專利名稱：一種用于多工位自動(dòng)冷鐓機(jī)的潤滑冷卻射流噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬冷鐓工藝用潤滑冷卻設(shè)備，尤其是涉及一種用于多工位自動(dòng)冷鐓機(jī)的潤滑冷卻射流噴嘴。
背景技術(shù)：
金屬冷鐓工藝是應(yīng)用金屬冷塑性變形特性的一種無切削加工工藝。多工位自動(dòng)冷鐓機(jī)是一種金屬冷塑性成形加工設(shè)備，其工位布置為n+1，其中1個(gè)工位為切料工位，其余工位均為鐓鍛工位，在冷鐓作業(yè)時(shí)每個(gè)鐓鍛工位變形程度各不相同，因而每個(gè)鐓鍛工位實(shí)時(shí)溫度效應(yīng)存在差異。由于金屬的塑性變形過程是在高壓下進(jìn)行的，因此會(huì)不斷增加多工位自動(dòng)冷鐓機(jī)與金屬之間的接觸表面，使多工位自動(dòng)冷鐓機(jī)與金屬之間的接觸條件不斷改變。由于接觸表面上各處的塑性流動(dòng)情況不同，有的滑動(dòng)，有的粘著，有的快，有的慢，因而在接觸表面上各點(diǎn)的摩擦也各不相同。為了減小金屬流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力，便于金屬塑性成形加工，同時(shí)為了有效的冷卻模具及機(jī)具，需采用潤滑劑進(jìn)行潤滑和冷卻。然而由于接觸表面上的單位壓力很大，一般可高達(dá)500 2500MPa，因此在如此高的面壓下潤滑劑難以帶入變形區(qū)，從而導(dǎo)致潤滑冷卻非常困難。為解決潤滑冷卻困難的問題，目前一般采用粗放的多孔管在常壓下進(jìn)行大油量澆淋，然而這種潤滑冷卻手段會(huì)耗費(fèi)大量的專用冷鐓油，且效果很差，由于冷鐓是強(qiáng)約束冷鍛擠的工藝過程，如果在連續(xù)作業(yè)過程中得不到充分潤滑和冷卻，則會(huì)直接影響到被鐓零件的表面質(zhì)量及模具和機(jī)具的壽命。金屬的塑性變形實(shí)質(zhì)上是變形熱效應(yīng)在起作用，這是因?yàn)楣┙o金屬產(chǎn)生塑性變形的能量將消耗于彈性變形和塑性變形，其中，消耗于彈性變形的那部分能量造成金屬的應(yīng)力狀態(tài)，而消耗于塑性變形的那部分能量的絕大部分轉(zhuǎn)化為熱量。當(dāng)部分熱量來不及向外散發(fā)而積蓄于變形金屬內(nèi)部時(shí)，會(huì)促使金屬的溫度升高，在低溫條件下，表現(xiàn)尤為明顯。在金屬的塑性變形過程中溫度效應(yīng)不僅決定于因塑性變形功而排出的熱量，而且也取決于接觸表面摩擦功作用所排出的熱量。金屬在冷變形時(shí)的冷變形強(qiáng)化趨于嚴(yán)重，當(dāng)變形速度很大時(shí)，熱能來不及散發(fā)，會(huì)使變形金屬的溫度升高，金屬毛坯在模具中強(qiáng)烈的塑性變形，會(huì)使溫度升高至250°C 300°C左右，而冷鐓油潤滑油氣化溫度在200°C 250°C左右。因此， 金屬在塑性變形過程中會(huì)產(chǎn)生大量油霧，而這些油霧本質(zhì)為三相煙霧，長期吸入對(duì)人體有害，同時(shí)會(huì)污染工場環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高效、節(jié)能且環(huán)保的用于多工位自動(dòng)冷鐓機(jī)的潤滑冷卻射流噴嘴。