一种微量润滑喷嘴辅助对准装置

allin2022-08-01  10



1.本发明涉及切削冷却技术领域,特别涉及一种微量润滑喷嘴辅助对准装置。


背景技术:

2.数控机床切削加工通常采用传统浇筑式润滑冷却方式,对人体和环境的危害巨大,且运行成本高。随着绿色制造相关文件的出台,钢铁、有色金属、机械等行业开展了绿色工厂建设,主张创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,在机床切削过程中采用先进适用的清洁生产工艺技术,淘汰落后装置和技术。其中,微量润滑切削技术就是一种清洁、有效的绿色制造技术,它是指在压缩气体中混入极少量的植物油或其它无害无污染润滑油,雾化成微米级别颗粒,代替矿物油或乳化液浇筑喷淋到切削区,达到冷却、润滑、排屑和防锈效果。
3.在工业生产中,对雾化喷嘴的精度、喷射角度和喷射位置要求都很高,特别是用小刀具进行高速加工,如3c行业大量应用的高光加工,切削区非常小,如果喷射角度和喷射位置有偏差,雾化微量润滑油无法到达切削区,直接影响冷却润滑效果,造成批量废品。机床操作人员要化比较长的时间来调试喷嘴方位对准切削区。由于微量润滑油喷射量少,且雾化状态下颗粒微米级,操作人员看不清微量润滑油喷射轨迹,不易调整喷嘴角度和位置,使喷嘴喷射雾化润滑油正好到达切削区,喷嘴方位的偏差就会导致雾化润滑油颗粒无法准确喷射到切削区,达不到良好的冷却润滑效果。
4.因此,提供一种微量润滑喷嘴辅助对准装置具有重大意义。


技术实现要素:

5.本发明的目的是提供一种微量润滑喷嘴辅助对准装置,以解决现有技术中存在的问题。
6.为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的,一种微量润滑喷嘴辅助对准装置,微量润滑喷嘴辅助对准装置与微量润滑装置以及刀具联接。
7.所述微量润滑装置包括供给单元,以及1个或2个喷射单元。所述供给单元上设置有压缩气体入口、微量润滑油入口和水入口。每个喷射单元包括喷管和喷嘴。所述喷嘴通过喷管与供给单元的内腔连通。所述刀具与数控机床的机床主轴同轴设置。
8.所述微量润滑喷嘴辅助对准装置包括刀具配合管道和若干根喷嘴对准配合管道。
9.所述刀具配合管道整体为一端敞口,另一端封闭的中空圆管。所述喷嘴对准配合管道由一段圆管沿其中一条弦剖切而成。所述喷嘴对准配合管道的横截面为扇环。所述喷嘴对准配合管道的内弧面围设出用于容置喷嘴的开口槽。若干根喷嘴对准配合管道环绕刀具配合管道布置。所述喷嘴对准配合管道均与刀具配合管道相贯连接。所述刀具配合管道与喷嘴对准配合管道相贯位置处对应设置有喷射孔。所述喷嘴对准配合管道与刀具配合管道的管身斜交。各个喷嘴对准配合管道与水平方向呈不同的角度。各个喷嘴对准配合管道的轴线均通过刀具配合管道的腔底圆心。
10.工作时,所述刀具配合管道套设在刀具的外围。喷射单元嵌入喷嘴对准配合管道的开口槽中。通过选择不同角度的喷嘴对准配合管道对喷嘴的喷射角度进行调整,通过调整喷嘴在开口槽中的位置对喷嘴的喷射位置进行调整,完成喷嘴与切削区的对准工作。微量润滑油、水和压缩气体在供给单元内腔中实现混合和雾化,并由喷嘴喷射到加工区域。
11.进一步,所述刀具配合管道和喷嘴对准配合管道一体成型。
12.进一步,所述刀具配合管道和喷嘴对准配合管道采用3d打印技术制得。
13.进一步,所述喷嘴对准配合管道由一段圆管沿其中一条直径剖切而成。
14.进一步,喷嘴对准配合管道与水平方向的夹角为10
°
~70
°

