一种异相切削液在线混合及静电矢量喷雾装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于机械加工领域，公开了一种异相切削液在线混合及静电矢量喷雾装置，包括沿轴向依次连接在一起的进气管、进液器、雾化组件、混合荷电结构和矢量喷射结构，进气管连通混合荷电结构的混合腔，雾化组件的一部分安装于进液器中，进液器设有至少两组液路，雾化组件中设有至少两组分别连通不同液路的雾化腔，雾化腔通过雾化喷孔与混合腔连通，雾化腔中设有液体雾化装置，混合腔内壁上设有导电的旋转叶片，矢量喷射结构包括若干电极片，电极片沿矢量喷射结构的周向排布，外接控制电路通过若干电极片控制接线端与电极片一一对应连接。本发明专利技术喷出的雾化液滴的混合效果优于现有技术，且能在一定角度内实行精确的喷射方向矢量控制。能在一定角度内实行精确的喷射方向矢量控制。能在一定角度内实行精确的喷射方向矢量控制。

【技术实现步骤摘要】
一种异相切削液在线混合及静电矢量喷雾装置


[0001]本专利技术属于机械加工领域，涉及机械加工领域中能够实现不同相切削液在线混合并使得雾滴荷电，且兼具有矢量喷雾特征的静电喷雾装置，具体地说是一种超声雾化的异相切削液在线混合及静电矢量喷雾装置。