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種用于多工位自動(dòng)冷鐓機(jī)的潤滑冷卻射流噴嘴，其特征在于包括油液噴射管和同軸套設(shè)于所述的油液噴射管外的氣流噴射管，所述的氣流噴射管的尾端與所述的油液噴射管的尾部密封連接，所述的油液噴射管的尾端設(shè)置有進(jìn)油口，所述的油液噴射管的前端設(shè)置有用于噴出連續(xù)的柱形油射流的收縮型油液噴嘴，所述的氣流噴射管的尾部設(shè)置有進(jìn)氣口，所述的氣流噴射管的內(nèi)徑大于所述的油液噴射管的外徑，所述的氣流噴射管的內(nèi)周壁與所述的油液噴射管的外周壁之間的環(huán)形空隙構(gòu)成氣流通道，所述的氣流噴射管的前端設(shè)置有與所述的氣流通道相連通且用于噴出環(huán)形氣射流的環(huán)形噴氣口，所述的收縮型油液噴嘴噴出的連續(xù)的柱形油射流與所述的環(huán)形噴氣口噴出的環(huán)形氣射流形成油-氣二元?dú)獍屯纳淞?。所述的氣流噴射管主要由氣流管和與所述的氣流管固定連接的氣噴嘴組成，所述的氣流管的尾端與所述的油液噴射管的尾部密封連接，所述的氣流管的前部內(nèi)側(cè)與所述的油液噴射管的前部外側(cè)之間設(shè)置有多孔板，所述的多孔板上的通孔與所述的氣流通道相連通，所述的氣噴嘴的前端的內(nèi)徑小于所述的氣噴嘴的后端的內(nèi)徑，所述的氣噴嘴的前端的內(nèi)周壁與所述的收縮型油液噴嘴的外周壁之間的環(huán)形間隙構(gòu)成所述的環(huán)形噴氣口。所述的環(huán)形噴氣口的環(huán)寬為0. 05 0. 07毫米。所述的收縮型油液噴嘴包括收縮口段和直管段，所述的收縮口段的寬端與所述的油液噴射管的前端連接，所述的收縮口段的窄端與所述的直管段的一端連接，所述的直管段的另一端設(shè)置有噴油口，所述的收縮口段的收縮角度為100 125度，所述的直管段的長度為所述的直管段的內(nèi)徑的5 7倍。所述的直管段的外周壁呈圓錐形，且圓錐形的起始位置與所述的環(huán)形噴氣口的最前端位置等高。所述的氣流噴射管的尾端與所述的油液噴射管的尾部之間設(shè)置有密封端蓋，所述的氣流噴射管的尾端通過所述的密封端蓋與所述的油液噴射管的尾部密封連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于通過設(shè)計(jì)兩個(gè)同軸套設(shè)的油液噴射管和氣流噴射管，氣流噴射管的內(nèi)周壁與油液噴射管的外周壁之間的環(huán)形空隙構(gòu)成氣流通道， 且在油液噴射管的前端設(shè)置一個(gè)收縮型油液噴嘴，在氣流噴射管的前端設(shè)置一個(gè)環(huán)形噴氣口，使得收縮型油液噴嘴噴出的連續(xù)的柱形油射流與環(huán)形噴氣口噴出的環(huán)形氣射流形成油-氣二元?dú)獍屯纳淞?，油和氣互不混合，這樣工作時(shí)在高速氣流挾持下的低壓油液射向被鐓材料表面及模塊與被鐓材料之間的接觸面，可使被鐓材料表面及模具與被鐓材料之間的接觸面上的油液分子滲透性更強(qiáng)，從而使?jié)櫥?、冷卻更充分，效果最大化，且由于利用了壓縮空氣和油液兩種物質(zhì)進(jìn)行潤滑、冷卻，因此大大的減少了油液的耗費(fèi)量；利用高速氣流的溫度低于室溫空氣的特性，對(duì)模具及機(jī)具進(jìn)行再冷卻；利用高速氣流周邊產(chǎn)生低壓的特性，卷吸周邊的油霧，同時(shí)利用高速氣流的溫度低于室溫空氣的特性，對(duì)被卷吸的油霧進(jìn)行冷凝，變成油滴，最終達(dá)到減少油霧的發(fā)生，有效避免了油霧污染工場環(huán)境。


圖1為本發(fā)明的潤滑冷卻射流噴嘴的軸向剖視圖； 圖2為圖1中A部分的放大示意圖3為實(shí)施本發(fā)明的潤滑冷卻射流噴嘴的系統(tǒng)配置示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
