專利名稱:一種金屬切削液霧化冷卻設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及金屬切削液的加注設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,特指一種金屬 切削液霧化冷卻設(shè)備。
技術(shù)背景
大型金屬切削機(jī)床例如龍門銑、銑鏜床、臥式車床、立式車床、 鉆床等切削加工時(shí)由于工件比較大,常常超出機(jī)床切削液回收裝置的 范圍,而且在一些常用加工方法中切削液易被旋轉(zhuǎn)的刀具拋出,盡管 機(jī)床配有切削液循環(huán)裝置,實(shí)際使用時(shí)通常仍然只能采用手工供液或 干切削,另外有些機(jī)床由于本身限制無法回收切削液,也不得不采用 手工供液或干切削,導(dǎo)致了切削加工效率與質(zhì)量的下降,刀具磨損加 劇,制造成本上升。
在傳統(tǒng)金屬切削過程中,為提高切削效率,提高工件的精度和降 低工件表面粗糙度,延長刀具使用壽命,達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效果,就必 須減少刀具與工件、刀具與切屑之間磨擦,及時(shí)帶走切削區(qū)內(nèi)因材料 變形而產(chǎn)生的熱量。要達(dá)到這些目的, 一方面是通過開發(fā)改進(jìn)刀具, 使金屬切削的加工效率得到迅速提高;另一方面采用性能優(yōu)良的切削 液往往可以明顯提高切削效率,降低工件表面粗糙度,延長刀具使用 壽命,優(yōu)良切削液有如下幾方面作用冷卻、清洗、潤滑。然而切削 液對環(huán)境的副作用及相關(guān)的費(fèi)用引起了人們的廣泛關(guān)注。干式切削加 工是不采用任何切削液的加工,它可以從根本上消除傳統(tǒng)濕式加工易 污染環(huán)境的弊端,是一種非常有前途的切削新技術(shù),但干式切削具有
溫度高、切削力大等缺點(diǎn),又出現(xiàn)了一系列濕式加工中沒有的問題, 目前,干式切削技術(shù)在全球來說還很不成熟,沒有任何冷卻措施的干 式加工還很難實(shí)現(xiàn),還需要對刀具進(jìn)行冷卻和潤滑。 實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的,在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,而提供一種 金屬切削液霧化冷卻設(shè)備;它是介于濕式切削和純粹干式切削之間的 切削技術(shù),該設(shè)備采用霧化冷卻方式,用極少的切削液而起到較好的 冷卻和潤滑作用。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是 一種金屬切削液霧化冷卻設(shè)備,包括配有灌水口的液氣儲(chǔ)罐,液
氣儲(chǔ)罐外部連接進(jìn)氣管,液氣儲(chǔ)罐通過出氣管、出液管與霧化器連接,
霧化器上連有可彎曲的霧化噴管;
其中霧化器上連有磁性支座;進(jìn)氣管上連接有氣壓表;液氣儲(chǔ)
罐的頂端設(shè)有導(dǎo)管、側(cè)面設(shè)有測液位器、下端連接支座;進(jìn)氣管、出
氣管、出液管穿過導(dǎo)管插入液氣儲(chǔ)罐罐體內(nèi),其中出液管延伸到罐體
的內(nèi)底部。
該實(shí)用新型由于采用了液霧化冷卻的方式,因此有如下的有益效
果
1、 相對干切削,刀具壽命有效延長;
2、 在沒有或不宜使用切削液溢流系統(tǒng)時(shí),可用它來提供冷卻作
用;
3、 通過變化噴管的角度,切削液可以到達(dá)其他方法無法接近的地方;
4、 在工件與刀具之間,切削液的流速高于溢流法,冷卻效率按同
體積的切削液計(jì)算,比溢流法高;
5、 切削液和刀具用量小,可以有效降低成本;
6、 可以看見被切削的工件;
7、 有效提高加工效率和生產(chǎn)效率;
8、 解決了干切削的排屑問題,可有效改善生產(chǎn)環(huán)境;
9、 省去了切削液的處理費(fèi)用,減少了環(huán)境污染;
10、 相對干切削,工件變形小。
該設(shè)備適用于沒有或無法配備加工液回流裝置的大型機(jī)床,如龍 門銑床、鏜床、車床、鉆床及磨床等設(shè)備;特別適合用于大切削量、 高速切削、緩進(jìn)給磨削、強(qiáng)力磨削等發(fā)熱量大的加工場合以及加工精 度要求高的高強(qiáng)度、高硬度合金鋼材料。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意具體實(shí)施方式
為了更好的理解本實(shí)用新型,現(xiàn)結(jié)合附圖l進(jìn)行詳盡的闡述; 一種金屬切削液霧化冷卻設(shè)備,包括配有灌水口8的液氣儲(chǔ)罐5, 其特征在于液氣儲(chǔ)罐5外部連接進(jìn)氣管1,液氣儲(chǔ)罐5通過出氣管2、 出液管3與霧化器4連接,霧化器4上連有可彎曲的霧化噴管6;
其中霧化器4上連有磁性支座7;進(jìn)氣管l上連接有氣壓表;液氣 儲(chǔ)罐5的頂端設(shè)有導(dǎo)管11、側(cè)面設(shè)有測液位器IO、下端連接支座9;進(jìn) 氣管l、出氣管2、出液管3穿過導(dǎo)管11插入液氣儲(chǔ)罐5罐體內(nèi),其中出 液管3延伸到罐體的內(nèi)底部。
