一种磁性气雾微量润滑装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及切削加工技术领域，公开一种磁性气雾微量润滑装置及方法，其中，润滑装置包括：气液汇流件和均与其连通的气体输入组件、液体输入组件；气体输入组件包括调压阀和气管，调压阀可供气源连接；液体输入组件包括储液箱和与储液箱连通的输送泵；内液外气双层管，其一端与气液汇流件连通，另一端设有喷嘴；内液外气双层管包括内管和外管，内管可供气液汇流件中的液体输出，外管与内管之间具有气体输出通道；电磁感应线圈和与电磁感应线圈电连接的电源，电磁感应线圈套设在内管上，且处于气体输出通道中。本发明专利技术的优点在于，本磁性气雾微量润滑装置通过电磁感应线圈作用于切削液，调整其粘度，润滑、冷却效果好，且对环境的影响小。

【技术实现步骤摘要】
一种磁性气雾微量润滑装置及方法
本专利技术涉及切削加工
，尤其涉及一种磁性气雾微量润滑装置及方法。
技术介绍
金属切削加工中为降低切削温度、延长刀具寿命以及提高工件表面质量和尺寸精度，切削液通常以浇注形式喷向切削区，对刀具与工件、切屑的接触界面进行润滑冷却。切削液浇注润滑冷却技术在给机械制造业带来利益的同时，产生了诸如环境污染、资源消耗和影响员工健康等不利的影响。为了避免浇注切削液带来的各种负面影响，各国学者开始尝试研制开发低或无污染的环境友好的绿色切削技术。微量润滑(MinimalQuantityLubrication，MQL)作为一种可代替浇注润滑的冷却润滑技术，以其良好的润滑、冷却、排屑及低污染等综合性能得到越来越广泛的关注。MQL技术利用压缩空气将流量为10-200mL/h的切削液雾化成微米级雾滴，喷向切削区，对刀具与工件、切屑的接触界面进行润滑，防止切屑在刀具上粘附，同时切削液液滴和压缩空气还起到冷却切削区的作用。MQL技术能在不缩短刀具使用寿命、不降低加工表面质量的前提下，使切削液的使用量达到最少，切屑表面基本无油，节约了资源，避免了废液回收处理的麻烦。然而，MQL由于其技术特性问题，在切削难切削材料(如不锈钢、高碳钢等)时仍存在润滑液润滑能力不足，渗透效率低，冷却性能差的问题。此外，MQL技术产生的油气雾容易增加环境中的油雾质量浓度。尽管传统MQL技术采用植物油做为切削液，形成的气雾对人体危害较小，但是环境中的植物型油雾颗粒容易沾染粉尘、微生物、细菌等有害物质而变质，从而间接危害作业人员的健康。因此，如何进一步提高切削液应用于MQL时的润滑冷却性，降低作业环境油雾浓度是微量润滑技术的发展方向。如专利“CN109986404A”公开了静电微量润滑装置，包括静电发生装置、供液装置、气液电汇流装置、气液电输送管、荷电装置、喷嘴；所述静电发生装置包括静电发生器、输送电线，由电源供电，通过输送电线将高压电输送至气液电汇流装置；所述供液装置由储液箱、第一液管和供液泵组成，输出的润滑液通过第一液管输送至气液电汇流装置；外部气源通过第一气管将高压气体输送至气液电汇流装置；通过气液电汇流装置和荷电装置，实现对润滑液荷电，喷出荷电气雾。该专利技术中，通过埋设高压电极，在高压电作用下，使切削液带电，提高其润滑和冷却效果，其不适用于精密仪器中，且存在安全隐患。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术所要解决的技术问题在于，提出一种润滑、冷却效果好，且使用安全的磁性气雾微量润滑装置及方法。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是，提出一种磁性气雾微量润滑装置，包括：气液汇流件和均与所述气液汇流件连通的气体输入组件、液体输入组件；所述气体输入组件包括有调压阀和气管，所述调压阀可供气源连接，所述气管连通所述调压阀和所述气液汇流件；所述液体输入组件包括有储液箱和与所述储液箱连通的输送泵，且所述输送泵与所述气液汇流件连通；内液外气双层管，所述内液外气双层管的一端与所述气液汇流件连通，另一端设有喷嘴；所述内液外气双层管包括有内管和外管，所述内管可供所述气液汇流件中的液体输出，所述外管与内管之间具有供所述气液汇流件中的气体输出的气体输出通道；电磁感应线圈和与所述电磁感应线圈电连接的电源，所述电磁感应线圈套设在所述内管上，且处于所述气体输出通道中。进一步地，所述喷嘴套设在所述内液外气双层管上，且所述电磁感应线圈处于靠近所述喷嘴处；所述储液箱与所述输送泵之间通过液管连通。进一步地，所述内管靠近所述喷嘴的一端伸入所述喷嘴中，且所述电磁感应线圈设置在内管靠近所述喷嘴的一端。进一步地，所述内管包括第一管段和与第一管段呈分体设置的铜管，所述电磁感应线圈套设在所述铜管上，并与铜管相连；所述喷嘴中设有一锥形的汇集口；所述内液外气双层管中的液体和气体可从该锥形的汇集口汇集，并从喷嘴喷出。进一步地，所述调压阀可供压缩空气通入，且所述压缩空气与所述内管中经过电磁感应线圈的磁场作用后的液体混合形成磁化气雾从所述喷嘴处喷出。进一步地，所述电源为稳流电源，所述电磁感应线圈为包漆铜线，且电磁感应线圈的匝数大于等于二十匝。进一步地，所述电磁感应线圈的通电电流为0.1安培至2安培。