15.进一步,所述喷嘴对准配合管道为5根。这5根喷嘴对准配合管道与水平方向分别呈10
°
、25
°
、40
°
、55
°
和70
°
角。
16.进一步,所述数控机床选自立式加工中心。
17.本发明还公开一种微量润滑喷嘴辅助对准装置的使用方法,包括以下步骤:
18.1)将刀具配合管道套设在刀具的外围。所述刀具插入刀具配合管道的内腔中,刀具的刀尖顶抵刀具配合管道的腔底。
19.2)根据工艺所需,将喷嘴容置在相应喷嘴角度的喷嘴对准配合管道的开口槽中。调整喷嘴与切削区的距离。
20.4)拆除辅助对准装置。
21.5)微量润滑油、水和压缩气体实现混合和雾化,经喷管到达喷嘴,并通过喷嘴喷射到切削区域。
22.进一步,所述压缩气体为空气、二氧化碳或液氮。
23.本发明的技术效果是毋庸置疑的:
24.a.微量润滑喷嘴辅助对准装置结构简单,成本低;
25.b.确定喷嘴的喷射方向时,只需用一只手固定喷嘴辅助对准装置,用另一只手调整喷管使喷嘴与其中一个对准管道接触配合,同时调整喷嘴的前后位置,即可改变喷嘴和切削区的距离,然后旋转辅助对准装置使刀具远离接触的对准管道,再往下拔出辅助对准装置脱离刀具,至此喷嘴对准工作完成,操作简单高效;
26.c.可以根据不同的工艺,选择适宜的角度,达到最好的微量润滑效果,在切削区形成润滑冷却油膜,延长刀具寿命,提高加工表面质量。
附图说明
27.图1为辅助对准装置结构示意图;
28.图2为辅助对准装置俯视图;
29.图3为辅助对准装置侧视图;
30.图4为a-a剖视图;
31.图5为微量润滑装置结构示意图;
32.图6为经微量润滑喷嘴辅助对准装置调整后喷嘴示意图。
33.图中:刀具配合管道1、喷嘴对准配合管道2、开口槽201、10
°
喷嘴对准配合管道2-1、25
°
喷嘴对准配合管道2-2、40
°
喷嘴对准配合管道2-3、55
°
喷嘴对准配合管道2-4、70
°
喷嘴对准配合管道2-5、刀具7、机床主轴9、喷嘴10、喷管11。
具体实施方式
34.下面结合实施例对本发明作进一步说明,但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段,做出各种替换和变更,均应包括在本发明的保护范围内。
35.实施例1:
36.为了配合国家重点研发计划项目“航空航天典型材料零部件清洁切削成套技术及示范应用”,本实施例提供一种微量润滑喷嘴辅助对准装置,为推广微量润滑切削技术应用奠定基础。
37.微量润滑喷嘴辅助对准装置与微量润滑装置以及刀具7联接。
38.参见图5,所述微量润滑装置包括供给单元,以及喷射单元。每个喷射单元包括喷管11和喷嘴10。所述喷嘴10通过喷管11与供给单元的内腔连通。所述供给单元上设置有压缩气体入口、微量润滑油入口和水入口。所述刀具7与数控机床9的机床主轴同轴设置。
39.微量润滑喷嘴辅助对准装置包括刀具配合管道1和喷嘴对准配合管道2。
40.所述刀具配合管道1整体为一端敞口,另一端封闭的中空圆管。所述喷嘴对准配合管道2由一段圆管沿其中一条弦剖切而成。剖切后形成扇环柱体。所述喷嘴对准配合管道2的横截面为扇环。所述喷嘴对准配合管道2靠近圆心一侧的弧形侧面标记为内弧面。所述喷嘴对准配合管道2的内弧面围设出用于容置喷嘴10的开口槽201。多根喷嘴对准配合管道2环绕刀具配合管道1布置。所述喷嘴对准配合管道2均与刀具配合管道1相贯连接。所述刀具配合管道1与喷嘴对准配合管道2相贯位置处对应设置有喷射孔。所述喷嘴对准配合管道2与刀具配合管道1的管身斜交。各个喷嘴对准配合管道2与水平方向呈不同的角度。各个喷嘴对准配合管道2的轴线均通过刀具配合管道1的腔底圆心。喷嘴对准配合管道2的角度和数量根据实际工艺需要确定。
41.工作时,所述刀具配合管道1套设在刀具7的外围。根据实际需要,喷射单元嵌入对应的喷嘴对准配合管道2的开口槽201中。通过选择不同角度的喷嘴对准配合管道2对喷嘴10的喷射角度进行调整,通过调整喷嘴10在开口槽201中的位置对喷嘴10的喷射位置进行调整,完成喷嘴10与切削区的对准工作。微量润滑油、水和压缩气体在供给单元内腔中实现混合和雾化,并由喷嘴10喷射到加工区域,达到良好的微量润滑效果,在切削区形成润滑冷却膜,延长刀具寿命,提高加工表面质量。
42.实施例2:
43.本实施例主要结构同实施例1,其中,所述刀具配合管道1和喷嘴对准配合管道一体成型。在实际生产中,所述刀具配合管道1和喷嘴对准配合管道可采用3d打印技术制得。
44.实施例3:
45.本实施例主要结构同实施例1,其中,喷嘴对准配合管道与水平方向的夹角为10
°
~70
°

