切削液气雾微量润滑方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种切削液气雾微量润滑方法，压缩空气和切削液送至喷嘴混合形成切削液气雾，喷嘴上设有连接高压静电的充电电极，充电电极使切削液气雾带电，带电切削液气雾喷向切削加工区域进行润滑冷却。还公开了实施上述切削液气雾微量润滑方法的装置。本技术方案采用带电切削液气雾对切削加工区域进润滑冷却，切削液滴带电后具有更小的粒径、表面张力和粘度等特点，这样可以提高切削液滴在工件-刀具-切屑接触区域的渗透性、润滑性和冷却性，从而提高加工工件的表面质量以及刀具的耐用度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于切削加工领域和气雾微量润滑
，特别涉及ー种切削液气雾微量润滑方法和装置，可用于车床、铣床和磨床等进行机械切削加工时工具和エ件的润滑和冷却。
技术介绍
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，切削液被大量使用。传统加工中，切削液一般以浇注方式供给，对加工区域进行润滑冷却。切削液在给机械制造业带来利益的同时，产生了诸如资源消耗、环境污染和影响员エ健康等不利因素。在完全没有切削液的条件下进行的干切削加工，目前只适用于铸铁和普通钢件等的高速切削加工，不适合高温合金和钛合金等材料的加工。干切削加工是机械制造技术的ー个终极发展方向。微量润滑(Minimal Quantity Lubrication, MQL)技术利用压缩空气将微量润滑剂雾化成微米级液滴，喷向切削区，对刀具与エ件、切屑的接触界面进行润滑，減少摩擦和并防止切屑粘附到刀具上，同时润滑剂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，減少了切削液的使用量，节约了资源，避免了废液回收处理的麻烦。MQL是介于干式切削与湿式切削之间的准緑色加工技术，在机械加工中应用日益广泛。微量润滑气雾发生装置将压缩空气和切削液分别输送至喷嘴并混合，雾化的切削液滴与压缩空气形成气液两相流喷向目标物。微量润滑气雾发生装置中，切削液供给方式一般有两大类:第一类装置利用文丘里效应，由压缩空气将切削液连续带入，结构简单，但切削液流量较大；另ー类装置通过频率发生器控制气动油泵实现供油，特点是切削液间歇供给，流量较小。MQL的切削液用量一般在每小时数十至数百毫升之间，在不降低机械加工的润滑、冷却性能的前提下，进ー步減少切削液用量，可以降低生产成本，节约资源；提高喷雾在加エ区域的润滑性和冷却性，有利于提高工件的表面质量，降低工具的磨损，延长其使用寿命。因此，如何进ー步提高切削液的润滑性和冷却性，減少切削液用量，是微量润滑技术的发展方向。使液体带静电的应用场合很多:农药静电喷雾是应用高压静电在喷头与目标间建立一静电场，而药液流经喷头雾化后通过相应的充电方法被充以电荷形成群体荷电雾滴，然后在静电场力和其他外力作用下，雾滴作定向运动而吸附在目标上。具有雾滴尺寸均匀、沉积性能好、飘移损失小、雾群分布均匀，尤其是在植物叶片背面也能附着雾滴等优点。静电喷涂依靠静电场的环抱效应，使更多的涂料被吸附于目标体，有效的提高了喷涂设备的传递效率，使涂膜均匀丰满。在带电液体润滑方面，美国喷洒系统公司公开了静电润滑剂分配系统专利(CN101415987A)，用于将润滑剂引导至金属零件，起到润滑作用。该系统利用压缩空气驱动油泵将润滑剂输送至喷洒嘴，润滑剂在喷嘴体内与高压电极接触荷电，喷嘴ロ的带电液滴受金属目标物吸引，滴入需润滑的金属表面。该专利用干“需要以非常慢的流速将流体涂覆至非常小的区域”。该专利的主要特征是①喷嘴喷出的是纯液滴，非气雾，纯液滴体积远大于气雾液滴液滴的流速非常慢，③纯液滴在感应静电场中依靠静电力的作用滴入目标区域。该方法不能用于切削加工区域的润滑和冷却，更不能提高切削液的润滑性和冷却性。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术的目的之ー是提供ー种切削液气雾微量润滑方法，采用带电切削液气雾对切削加工区域进润滑冷却，切削液滴带电后具有更小的粒径、表面张カ和粘度等特点，这样可以提高切削液滴在エ件-刀具-切屑接触区域的滲透性、润滑性和冷却性，从而提高加工エ件的表面质量以及刀具的耐用度。本专利技术的目的之ニ是提供ー种切削液气雾微量润滑装置，采用上述方法。为了达到上述的目的，本专利技术采用了以下的技术方案:ー种切削液气雾微量润滑方法，压缩空气和切削液送至喷嘴混合形成切削液气雾，喷嘴上设有连接高压静电的充电电极，充电电极使切削液气雾带电，带电切削液气雾喷向切削加工区域进行润滑冷却。