低温水雾油雾切削冷却润滑供应系统技术方案

本发明专利技术公开了一种低温水雾油雾切削冷却润滑供应系统，雾化室的内腔上部设有文丘里雾化喷头，文丘里雾化喷头的进气口通过第一输气管连接至气罐的出口端，涡流雾化喷嘴包括涡流管和油水气混合喷头，涡流管通过第二输气管连接至气罐的出口端，第二输气管上设有压缩制冷机，油水气混合喷头与水箱之间通过水管连接，油水气混合喷头与雾化室之间通过油雾输送管连接，经过压缩制冷机制冷和涡流管制冷的冷风与来自雾化室的油雾和来自水箱的水在油水气混合喷头混合。该系统将低温冷风、复合喷雾的两者优势进行结合，能够使刀具在加工钛合金、高温合金、航空复合材料等难加工材料时，使切削温度得到迅速降低，加工过程更加高效，刀具寿命得到延长。

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.

【技术实现步骤摘要】
低温水雾油雾切削冷却润滑供应系统
本专利技术涉及机械加工中的高速高效绿色切削
，特别是涉及一种低温水雾油雾切削冷却润滑供应系统。
技术介绍
高速切削是一种已经广泛应用于航空、模具、汽车等行业的高性能工艺技术。传统切削大量使用切削液已经成为机械加工行业对环境的重要污染，并且引发了各种负面效应。废弃的切削液会污染到土壤和空气，并且切削液对人体是有害的，吸入人体后会引发各种疾病，并且切削液的使用成本也很高，在使用的过程中对机床有一定的腐蚀性。切削液渗透到加工区能力的强弱，是衡量润滑冷却的关键，在传统加工过程中，机床主轴的高速回转产生巨大的离心力、高速流场流，传统浇注冷却方式下大部分的切削液难以进入切削区域，难以对加工区域实现有效的冷却；尤其是在加工钛合金、高温合金、航空复合材料等难加工材料时，由于加工时温度比一般材料温度更高，所以传统的冷却润滑系统无法有效的对其进行降温，从而导致刀具寿命快速降低，工件质量不好等问题。因此，研究新型的绿色切削技术是推动绿色技术发展的重要环节，是实现机械制造可持续发展的必然要求。传统的微量润滑技术，由于在切削区的温度很高，微量的切削油在高温下很容易就会失去润滑的效果，起不到很好的降温的作用，严重影响了刀具寿命以及加工的质量。传统油雾水雾复合喷雾技术，虽然微细水滴颗粒在雾化过程中可以吸收大量的热量，但是相比于加工过程中产生的热量，复合喷雾技术的加工效果仍然不够显著，特别是在加工钛合金、高温合金、航空复合材料等难加工材料时，切削的温度会更高，切削温度对刀具的寿命影响更加显著。低温冷风油膜附水滴技术是一种新型金属加工的润滑方式，即半干式切削也叫准干式切削，指将压缩气体进行制冷后与极其微量的油雾水雾混合后，形成微米级别的雾状颗粒，高速喷射到切削区，对刀具和工件之间的加工部位进行有效润滑降温的一种切削加工方法。低温冷风油膜附水滴技术通过使用冷风、水雾来进行降温，水雾在与加工区域相接触时会发生汽化相变而变成水蒸气，吸收大量的热量，配合涡流管和二级压缩制冷对压缩空气制出的冷风，使降温效果更加明显。同时也可以降低冷风的使用量，减少涡流管热气体的排放，降低噪音；同时，通过油雾来进行润滑，减少刀具与工件、切屑之间的摩擦，并提高刀具的寿命和工件的加工质量等。涡流管是一种结构简单的能量分离装置。工作时压缩气体在喷嘴内膨胀，然后以很高的速度沿切线方向进入涡流管。气流在涡流管内高速旋转时，经过涡流变换后分离成总温不相等的两部分气流，处于中心部位的气流温度低，而处于外层部位的气流温度高，调节冷热流比例，可以得到最佳制冷效应。低温冷风油膜附水滴技术可以起到抑制切削区温度升高，减少刀具与工件、切屑与刀具之间的摩擦，并且可以有效的将切屑及时排出，防止粘连以及提高工件加工质量的作用。使用润滑液少，但是对加工效果的改善却十分显著，在提高了工效的同时，又不会污染环境。低温冷风油膜附水滴技术采用外部冷却润滑方式：外部冷却润滑方式工作原理相对较简单，首先将雾化的油雾跟水导入涡流雾化喷嘴口与低温气体混合，再利用高压低温气体通过喷嘴将雾化后形成的毫微米级气雾不断地喷射到切削点。