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是，还提出一种磁性气雾微量润滑方法，应用于上述的磁性气雾微量润滑装置；所述磁性气雾微量润滑包括有步骤：在储液箱中加入预设的切削液；输送泵将储液箱中的切削液泵送至气液汇流件，且压缩空气通过调压阀进入至气液汇流件；切削液与压缩空气均进入内液外气双层管中，且在所述电磁感应线圈的磁场作用下，将切削液的粘度调整至预设值；切削液与压缩空气在喷嘴处汇集，形成磁化气雾，喷向待切削区域。进一步地，所述磁性切削液的饱和强度大于等于50安培·平方米/千克；和/或所述磁性切削液的流量为10～150毫升/小时；和/或所述压缩空气的气压值为0.3～1.5兆帕；和/或所述喷嘴距所述待切削区域的距离为5～500毫米。进一步地，所述切削液的配置包括步骤：将聚乙二醇300和水以3:2的比例混合得到基础液；将0.5wt.％羟基化四氧化三铁纳米粒子加入所述基础液中，并添加1wt.％十二烷基本磺酸钠作为分散剂，添加1wt.％三乙醇胺硼酸酯作为防锈剂；恒温水浴超声30分钟，得到带磁性的切削液。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术中，在内液外气双层管靠近喷嘴的端部，设置了电磁感应线圈，且电磁感应线圈与稳流电源连接，在使用过程中，通过该电磁感应线圈产生的磁场作用于切削液，控制切削液的粘度(可使其粘度显著提升，渗透力增强)，且切削液和压缩空气在喷嘴处形成磁化切削液气雾，喷向待切削区域，在刀-屑以及刀-工件接触区可以渗入更多的高粘度磁化切削液，切削液的润滑成膜能力增强，以磁化切削液气雾代替现有技术中未磁化切削液气雾，提高切削液的润滑、冷却效果；从而有效降低工件表面粗糙度和刀具磨损。且使用稳流电源作为供能部件，工作稳定、安全性能高。此外，高粘度磁化切削液雾化后的液滴粒径增大，质量较大，在重力的驱动下更容易发生沉积，减少了作业环境中可吸入油雾的质量浓度，降低环境污染，且可保证操作工人的安全。本方案通过控制磁性切削液的饱和强度大于等于50安培·平方米/千克，磁性切削液的流量为10～150毫升/小时，压缩空气的气压值为0.3～1.5兆帕，喷嘴距待切削区域的距离为5～500毫米，将多个参数进行优化，进行多组试验对比，进一步将切削液的润滑、冷却性能发挥至最大化，以延长刀具的使用寿命，提高了工件加工后的表面质量，以及减少了切削液气雾对工作环境的影响。附图说明图1为本专利技术磁性气雾微量润滑装置的结构示意图；图2为喷嘴和内液外气双层管的剖视图；图3为电磁感应线圈在内管上的分布示意图；图4为本专利技术磁性气雾微量润滑方法的结构示意图；图5为切削本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性气雾微量润滑装置，其特征在于，包括：/n气液汇流件和均与所述气液汇流件连通的气体输入组件、液体输入组件；所述气体输入组件包括有调压阀和气管，所述调压阀可供气源连接，所述气管连通所述调压阀和所述气液汇流件；所述液体输入组件包括有储液箱和与所述储液箱连通的输送泵，且所述输送泵与所述气液汇流件连通；/n内液外气双层管，所述内液外气双层管的一端与所述气液汇流件连通，另一端设有喷嘴；所述内液外气双层管包括有内管和外管，所述内管可供所述气液汇流件中的液体输出，所述外管与内管之间具有供所述气液汇流件中的气体输出的气体输出通道；/n电磁感应线圈和与所述电磁感应线圈电连接的电源，所述电磁感应线圈套设在所述内管上，且处于所述气体输出通道中。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁性气雾微量润滑装置，其特征在于，包括：
气液汇流件和均与所述气液汇流件连通的气体输入组件、液体输入组件；所述气体输入组件包括有调压阀和气管，所述调压阀可供气源连接，所述气管连通所述调压阀和所述气液汇流件；所述液体输入组件包括有储液箱和与所述储液箱连通的输送泵，且所述输送泵与所述气液汇流件连通；
内液外气双层管，所述内液外气双层管的一端与所述气液汇流件连通，另一端设有喷嘴；所述内液外气双层管包括有内管和外管，所述内管可供所述气液汇流件中的液体输出，所述外管与内管之间具有供所述气液汇流件中的气体输出的气体输出通道；
电磁感应线圈和与所述电磁感应线圈电连接的电源，所述电磁感应线圈套设在所述内管上，且处于所述气体输出通道中。


2.根据权利要求1所述的一种磁性气雾微量润滑装置，其特征在于，所述喷嘴套设在所述内液外气双层管上，且所述电磁感应线圈处于靠近所述喷嘴处；所述储液箱与所述输送泵之间通过液管连通。


3.根据权利要求2所述的一种磁性气雾微量润滑装置，其特征在于，所述内管靠近所述喷嘴的一端伸入所述喷嘴中，且所述电磁感应线圈设置在内管靠近所述喷嘴的一端。


4.根据权利要求3所述的一种磁性气雾微量润滑装置，其特征在于，所述内管包括第一管段和与第一管段呈分体设置的铜管，所述电磁感应线圈套设在所述铜管上，并与铜管相连；
所述喷嘴中设有一锥形的汇集口；所述内液外气双层管中的液体和气体可从该锥形的汇集口汇集，并从喷嘴喷出。


5.根据权利要求4所述的一种磁性气雾微量润滑装置，其特征在于，所述调压阀可供压缩空气通入，且所述压缩空气与所述内管中经过电磁感应线圈的磁场作用后的液...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕涛，阎成杰，陈煌展，
申请(专利权)人：宁波职业技术学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33