所述充电电极使切削液气雾带电的方式如下:所述充电电极可以通过静电感应方式使喷嘴ロ的切削液带电，则该充电电极称为感应电扱；或者是，所述充电电极可以通过电晕放电方式使喷嘴ロ的切削液带电，则该充电电极称为电晕电扱；再或者是，所述充电电极可以通过接触放电方式使喷嘴ロ的切削液带电，则该充电电极称为接触电极。所述切削液的电导率应不小于l(T9S/m,使其方便荷上静电。对于电导率小于10_9S/m的所述切削液，可以用表面活性剂改性，提高其电导率。上述表面活性剤，可以是阳离子表面活性剤、阴离子表面活性剂和两性表面活性剤，但是，为保证荷电效果，克服毒性和刺激性，优选阴离子表面活性剤，更为优选烷基(苯)磺酸钠，烷基硫酸钠、烷基硫酸酷、烷基磷酸酯等。上述表面活性剂还可以是由上述多种活性剂组成。利用上述表面活性剂提高切削液电导率的方法包括如下步骤:( I)将上述表面活性剂配制成饱和溶液，(2)将上述饱和溶液加入到油性切削液中，饱和溶液加入体积比优选1% 90%，更优选2% 50%，特别优选5% 30%。(3)将上述加入表面活性剂饱和溶液的油性切削液用均质机充分混合，形成切削液。上述符合电导率要求的切削液通过微量润滑装置，利用高压静电发生器和设置充电电极的喷嘴，获得带电切削液气雾。作为优选，所述充电电极的电压为正负I千伏至正负100千伏，电流不大于2毫安。对于感应电极，电压进ー步优选为1000V至20000V，感应电压过低，切削液的荷电量小；感应电压过高,感应电极边缘产生电晕放电现象,影响切削液的感应荷电。对于电晕电极，电压优选为3000V至35000V，电压过低，电晕电极附近空气电离不足，影响切削液滴荷电效果；电压在上述范围内増加，电极产生电晕放电，提高切削液滴荷电效果；但是，电晕电压过高，则切屑从金属エ件分离时如果距离电晕喷嘴较近，容易造成短路，静电高压发生器过载，停止工作。对于接触电极，优选为2000V至40000V，电压过低，切削液荷电不足；接触充电时由于要求气雾发生系统绝缘，安全性要求提高，因此电压不宜过高。作为优选，所述压缩空气的气压为0.1MPa-l.2Mpa。进ー步优选，所述压缩空气的气压为 0.2MPa-0.8Mpa,更优选 0.2MPa_0.6Mpa。作为优选，所述切削液流量为lmL/h至1000mL/h，更优选5mL_150mL，特别优选10mL_60mLo将上述喷嘴固定在目标物附近，气雾对准目标物，即可对目标物进行润滑和冷却。上述喷嘴至目标物(切削加工区域)的距离优选10mm-400mm,更优选30mm-300mm，特别优选60mm-150mm ；实施上述切削液气雾微量润滑方法的装置，包括微量润滑气雾发生装置，微量润滑气雾发生装置的喷嘴上设有能够使喷嘴喷出的切削液气雾带电的充电电极，充电电极与高压静电发生器连接。作为优选，所述微量润滑气雾发生装置包括气泵、调节阀、流量计、过滤器、气动频率发生器、气动油泵、切削液储存箱、双层气/液管接ロ板、内液外气双层气/液管和喷嘴；气泵将压缩空气经调节阀、流量计、过滤器送至双层气/液管接ロ板，气动频率发生器控制气动油泵从切削液储存箱将切削液送至双层气/液管接ロ板；内液外气双层气/液管将切削液和压缩空气送至喷嘴形成切削液气雾。所述充电电极为感应电极、电晕电极或者接触电极。本专利技术由于采用了以上的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种切削液气雾微量润滑方法，其特征在于，压缩空气和切削液送至喷嘴混合形成切削液气雾，喷嘴上设有连接高压静电的充电电极，充电电极使切削液气雾带电，带电切削液气雾喷向切削加工区域进行润滑冷却。

【技术特征摘要】
1.一种切削液气雾微量润滑方法，其特征在于，压缩空气和切削液送至喷嘴混合形成切削液气雾，喷嘴上设有连接高压静电的充电电极，充电电极使切削液气雾带电，带电切削液气雾喷向切削加工区域进行润滑冷却。2.根据权利要求1所述的ー种切削液气雾微量润滑方法，其特征在于，所述充电电极通过静电感应方式、电晕放电方式或者接触放电方式使切削液气雾带电。3.根据权利要求1所述的ー种切削液气雾微量润滑方法，其特征在于，所述切削液的电导率不小于10 9S/m。4.根据权利要求1所述的ー种切削液气雾微量润滑方法，其特征在于，所述充电电极的电压为正负I千伏至正负100千伏，电流不大于2毫安。5.根据权利要求1所述的ー种切削液气雾微量润滑方法，其特征在于，所述压缩空气的气压为 0.1MPa-l.2Mpa。6.根据权利要求1所述的ー种切削液气雾微量润滑方法，其特征在于，所述切削液流量为 lmL/h 至 1000mL/h。7.根据权利要求1所述的ー种切削液气雾微量润滑方法，其特征在于，所述喷嘴至切削加工区域的...

【专利技术属性】
技术研发人员：许雪峰，黄奕申，姚伟强，胡建德，章巧芳，王明环，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：