技术介绍

[0002]较小的切削力、振动、切削热不仅可以提高机械加工精度，还可以降低机床震动，维护主轴精度，并获得更长时间的刀具使用寿命，从而提高加工经济性和可持续性。微量润滑(Minimal Quantity Lubrication，MQL)，静电微量润滑(Electrostatic MQL，EMQL)等冷却润滑方法为加工过程中的减摩和切削热控制提供了较好的解决方案。在线混合式微量润滑技术，通过切削油(以植物油为主)和水的组合，依靠水的沸腾相变加强换热效果，并依靠油膜降低切削摩擦，相对较为环保且成本较低，因其具有切削液在线混合的特征，可以实现异相切削液的独立存储，便于运输和保存，而EMQL则是基于设法提高雾滴应用效率，使其准确、有效进入加工区，从而改善润滑冷却作用，因此，同时实现切削液在线混合以及静电微量润滑将有助于减少切削液使用，并提高切削加工质量。
[0003]此外，在加工过程中，喷射角度是静电微量润滑切削加工时的重要参数，不同的角度下油雾颗粒会以不同的速度喷向刀具和工件，发生碰撞时喷雾气流对沉积在工件表面的润滑和冷却液作用力方向也会不同，导致切削环境内的油雾浓度的变化；并且，不同入射方向还会导致切削液雾滴沉积在加工区域的位置产生一定差异，如在铣削过程中，顺铣和逆铣时，所要求的微量润滑切削液沉积位置会产生变化，尽可能地使得雾滴精准地沉积在加工区，使之发挥有效作用，将会使得冷却和润滑效果得到进一步的提高，而传统的微量润滑喷雾方式并不具备完善的自主改变喷雾角度的能力；因此，确保微量润滑的切削液雾滴能够在人为控制下进行一定角度的矢量运动，而不是仅对准单一方向喷雾，不仅可以根据实际加工条件获得更小的雾滴飞溅，更低的切削液环境浓度，更高的空气质量效果，还有望实现更好的冷却润滑效果和更高的加工质量。
[0004]然而，同时实现异相切削液在线混合及静电矢量喷雾并非易事；一方面，OoW(微量油膜附水滴
‑
Oil on Water)式MQL技术虽然具有切削液在线混合的特征，但由于油基、水基切削液为不易相融的两相液体，较难满足在不同比例下进行在线均匀混合的要求，因此难以形成满足冷却及润滑需求的油
‑
水融合雾滴，从而发挥高效的冷却和润滑作用，并且现有的OoW式MQL技术未能实现与EMQL技术的良好结合，相关装置也未能兼顾切削液在线混合和静电微量润滑两方面的作用。如技术专利《一种基于微量润滑的切削液多组份在线混合喷头》，申请号：202021525544.7，涉及一种基于微量润滑的切削液多组份在线混合喷头，其特征在于：包括：保护罩、收缩管，设置在收缩管末端的混合管、第一支撑环、第二支撑环、锥顶螺旋器、平顶螺旋器、第一支架、第二支架、第三支架、单向阀、伸缩管、转接头、活塞、第一气管、第二气管、第三气管、第一油管、第二油管、第四气管。通过该技术，可实现基于微量润滑的切削液各组分在线均匀混合，减小空气污染，增强切削液混合气流的穿透力，提
高冷却效果的作用，但是该装置同样无法实现与静电微量润滑的有机结合，并且，对于不同性质的异相切削液，如难以混溶的油、水两相切削液而言，其应用效果未知。再如技术专利《静电微量润滑的气雾荷电装置》，申请号：201820360059.5，提供了一种静电微量润滑的气雾荷电装置，包括箱体、高压静电输送线接头、高压接头座、荷电电极、气管、液管、喷嘴；所述箱体内部设有输液通道和输气通道，输液通道上设有电极导孔；所述液管一端与箱体内部的输液通道连通，另一端与微量润滑装置连通；所述高压静电输送线接头固定在箱体的高压接头座上，所述高压接头座与荷电电极一端连接，荷电电极的另一端通过电极导孔插入输液通道中，与输液通道中的润滑液接触荷电；所述气管的内端与输气通道的一端连通，荷电的润滑液与输气通道中的气体混合后，通过所述喷嘴向外喷出。该技术具有结构紧凑、集成度高、荷电稳定、荷电润滑液电荷不易流失、安装便捷等特点，但是并不能有效地实现异相切削液在线混合，因此不具备切削液分开存储并有效地在线混合从而实现更高效率的静电微量润滑的能力。
[0005]另一方面，实现切削液雾滴的可变向输送还尚未有可行的技术方案，尤其是在需要同时实现切削液在线混合和静电微量润滑的前提下，如专利技术专利《一种环绕型冷却系统控制机构》，申请号：201510102202.1，公开了一种环绕型冷却系统控制机构，包括环形导轨、运动机构和喷头，环形导轨通过支架固定在机床上，且环形导轨中心与数控机床刀具主轴同心；运动机构可移动地设置在环形导轨上；绕运动机构上下转动的喷头与电磁换向阀连接且设置在运动机构上。该机构通过环形机构，实现喷头绕着刀具360
°
旋转，缩小机构体积，实现全方位喷射；通过电机控制喷头方位和喷头旋转，减少喷头数量，降低冷却液的使用量，实现无死角喷射，大大提高冷却效果。该专利通过机械结构实现喷头喷雾对加工区域的全角度包裹，但并未能实现矢量式的精准喷雾。