另外在高速机床加工中，机床主轴高速旋转所产生较大的离心力会使油雾与水雾很难进入切削区，因此需要更大的压力克服离心力的影响，才能使油雾顺利到达切削区。低温冷风油膜附水滴技术充分利用润滑剂的润滑特性，以及低温冷风与水雾蒸发的降温特性，在高速切削难加工材料时会迅速降低切削区温度，使工件的加工质量更好。通过将低温切削与复合喷雾技术结合是当今在加工钛合金、高温合金、航空复合材料等难加工材料时，最为有效的冷却润滑方式之一。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种低温水雾油雾切削冷却润滑供应系统，可产生超低温冷风、微米级油雾和水雾，通过外部输入的高压气体经过制冷后喷射到切削加工区域，高压气体可以保证油雾和水雾能克服刀具高转速离心力及流场的影响，顺利达加工区区域，该系统自带压缩制冷机制冷以及涡流管制冷，对压缩空气进行多重降温，大大降低刀具加工中的切削温度。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：本专利技术提供一种低温水雾油雾切削冷却润滑供应系统，包括：空气增压泵和气罐，该空气增压泵的入口端与压缩空气源连接，该空气增压泵的出口端与该气罐连接，该空气增压泵将压缩空气源的气体进行增压后储存到该气罐中；水箱，该水箱内装有水；雾化室，该雾化室内装有切削油，该雾化室的内腔上部设有文丘里雾化喷头，该文丘里雾化喷头具有进气口、吸油口和喷射出口，该文丘里雾化喷头的进气口通过第一输气管连接至该气罐的出口端，该文丘里雾化喷头的吸油口通过油液输送管连接至该雾化室的底部；涡流雾化喷嘴，该涡流雾化喷嘴包括涡流管和油水气混合喷头，该涡流管通过第二输气管连接至该气罐的出口端，该第二输气管上设有压缩制冷机，该油水气混合喷头与该水箱之间通过水管连接，该水管上设有水泵，该油水气混合喷头与该雾化室之间通过油雾输送管连接，经过该压缩制冷机制冷和该涡流管制冷的冷风与来自该雾化室的油雾和来自该水箱的水在该油水气混合喷头混合。进一步地，该油水气混合喷头包括油水混合文丘里管、外层输送管和内层输送管，该油水混合文丘里管具有油雾入口、吸水口和喷射出口，该油雾入口与该油雾输送管连接，该吸水口与该水管连接，该喷射出口与该外层输送管连通，该内层输送管与该涡流管的冷风端连通，该内层输送管输送冷风，该外层输送管输送油雾与水雾，该内层输送管输送的冷风和该外层输送管输送的油雾与水雾在该油水气混合喷头前端的喷嘴口混合。进一步地，该内层输送管与该涡流管的冷风端之间通过保温输送管连通。进一步地，该水箱通过第三输气管连接至该空气增压泵的入口端。进一步地，该第三输气管上设有压力调节阀。进一步地，该空气增压泵和该气罐连接在进气管上，该进气管的进气端与压缩空气源连接，该系统还包括分别设置在该进气管、该第一输气管、该第二输气管、该第三输气管和该水管上的多个电磁阀。进一步地，该油液输送管上设有流量调节阀。进一步地，该系统还包括与该进气管并联设置的旁通管，该旁通管的一端与该空气增压泵的入口端连接，该旁通管的另一端与该气罐连接，该旁通管上设有单向阀。进一步地，该压缩制冷机为具有二级制冷的二级压缩制冷机。进一步地，该第二输气管为保温输送气管。本专利技术的有益效果在于：解决使用传统切削液加工中成本高，冷却润滑效果差，难回收，污染工作环境和生态环境等问题；同时将低温冷风、复合喷雾的两者优势进行结合，达到最好的润滑冷却效果。该系统能够产生高速的油雾和水雾，克服高速加工中所产生的离心力，使油雾和水雾颗粒更好的渗透到切削区。配合使用低温冷却气体，能够使刀具在加工钛合金、高温合金、航空复合材料等难加工材料时，使切削温度得到迅速降低，加工过程更加高效，刀具寿命得到延长。附图说明图1是本专利技术第一实施例中低温水雾油雾切削冷却润滑供应系统的结构示意图。图2是图1中文丘里雾化喷头的局部结构示意图。图3是图1中压缩制冷机的工作流程示意图。图4是图1中涡流雾化喷嘴的结构示意图。