46.实施例4:
47.本实施例主要结构同实施例1,其中,所述喷嘴对准配合管道2由一段圆管沿其中一条直径剖切而成。扇环柱体的圆心角为180
°

48.实施例5:
49.本实施例主要结构同实施例1,其中,参见图1~图4,所述喷嘴对准配合管道2为5
根,喷射单元为1~2个。这5根喷嘴对准配合管道与水平方向分别呈10
°
、25
°
、40
°
、55
°
和70
°
角。5根喷嘴对准配合管道分别标记为10
°
喷嘴对准配合管道2-1、25
°
喷嘴对准配合管道2-2、40
°
喷嘴对准配合管道2-3、55
°
喷嘴对准配合管道2-4和70
°
喷嘴对准配合管道2-5。
50.实施例6:
51.本实施例主要结构同实施例1,其中,所述数控机床9为立式加工中心。刀具配合管道1竖直布置,用于刀具7插入后装置的上下位置定位,但装置可以绕着刀具7旋转。
52.实施例7:
53.本实施例提供一种实施例1~6所述任意一种微量润滑喷嘴辅助对准装置的使用方法,包括以下步骤:
54.1)将刀具配合管道1套设在刀具7的外围。所述刀具7插入刀具配合管道1的内腔中,刀具7的刀尖顶抵刀具配合管道1的腔底。
55.2)根据工艺所需,将喷嘴10容置在相应喷嘴角度的喷嘴对准配合管道的开口槽中。调整喷嘴10与切削区的距离。
56.4)拆除辅助对准装置。
57.5)微量润滑油、水和压缩气体实现混合和雾化,经喷管11到达喷嘴10,并通过喷嘴10喷射到切削区域。所述压缩气体为空气、二氧化碳或液氮。
58.实施例8:
59.本实施例提供一种实施例6所述微量润滑喷嘴辅助对准装置的使用方法,包括以下步骤:
60.1)将刀具配合管道1套设在刀具7的外围。所述刀具7插入刀具配合管道1的内腔中,刀具7的刀尖顶抵刀具配合管道1的腔底。
61.2)根据工艺所需,将喷嘴10容置在相应喷嘴角度的喷嘴对准配合管道的开口槽中。调整喷嘴10与切削区的距离。
62.4)旋转辅助对准装置,喷嘴对准配合管道远离接触的喷嘴10,再往下拔出辅助对准装置脱离刀具7。经微量润滑喷嘴辅助对准装置调整后喷嘴如图6所示。
63.5)微量润滑油、水和压缩气体实现混合和雾化,经喷管11到达喷嘴10,并通过喷嘴10喷射到切削区域。所述压缩气体为空气、二氧化碳或液氮。

