第二輸氣管上設有壓縮制冷機，該油水氣混合噴頭與該水箱之間通過水管連接，該水管上設有水泵，該油水氣混合噴頭與該霧化室之間通過油霧輸送管連接，經過該壓縮制冷機制冷和該渦流管制冷的冷風與來自該霧化室的油霧和來自該水箱的水在該油水氣混合噴頭混合。進一步地，該油水氣混合噴頭包括油水混合文丘里管、外層輸送管和內層輸送管，該油水混合文丘里管具有油霧入口、吸水口和噴射出口，該油霧入口與該油霧輸送管連接，該吸水口與該水管連接，該噴射出口與該外層輸送管連通，該內層輸送管與該渦流管的冷風端連通，該內層輸送管輸送冷風，該外層輸送管輸送油霧與水霧，該內層輸送管輸送的冷風和該外層輸送管輸送的油霧與水霧在該油水氣混合噴頭前端的噴嘴口混合。進一步地，該內層輸送管與該渦流管的冷風端之間通過保溫輸送管連通。進一步地，該水箱通過第三輸氣管連接至該空氣增壓泵的入口端。進一步地，該第三輸氣管上設有壓力調節閥。進一步地，該空氣增壓泵和該氣罐連接在進氣管上，該進氣管的進氣端與壓縮空氣源連接，該系統還包括分別設置在該進氣管、該第一輸氣管、該第二輸氣管、該第三輸氣管和該水管上的多個電磁閥。進一步地，該油液輸送管上設有流量調節閥。進一步地，該系統還包括與該進氣管并聯設置的旁通管，該旁通管的一端與該空氣增壓泵的入口端連接，該旁通管的另一端與該氣罐連接，該旁通管上設有單向閥。進一步地，該壓縮制冷機為具有二級制冷的二級壓縮制冷機。進一步地，該第二輸氣管為保溫輸送氣管。本專利技術的有益效果在于：解決使用傳統切削液加工中成本高，冷卻潤滑效果差，難回收，污染工作環境和生態環境等問題；同時將低溫冷風、復合噴霧的兩者優勢進行結合，達到最好的潤滑冷卻效果。該系統能夠產生高速的油霧和水霧，克服高速加工中所產生的離心力，使油霧和水霧顆粒更好的滲透到切削區。配合使用低溫冷卻氣體，能夠使刀具在加工鈦合金、高溫合金、航空復合材料等難加工材料時，使切削溫度得到迅速降低，加工過程更加高效，刀具壽命得到延長。附圖說明圖1是本專利技術第一實施例中低溫水霧油霧切削冷卻潤滑供應系統的結構示意圖。圖2是圖1中文丘里霧化噴頭的局部結構示意圖。圖3是圖1中壓縮制冷機的工作流程示意圖。圖4是圖1中渦流霧化噴嘴的結構示意圖。圖5是本專利技術第二實施例中低溫水霧油霧切削冷卻潤滑供應系統的結構示意圖。圖中：氣體輸送開關1；過濾器2、6；電磁閥3、7、13、14、16；空氣增壓泵4；氣罐5；壓力調節閥8；油霧本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種低溫水霧油霧切削冷卻潤滑供應系統，其特征在于，包括：空氣增壓泵(4)和氣罐(5)，該空氣增壓泵(4)的入口端與壓縮空氣源連接，該空氣增壓泵(4)的出口端與該氣罐(5)連接，該空氣增壓泵(4)將壓縮空氣源的氣體進行增壓后儲存到該氣罐(5)中；水箱(12)，該水箱(12)內裝有水(121)；霧化室(10)，該霧化室(10)內裝有切削油(101)，該霧化室(10)的內腔上部設有文丘里霧化噴頭(18)，該文丘里霧化噴頭(18)具有進氣口(181)、吸油口(182)和噴射出口(183)，該文丘里霧化噴頭(18)的進氣口(181)通過第一輸氣管(31)連接至該氣罐(5)的出口端，該文丘里霧化噴頭(18)的吸油口(182)通過油液輸送管(35)連接至該霧化室(10)的底部；渦流霧化噴嘴(20)，該渦流霧化噴嘴(20)包括渦流管(21)和油水氣混合噴頭(22)，該渦流管(21)通過第二輸氣管(32)連接至該氣罐(5)的出口端，該第二輸氣管(32)上設有壓縮制冷機(11)，該油水氣混合噴頭(22)與該水箱(12)之間通過水管(36)連接，該水管(36)上設有水泵(17)，該油水氣混合噴頭(22)與該霧化室(10)之間通過油霧輸送管(37)連接，經過該壓縮制冷機(11)制冷和該渦流管(21)制冷的冷風與來自該霧化室(10)的油霧(9)和來自該水箱(12)的水(121)在該油水氣混合噴頭(22)混合。...

【技術特征摘要】
1.一種低溫水霧油霧切削冷卻潤滑供應系統，其特征在于，包括：空氣增壓泵(4)和氣罐(5)，該空氣增壓泵(4)的入口端與壓縮空氣源連接，該空氣增壓泵(4)的出口端與該氣罐(5)連接，該空氣增壓泵(4)將壓縮空氣源的氣體進行增壓后儲存到該氣罐(5)中；水箱(12)，該水箱(12)內裝有水(121)；霧化室(10)，該霧化室(10)內裝有切削油(101)，該霧化室(10)的內腔上部設有文丘里霧化噴頭(18)，該文丘里霧化噴頭(18)具有進氣口(181)、吸油口(182)和噴射出口(183)，該文丘里霧化噴頭(18)的進氣口(181)通過第一輸氣管(31)連接至該氣罐(5)的出口端，該文丘里霧化噴頭(18)的吸油口(182)通過油液輸送管(35)連接至該霧化室(10)的底部；渦流霧化噴嘴(20)，該渦流霧化噴嘴(20)包括渦流管(21)和油水氣混合噴頭(22)，該渦流管(21)通過第二輸氣管(32)連接至該氣罐(5)的出口端，該第二輸氣管(32)上設有壓縮制冷機(11)，該油水氣混合噴頭(22)與該水箱(12)之間通過水管(36)連接，該水管(36)上設有水泵(17)，該油水氣混合噴頭(22)與該霧化室(10)之間通過油霧輸送管(37)連接，經過該壓縮制冷機(11)制冷和該渦流管(21)制冷的冷風與來自該霧化室(10)的油霧(9)和來自該水箱(12)的水(121)在該油水氣混合噴頭(22)混合。2.根據權利要求1所述的低溫水霧油霧切削冷卻潤滑供應系統，其特征在于，該油水氣混合噴頭(22)包括油水混合文丘里管(220)、外層輸送管(225)和內層輸送管(226)，該油水混合文丘里管(220)具有油霧入口(221)、吸水口(222)和噴射出口(223)，該油霧入口(221)與該油霧輸送管(37)連接，該吸水口(222)與該水管(36)連接，該噴射出口(223)與該外層輸送管(225)連通，該內層...

【專利技術屬性】
技術研發人員：熊偉強，龔林，張新生，王成勇，
申請(專利權)人：東莞安默琳機械制造技術有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44