图5是本专利技术第二实施例中低温水雾油雾切削冷却润滑供应系统的结构示意图。图中：气体输送开关1；过滤器2、6；电磁阀3、7、13、14、16；空气增压泵4；气罐5；压力调节阀8；油雾本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温水雾油雾切削冷却润滑供应系统，其特征在于，包括：空气增压泵(4)和气罐(5)，该空气增压泵(4)的入口端与压缩空气源连接，该空气增压泵(4)的出口端与该气罐(5)连接，该空气增压泵(4)将压缩空气源的气体进行增压后储存到该气罐(5)中；水箱(12)，该水箱(12)内装有水(121)；雾化室(10)，该雾化室(10)内装有切削油(101)，该雾化室(10)的内腔上部设有文丘里雾化喷头(18)，该文丘里雾化喷头(18)具有进气口(181)、吸油口(182)和喷射出口(183)，该文丘里雾化喷头(18)的进气口(181)通过第一输气管(31)连接至该气罐(5)的出口端，该文丘里雾化喷头(18)的吸油口(182)通过油液输送管(35)连接至该雾化室(10)的底部；涡流雾化喷嘴(20)，该涡流雾化喷嘴(20)包括涡流管(21)和油水气混合喷头(22)，该涡流管(21)通过第二输气管(32)连接至该气罐(5)的出口端，该第二输气管(32)上设有压缩制冷机(11)，该油水气混合喷头(22)与该水箱(12)之间通过水管(36)连接，该水管(36)上设有水泵(17)，该油水气混合喷头(22)与该雾化室(10)之间通过油雾输送管(37)连接，经过该压缩制冷机(11)制冷和该涡流管(21)制冷的冷风与来自该雾化室(10)的油雾(9)和来自该水箱(12)的水(121)在该油水气混合喷头(22)混合。...

【技术特征摘要】
1.一种低温水雾油雾切削冷却润滑供应系统，其特征在于，包括：空气增压泵(4)和气罐(5)，该空气增压泵(4)的入口端与压缩空气源连接，该空气增压泵(4)的出口端与该气罐(5)连接，该空气增压泵(4)将压缩空气源的气体进行增压后储存到该气罐(5)中；水箱(12)，该水箱(12)内装有水(121)；雾化室(10)，该雾化室(10)内装有切削油(101)，该雾化室(10)的内腔上部设有文丘里雾化喷头(18)，该文丘里雾化喷头(18)具有进气口(181)、吸油口(182)和喷射出口(183)，该文丘里雾化喷头(18)的进气口(181)通过第一输气管(31)连接至该气罐(5)的出口端，该文丘里雾化喷头(18)的吸油口(182)通过油液输送管(35)连接至该雾化室(10)的底部；涡流雾化喷嘴(20)，该涡流雾化喷嘴(20)包括涡流管(21)和油水气混合喷头(22)，该涡流管(21)通过第二输气管(32)连接至该气罐(5)的出口端，该第二输气管(32)上设有压缩制冷机(11)，该油水气混合喷头(22)与该水箱(12)之间通过水管(36)连接，该水管(36)上设有水泵(17)，该油水气混合喷头(22)与该雾化室(10)之间通过油雾输送管(37)连接，经过该压缩制冷机(11)制冷和该涡流管(21)制冷的冷风与来自该雾化室(10)的油雾(9)和来自该水箱(12)的水(121)在该油水气混合喷头(22)混合。2.根据权利要求1所述的低温水雾油雾切削冷却润滑供应系统，其特征在于，该油水气混合喷头(22)包括油水混合文丘里管(220)、外层输送管(225)和内层输送管(226)，该油水混合文丘里管(220)具有油雾入口(221)、吸水口(222)和喷射出口(223)，该油雾入口(221)与该油雾输送管(37)连接，该吸水口(222)与该水管(36)连接，该喷射出口(223)与该外层输送管(225)连通，该内层...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊伟强，龚林，张新生，王成勇，
申请(专利权)人：东莞安默琳机械制造技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44