本發(fā)明提出的一種用于多工位自動(dòng)冷鐓機(jī)的潤滑冷卻射流噴嘴，如圖1和圖2所示，其包括油液噴射管1和同軸套設(shè)于油液噴射管1外的氣流噴射管2，氣流噴射管2的尾端與油液噴射管1的尾部密封連接，油液噴射管1的尾端設(shè)置有進(jìn)油口 11，油液噴射管1的前端一體設(shè)置有用于噴出連續(xù)的柱形油射流的收縮型油液噴嘴12，氣流噴射管2的尾部設(shè)置有進(jìn)氣口 21，氣流噴射管2的內(nèi)徑大于油液噴射管1的外徑，氣流噴射管2的內(nèi)周壁與油液噴射管1的外周壁之間的環(huán)形空隙構(gòu)成氣流通道22，氣流噴射管2的前端設(shè)置有與氣流通道22相連通且用于噴出環(huán)形氣射流的環(huán)形噴氣口 23。根據(jù)氣體動(dòng)力學(xué)原理附壁效應(yīng)，收縮型油液噴嘴12噴出的連續(xù)的柱形油射流與環(huán)形噴氣口 23噴出的環(huán)形氣射流形成油-氣二元?dú)獍屯纳淞?，油和氣互不混合，工作時(shí)在高速氣流挾持下的低壓油液射向被鐓材料表面及模塊與被鐓材料之間的接觸面，可使被鐓材料表面及模塊與被鐓材料之間的接觸面上的油液分子滲透性更強(qiáng)，從而使?jié)櫥?、冷卻更充分，效果最大化；利用高速氣流的溫度低于室溫空氣的特性，對(duì)模具及機(jī)具進(jìn)行再冷卻；利用高速氣流周邊產(chǎn)生低壓的特性，卷吸周邊的油霧，同時(shí)利用高速氣流的溫度低于室溫空氣的特性，對(duì)被卷吸的油霧進(jìn)行冷凝，變成油滴，最終達(dá)到減少油霧的發(fā)生，有效避免了油霧污染工場環(huán)境。在此具體實(shí)施例中，氣流噴射管2主要由氣流管M和與氣流管M固定連接的氣噴嘴25組成，氣流管M的尾端與油液噴射管1的尾部密封連接，氣流管M的前部內(nèi)側(cè)與油液噴射管1的前部外側(cè)之間設(shè)置有多孔板3，多孔板3上的通孔31與氣流通道22相連通， 氣噴嘴25的前端的內(nèi)徑小于氣噴嘴25的后端的內(nèi)徑，氣噴嘴25的前端的內(nèi)周壁與收縮型油液噴嘴12的外周壁之間的環(huán)形間隙構(gòu)成環(huán)形噴氣口 23。在此，多孔板3與氣流管M的前部內(nèi)側(cè)可采用螺紋連接方式，多孔板3為一塊均勻分布有多個(gè)通孔31的板。在此具體實(shí)施例中，環(huán)形噴氣口 23的環(huán)寬為0.05 0.07毫米，環(huán)形噴氣口 23的出口處可設(shè)計(jì)成光滑的銳邊。在此具體實(shí)施例中，收縮型油液噴嘴12包括收縮口段121和直管段122，收縮口段 121的內(nèi)部通孔呈喇叭狀，收縮口段121的寬端與油液噴射管1的前端連接，收縮口段121 的窄端與直管段122的一端連接，直管段122的另一端設(shè)置有噴油口 123，噴油口 123的出口處可設(shè)計(jì)成光滑的銳邊，收縮口段121的收縮角度α為100 125度，直管段122的長度L為直管段122的內(nèi)徑d的5 7倍。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，可將收縮口段121的收縮角度α設(shè)計(jì)為118度，經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)，表明收縮口段121的收縮角度α為118度時(shí)能夠達(dá)到很好的效果。