技术特征:
1.一种微量润滑喷嘴辅助对准装置,其特征在于:微量润滑喷嘴辅助对准装置与微量润滑装置以及刀具(7)联接;所述微量润滑装置包括供给单元,以及若干个喷射单元;每个喷射单元包括喷管(11)和喷嘴(10);所述喷嘴(10)通过喷管(11)与供给单元的内腔连通;所述供给单元上设置有压缩气体入口、微量润滑油入口和水入口;所述刀具(7)与数控机床(9)的机床主轴同轴设置;所述微量润滑喷嘴辅助对准装置包括刀具配合管道(1)和若干根喷嘴对准配合管道(2);所述刀具配合管道(1)整体为一端敞口,另一端封闭的中空圆管;所述喷嘴对准配合管道(2)由一段圆管沿其中一条弦剖切而成;所述喷嘴对准配合管道(2)的横截面为扇环;所述喷嘴对准配合管道(2)的内弧面围设出用于容置喷嘴(10)的开口槽(201);若干根喷嘴对准配合管道(2)环绕刀具配合管道(1)布置;所述喷嘴对准配合管道(2)均与刀具配合管道(1)相贯连接;所述刀具配合管道(1)与喷嘴对准配合管道(2)相贯位置处对应设置有喷射孔;所述喷嘴对准配合管道(2)与刀具配合管道(1)的管身斜交;各个喷嘴对准配合管道(2)与水平方向呈不同的角度;各个喷嘴对准配合管道(2)的轴线均通过刀具配合管道(1)的腔底圆心;工作时,所述刀具配合管道(1)套设在刀具(7)的外围;喷射单元嵌入喷嘴对准配合管道(2)的开口槽(201)中;通过选择不同角度的喷嘴对准配合管道(2)对喷嘴(10)的喷射角度进行调整,通过调整喷嘴(10)在开口槽(201)中的位置对喷嘴(10)的喷射位置进行调整,完成喷嘴(10)与切削区的对准工作;微量润滑油、水和压缩气体在供给单元内腔中实现混合和雾化,并由喷嘴(10)喷射到加工区域。2.根据权利要求1所述的一种微量润滑喷嘴辅助对准装置,其特征在于:所述刀具配合管道(1)和喷嘴对准配合管道(2)一体成型。3.根据权利要求2所述的一种微量润滑喷嘴辅助对准装置,其特征在于:所述刀具配合管道(1)和喷嘴对准配合管道(2)采用3d打印技术制得。4.根据权利要求1所述的一种微量润滑喷嘴辅助对准装置,其特征在于:所述喷嘴对准配合管道(2)由一段圆管沿其中一条直径剖切而成。5.根据权利要求1所述的一种微量润滑喷嘴辅助对准装置,其特征在于:喷嘴对准配合管道(2)与水平方向的夹角为10
°
~70
°
。6.根据权利要求5所述的一种微量润滑喷嘴辅助对准装置,其特征在于:所述喷嘴对准配合管道(2)为5根,喷射单元为1~2个;这5根喷嘴对准配合管道(2)与水平方向分别呈10
°
、25
°
、40
°
、55
°
和70
°
角。7.根据权利要求1所述的一种微量润滑喷嘴辅助对准装置,其特征在于:所述数控机床(9)选自立式加工中心。8.根据权利要求1所述的一种微量润滑喷嘴辅助对准装置的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:1)将刀具配合管道(1)套设在刀具(7)的外围;所述刀具(7)插入刀具配合管道(1)的内腔中,刀具(7)的刀尖顶抵刀具配合管道(1)的腔底;2)根据工艺所需,将喷嘴(10)容置在相应喷嘴角度的喷嘴对准配合管道(2)的开口槽
中;调整喷嘴(10)与切削区的距离;4)拆除辅助对准装置;5)微量润滑油、水和压缩气体在供给单元内腔中实现混合和雾化,经喷管(11)到达喷嘴(10),并通过喷嘴(10)喷射到切削区域。9.根据权利要求7所述的一种微量润滑喷嘴辅助对准装置的使用方法,其特征在于:所述压缩气体为空气、二氧化碳或液氮。

技术总结
发明提供一种微量润滑喷嘴辅助对准装置。该辅助对准装置包括刀具配合管道和若干根喷嘴对准配合管道。所述刀具配合管道整体为一端敞口,另一端封闭的中空圆管。所述喷嘴对准配合管道为扇环柱体。若干根喷嘴对准配合管道环绕刀具配合管道布置。所述喷嘴对准配合管道均与刀具配合管道相贯连接。所述刀具配合管道与喷嘴对准配合管道相贯位置处对应设置有喷射孔。所述喷嘴对准配合管道与刀具配合管道的管身斜交。工作时,所述刀具配合管道套设在刀具的外围。通过喷嘴对准配合管道对喷嘴的喷射角度和位置进行调整,完成喷嘴与切削区的对准工作。选择适宜的角度,达到最好的微量润滑效果,在切削区形成润滑冷却膜,延长刀具寿命,提高加工表面质量。加工表面质量。加工表面质量。


技术研发人员:陶桂宝 曹华军 王丽丹 朱怡澄
受保护的技术使用者:重庆大学
技术研发日:2022.03.30
技术公布日:2022/7/5
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