其工作原理為從灌水口 8把兌好的環(huán)保型水溶性切削液灌入水 氣儲(chǔ)罐5,至容積的2/3,把進(jìn)氣管1接到帶壓力表的進(jìn)氣口,進(jìn)氣 管1另一端接壓縮空氣源;然后把磁性支座7吸到機(jī)床合適的地方, 并調(diào)節(jié)霧化噴管6以保證霧化流體噴到切削區(qū)最佳點(diǎn);工作時(shí),壓縮 空氣進(jìn)入水氣儲(chǔ)罐5,切削液流體受到壓力被壓進(jìn)入出液管3并到達(dá) 霧化器4,同時(shí)部分壓縮空氣通過出氣管2到達(dá)霧化器4;壓縮空氣 在霧化器4把切削液流體形成顆粒微細(xì)的水霧,并以極高的流速通過 霧化噴管6噴向切削區(qū)。
本發(fā)明是利用氣液兩相流體的混合體以高壓霧化的方式噴射到 加工區(qū),霧化的切削液及細(xì)小質(zhì)點(diǎn)顆粒在切削區(qū)的高溫作用下發(fā)生汽 化相變,并吸收大量熱量;壓縮空氣也帶走大量的熱量。
氣液兩相流體噴出時(shí),體積驟然膨脹對外做功,消耗了內(nèi)能,可 使溫度降低1(TC左右。
切削液的潤滑性也使用刀具與工件之間的摩擦和摩擦熱大大減 少,因而可使切削區(qū)域內(nèi)的熱量大幅度下降,使工件變形很小。
由于有壓縮空氣的作用,所產(chǎn)生的切屑通過重力和風(fēng)力作用落入 切削區(qū)域下方的收集區(qū)內(nèi),解決了干切削的排屑難題。同時(shí),高速氣 流中所攜帶的細(xì)小的切削液霧滴容易滲透到切削接觸區(qū),改善了切削 液的滲透性,降低了摩擦和摩擦熱,潤滑作用得以充分發(fā)揮,有效提 高零件表面質(zhì)量。
試驗(yàn)證明,常規(guī)切削液的滲透能力不強(qiáng),能夠被汽化的液體量很 少,使?jié)櫥Ч艿较拗?。而霧化冷卻形成的兩相流體,能夠彌補(bǔ)切
削液滲透能力的不足;氣液兩相流體噴射到切削區(qū)時(shí),有較高的速度, 動(dòng)能較大,因此滲透能力較強(qiáng)。
此外,在氣液兩相射流中微量液體的尺寸很小,遇到溫度較高的 金屬極易汽化,可從多個(gè)方面向刀具前刀面滲透;雖然射流中的液體 量很少,但被汽化的部分則比連續(xù)澆注切削液時(shí)多,因而潤滑效果較 好。
在金屬加工中切削熱主要來源于金屬的塑性變形,切削區(qū)的冷卻 過程就是固體與流體之間的傳熱過程;由于流體與固體分子之間的吸 引力和流體粘度作用,在固體表面就有一個(gè)流體滯流層,從而增加了 熱阻;滯流層越厚,熱阻越大,而滯流層的厚度主要取決于流體的流 動(dòng)性即粘度;粘度小的流體冷卻效果比粘度大的流體冷卻效果好。
實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)機(jī)床調(diào)整到最佳狀態(tài)時(shí),每工時(shí)所消耗的切削液在 50 125mL/h之間,刀具、工件和切屑都是干燥的;清潔干凈的切屑 還可以回收再利用,既不污染環(huán)境又可以節(jié)約資源。
權(quán)利要求1、一種金屬切削液霧化冷卻設(shè)備,包括配有灌水口(8)的液氣儲(chǔ)罐(5),其特征在于液氣儲(chǔ)罐(5)外部連接進(jìn)氣管(1),液氣儲(chǔ)罐(5)通過出氣管(2)、出液管(3)與霧化器(4)連接,霧化器(4)上連有可彎曲的霧化噴管(6)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種金屬切削液霧化冷卻設(shè)備,其特征 在于霧化器(4)上連有磁性支座(7)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種金屬切削液霧化冷卻設(shè)備,其特征 在于進(jìn)氣管(1)上連接有氣壓表。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種金屬切削液霧化冷卻設(shè)備,其特征 在于液氣儲(chǔ)罐(5)的頂端設(shè)有導(dǎo)管(ll)、側(cè)面設(shè)有測液位器(IO)、 下端連接支座(9)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種金屬切削液霧化冷卻設(shè)備,其特征 在于進(jìn)氣管(1)、出氣管(2)、出液管(3)穿過導(dǎo)管(11)插入 液氣儲(chǔ)罐(5)罐體內(nèi),其中出液管(3)延伸到罐體的內(nèi)底部。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種金屬切削液霧化冷卻設(shè)備;它由液氣儲(chǔ)罐、進(jìn)氣管、出氣管、出液管、霧化器、霧化噴管組成,該設(shè)備采用霧化冷卻方式,用極少的切削液而起到較好的冷卻和潤滑作用;主要適用于沒有或無法配備加工液回流裝置的大型機(jī)床,如龍門銑床、鏜床、車床、鉆床及磨床等設(shè)備;特別適合用于大切削量、高速切削、緩進(jìn)給磨削、強(qiáng)力磨削等發(fā)熱量大的加工場合以及加工精度要求高的高強(qiáng)度、高硬度合金鋼材料,具有冷卻潤滑效果好,使切割機(jī)使用壽命延長、提高生產(chǎn)效果和減少環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23Q11/00GK201070724SQ200720055269
公開日2008年6月11日 申請日期2007年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月7日
發(fā)明者熊偉強(qiáng) 申請人:熊偉強(qiáng)