在此具體實(shí)施例中，直管段122的外周壁呈圓錐形，且圓錐形的起始位置與環(huán)形噴氣口 23的最前端即環(huán)形噴氣口 23的出口處位置等高，這樣可使收縮型油液噴嘴12噴出的連續(xù)的柱形油射流與環(huán)形噴氣口 23噴出的環(huán)形氣射流形成的油-氣二元?dú)獍屯纳淞魃湎虮荤叢牧媳砻鏁r(shí)，能夠達(dá)到更好的潤滑、冷卻效果。在此具體實(shí)施例中，氣流噴射管2的尾端與油液噴射管1的尾部之間設(shè)置有密封端蓋4，氣流噴射管2的尾端通過密封端蓋4與油液噴射管1的尾部密封連接，密封端蓋4 的設(shè)置可防止通過進(jìn)氣口 21進(jìn)入氣流通道22的壓縮空氣從氣流噴射管2的尾端與油液噴射管1的尾部之間的縫隙中流出。圖3給出了實(shí)施本發(fā)明的潤滑冷卻射流噴嘴的系統(tǒng)配置，其包括定模51、動(dòng)模52、 空壓機(jī)53和油壓泵Μ，定模51上定位有工件55，空壓機(jī)53通過氣流管道56與本發(fā)明的潤滑冷卻射流噴嘴9的進(jìn)氣口連接，油壓泵M通過油液管道57與本發(fā)明的潤滑冷卻射流噴嘴9的進(jìn)油口連接，氣流管道56上設(shè)置有用于控制進(jìn)入本發(fā)明的潤滑冷卻射流噴嘴9的壓縮空氣的流量的氣動(dòng)節(jié)流閥58，油液管道57上設(shè)置有用于控制進(jìn)入本發(fā)明的潤滑冷卻射流噴嘴9的潤滑油的流量的油節(jié)流閥59。該系統(tǒng)配置工作時(shí)，空壓機(jī)53壓出的壓縮空氣通過氣流管道56進(jìn)入潤滑冷卻射流噴嘴9的氣流管中，油壓泵M壓出的潤滑油通過油液管道57進(jìn)入潤滑冷卻射流噴嘴9的油液噴射管中，油液噴射管中的油液通過收縮型油液噴嘴后形成急速的具有足夠長度且連續(xù)的柱形油射流，同時(shí)氣流管中的壓縮空氣通過多孔板到達(dá)氣噴嘴后，經(jīng)環(huán)形噴氣口高速噴出，由于流動(dòng)空氣的附壁效應(yīng)作用，因此在柱形油射流周邊形成吸附的同心環(huán)形氣射流； 然后在同心環(huán)形氣射流達(dá)到一定速度時(shí)，根據(jù)拉伐爾原理收縮型油液噴嘴噴出的連續(xù)的柱形油射流與環(huán)形噴氣口噴出的環(huán)形氣射流形成的油-氣二元?dú)獍屯纳淞鞯耐鈧?cè)就會(huì)形成低于大氣壓的低壓區(qū)即真空區(qū)，這樣真空區(qū)周邊的物質(zhì)就會(huì)被卷吸。該系統(tǒng)配置工作時(shí)，可通過氣動(dòng)節(jié)流閥58控制壓縮空氣的流量，同時(shí)可通過油節(jié)流閥59控制潤滑油的流量，這樣可實(shí)現(xiàn)對(duì)每一工位冷塑性變形的溫度效應(yīng)進(jìn)行等效潤滑冷卻，最大限度地節(jié)約了潤滑油和壓縮空氣。
權(quán)利要求
1.一種用于多工位自動(dòng)冷鐓機(jī)的潤滑冷卻射流噴嘴，其特征在于包括油液噴射管和同軸套設(shè)于所述的油液噴射管外的氣流噴射管，所述的氣流噴射管的尾端與所述的油液噴射管的尾部密封連接，所述的油液噴射管的尾端設(shè)置有進(jìn)油口，所述的油液噴射管的前端設(shè)置有用于噴出連續(xù)的柱形油射流的收縮型油液噴嘴，所述的氣流噴射管的尾部設(shè)置有進(jìn)氣口，所述的氣流噴射管的內(nèi)徑大于所述的油液噴射管的外徑，所述的氣流噴射管的內(nèi)周壁與所述的油液噴射管的外周壁之間的環(huán)形空隙構(gòu)成氣流通道，所述的氣流噴射管的前端設(shè)置有與所述的氣流通道相連通且用于噴出環(huán)形氣射流的環(huán)形噴氣口，所述的收縮型油液噴嘴噴出的連續(xù)的柱形油射流與所述的環(huán)形噴氣口噴出的環(huán)形氣射流形成油-氣二元?dú)獍屯纳淞鳌?