[0006]综上所述，在机床加工的冷却和润滑领域中，现有技术尚不能有效地实现异相切削液均匀地在线混合并进行高效的且具有矢量喷雾控制能力的静电微量润滑，因此不能够同时达成切削液即混即用，根据切削需求改变喷雾成分、保证雾滴荷电、微调喷雾中有效成分运动方向，从而保证精准雾滴输送的目的，该领域内亟需相关装置以实现上述问题的解决。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种异相切削液在线混合及静电矢量喷雾装置，用于解决现有技术中难以对雾化的切削液保证其雾滴荷电，并且不能微调喷雾中有效成分运动方向，难以保证精准雾滴输送，并且还具有异相液体在线混合效果差，不能够同时达成切削液即混即用的问题。
[0008]所述的一种异相切削液在线混合及静电矢量喷雾装置，包括沿轴向依次连接在一起的进气管、进液器、雾化组件、混合荷电结构和矢量喷射结构，所述进气管通过贯穿所述进液器和所述雾化组件的气路连通所述混合荷电结构的混合腔，所述雾化组件的一部分安装于所述进液器中，所述进液器设有至少两组对应不同相液体的液路，所述雾化组件中设有至少两组分别连通不同液路的雾化腔，所述雾化腔通过雾化喷孔与所述混合腔连通，所述雾化腔中设有液体雾化装置，所述混合腔内壁上设有导电的旋转叶片，所述旋转叶片呈螺旋形倾斜设置，所述旋转翼片外接静电发生器的高压电源，所述矢量喷射结构包括若干
电极片，所述电极片沿所述矢量喷射结构的周向排布，外接控制电路通过若干电极片控制接线端与所述电极片一一对应连接，并分别控制各个电极片的电平高低。
[0009]优选的，所述矢量喷射结构还包括绝缘材料制成的电场矢量喷嘴，电场矢量喷嘴的中心设有喷出切削液的喷头，所述电场矢量喷嘴外侧沿周向设置有与所述电极片一一对应的电极安装槽，所述电极安装槽中设有电极固定螺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异相切削液在线混合及静电矢量喷雾装置，其特征在于：包括沿轴向依次连接在一起的进气管(1)、进液器(2)、雾化组件、混合荷电结构和矢量喷射结构，所述进气管(1)通过贯穿所述进液器(2)和所述雾化组件的气路连通所述混合荷电结构的混合腔，所述雾化组件的一部分安装于所述进液器(2)中，所述进液器(2)设有至少两组对应不同相液体的液路，所述雾化组件中设有至少两组分别连通不同液路的雾化腔(34)，所述雾化腔(34)通过雾化喷孔(46)与所述混合腔连通，所述雾化腔(34)中设有液体雾化装置，所述混合腔内壁上设有导电的旋转叶片(52)，所述旋转叶片(52)呈螺旋形倾斜设置，所述旋转叶片(52)外接静电发生器的高压电源，所述矢量喷射结构包括若干电极片(9)，所述电极片(9)沿所述矢量喷射结构的周向排布，外接控制电路通过若干电极片控制接线端与所述电极片(9)一一对应连接，并分别控制各个电极片(9)的电平高低。2.根据权利要求1所述的一种异相切削液在线混合及静电矢量喷雾装置，其特征在于：所述矢量喷射结构还包括绝缘材料制成的电场矢量喷嘴(7)，电场矢量喷嘴(7)的中心设有喷出切削液的喷头(75)，所述电场矢量喷嘴(7)外侧沿周向设置有与所述电极片(9)一一对应的电极安装槽(72)，所述电极安装槽(72)中设有电极固定螺孔(74)，所述电极片(9)通过与所述电极固定螺孔(74)连接的电极片固定螺钉(09)固定在所述电极安装槽(72)中。3.根据权利要求2所述的一种异相切削液在线混合及静电矢量喷雾装置，其特征在于：所述矢量喷射结构还包括绝缘材料制成的喷嘴外壳(8)，所述喷嘴外壳(8)固定套装在所述电场矢量喷嘴(7)外，所述喷嘴外壳(8)与电场矢量喷嘴(7)之间形成用于设置所述电极片(9)的封闭腔体，所述电极固定螺孔(74)和电极片接线孔(73)均设于所述电极安装槽(72)的底部，所述电极片接线孔(73)延伸至所述电场矢量喷嘴(7)的侧面，所述电极片接线端子(08)穿过电极片接线孔(73)与电极片(9)密切接触，所述喷嘴外壳(8)侧面设有连通所述封闭腔体的喷嘴外壳接线孔(80)。4.根据权利要求1
‑
3中任一所述的一种异相切削液在线混合及静电矢量喷雾装置，其特征在于：所述混合荷电结构包括导电材料制成的加电旋转叶片(52)和绝缘材料制成的混合管外壳(6)，所述混合管外壳(6)两端分别固定连接到所述矢量喷射结构和所述雾化组件，所述加电旋转叶片(52)包括管状的旋转体(51)，所述旋转体(51)的内腔即所述混合腔，所述旋转体(51)外侧设有电极安装孔(50)，所述混合管外壳(6)侧面设有与所述电极安装孔(50)对应的高压进线孔(60)。5.根据权利要求1所述的一种异相切削液在线混合及静电矢量喷雾装置，其特征在于：所述雾化组件包括雾化器(3)和雾化供电器(4)，所述雾化器(3)安装在所述进液器(2)内，所述液路和所述雾化腔(34)均设于所述雾化器(3)中，所述雾化供电器(4)安装在所述进液器(2)的端部，所述雾化供电器(4)由绝缘材料制成并包括连通外部的线槽结构和所述雾化喷孔(46)，所述液体雾化装置通过设于所述线槽结构中的线路与外界电源连接。6.根据权利要求5所述的一种异相切削液在线混...

【专利技术属性】
技术研发人员：代祥，宋海潮，吴修娟，
申请(专利权)人：南京工业职业技术大学，
类型：发明
国别省市：