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于多工位自動(dòng)冷鐓機(jī)的潤滑冷卻射流噴嘴，其特征在于所述的氣流噴射管主要由氣流管和與所述的氣流管固定連接的氣噴嘴組成，所述的氣流管的尾端與所述的油液噴射管的尾部密封連接，所述的氣流管的前部內(nèi)側(cè)與所述的油液噴射管的前部外側(cè)之間設(shè)置有多孔板，所述的多孔板上的通孔與所述的氣流通道相連通，所述的氣噴嘴的前端的內(nèi)徑小于所述的氣噴嘴的后端的內(nèi)徑，所述的氣噴嘴的前端的內(nèi)周壁與所述的收縮型油液噴嘴的外周壁之間的環(huán)形間隙構(gòu)成所述的環(huán)形噴氣口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于多工位自動(dòng)冷鐓機(jī)的潤滑冷卻射流噴嘴，其特征在于所述的環(huán)形噴氣口的環(huán)寬為0. 05 0. 07毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于多工位自動(dòng)冷鐓機(jī)的潤滑冷卻射流噴嘴，其特征在于所述的收縮型油液噴嘴包括收縮口段和直管段，所述的收縮口段的寬端與所述的油液噴射管的前端連接，所述的收縮口段的窄端與所述的直管段的一端連接，所述的直管段的另一端設(shè)置有噴油口，所述的收縮口段的收縮角度為100 125度，所述的直管段的長度為所述的直管段的內(nèi)徑的5 7倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于多工位自動(dòng)冷鐓機(jī)的潤滑冷卻射流噴嘴，其特征在于所述的直管段的外周壁呈圓錐形，且圓錐形的起始位置與所述的環(huán)形噴氣口的最前端位置等高。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于多工位自動(dòng)冷鐓機(jī)的潤滑冷卻射流噴嘴，其特征在于所述的氣流噴射管的尾端與所述的油液噴射管的尾部之間設(shè)置有密封端蓋，所述的氣流噴射管的尾端通過所述的密封端蓋與所述的油液噴射管的尾部密封連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于多工位自動(dòng)冷鐓機(jī)的潤滑冷卻射流噴嘴，包括油液噴射管和同軸套設(shè)于油液噴射管外的氣流噴射管，油液噴射管的尾端設(shè)置有進(jìn)油口，油液噴射管的前端設(shè)置有收縮型油液噴嘴，氣流噴射管的尾部設(shè)置有進(jìn)氣口，氣流噴射管的內(nèi)周壁與油液噴射管的外周壁之間的環(huán)形空隙構(gòu)成氣流通道，氣流噴射管的前端設(shè)置有環(huán)形噴氣口，收縮型油液噴嘴噴出的連續(xù)的柱形油射流與環(huán)形噴氣口噴出的環(huán)形氣射流形成油-氣二元?dú)獍屯纳淞?，油和氣互不混合，這樣工作時(shí)在高速氣流挾持下的低壓油液射向被鐓材料表面及模塊與被鐓材料之間的接觸面，可使被鐓材料表面及模具與被鐓材料間的接觸面上的油液分子滲透性更強(qiáng)，從而使?jié)櫥?、冷卻更充分，效果最大化。
文檔編號(hào)B05B7/08GK102513481SQ20111041406
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者何紅君 申請(qǐng)人:寧波騰工精密機(jī)械制造有限公司