[发明专利]可使用低温冷却介质的机床

说明书

技术领域：

本发明涉及一种可使用低温冷却介质的机床，与金属切削机床技术有关，主要针对机床使用低温冷却介质后其相关结构的改变，达到不会因低温冷却介质输送通道的外部结霜滴水而锈蝕机床；低温冷却介质输送管道布置有序；可通过机床控制板直接关停、控制、显示低温冷却介质制备系统的工作；取得良好的喷雾冷却效果，实现制造一种可使用低温冷却介质的机床的目的。

背景技术：

90年代末，发明人等试用了将压缩空气的温度降低至-20℃～-50℃，混入非常微量的油剂，将低温空气喷出口置于离机床切削点20毫米左右的位置，对准刀具进行低温喷雾冷却的方法，效果良好。

2009年8月19日，张昌义、杨伦向中国专利局申报了一项名为“转位定向喷射冷却系统”的发明专利，申请号是：200910104643.X，它的目的是：提供一种冷却介质输送温度损耗小，不受刀盘转位干涉、能自动接通，可近距离向工作刀具切削点喷射冷却介质的定向喷射冷却系统。它的特征是：

1.在车床的转位刀盘上，设有与它随动的过渡连接件，在过渡连接件上，设有冷却介质通道，冷却介质通道可分别与刀具冷却用的外接喷管接通，外接喷管的冷却介质喷出口，设在可将冷却介质喷向各刀具切削点的位置或内冷却刀具的入口处；冷却介质通道的每一入口，转至工作位置后，均可与固定在机床上的中空弹性套接通。

2.中空弹性套的冷却介质供应端与冷却介质供应系统相通，另一端能在弹性作用下，紧贴转位刀盘转至工作位置后的那条冷却介质通道的入口端，使相应的外接喷管获得冷却介质的供应。

3.中空弹性套，可以采用电、液、气动阀类或其它弹性的流体输入机构。

4.冷却介质供应系统，是指能够提供常温或低温气态、液态流体，常温或低温气液混合态流体的系统，这些系统，可以是制冷机，液雾发生装置，带压冷源，空气压缩机，冷冻式干燥机，冷水(油)机等

由于该发明专利使用定向喷射冷却系统，通过在车床的转位刀盘上设有与之随动的过渡连接件和多根外接喷管的方式，使转位刀盘上的每一刀位，在工作时，都能获得中空弹性套提供的包括：低温液态、低温气态或低温气液混合态冷却介质，对刀具切削点实施低温冷却，减少了刀盘的热变形，实现了这类机床冷却剂微少化的目标，大大减少了切削液的排放量，节约了能源，防止了污染，由于切削点的温度降低，刀具寿命可以延长，节省了换刀时间，提高了效率，能使企业从清洁加工中受益。

但是，在应用中，我们仍发现现有技术存在如下不足：

1.在使用低温冷却介质时，因为构件温度低，与外界空气的温差大，中空弹性套及相关连接件的外部，结霜现象严重，停止供应低温冷却介质后，厚厚的冰霜化为水，随意流淌，造成了机床导轨、壳体等构件的锈蝕。

2.中空弹性套与冷却介质供应系统相通的保温管随意放置，布置结构不规范。

3.过渡连接件用金属制作结霜严重。

4.低温冷却介质供应系统与机床操作系统分离，操作者在机床工作区，难予实现低温冷却介质供应系统与机床切削过程的开关同步.监控和调整。

5.油雾调整不方便，雾化效果不佳。因为，在现有切削技术中，微量润滑(MQL)切削，所用的微量油雾，是由常温压缩空气经气液混流调节装置及喷射器生成的；而在低温或超低温条件下，会因油剂的低温固化作用而堵塞通道，使喷射器难与正常工作，即使使用低温防冻油，也会因粘度变化造成雾化效果不理想。

6；没有找到一种可靠的润滑油和冷却水混流喷雾的实施方法。

发明内容：

本发明的目的在于：克服上述现有技术中的不足之处，而提供一种阀体、接头及相关功能构件的外部，结霜现象基本消除；通过操纵板便可直接关停、控制、显示低温冷却介质制备系统的工作状况；雾化效果良好；保温管布置规范的可使用低温或超低温冷却介质的机床。

通常情况下，本发明所述的可使用低温冷却介质的机床具有如下特征：

1.可以使用低温或超低温气态、液态、气液混合态、油水混合态冷却介质；其冷却介质输送通道上的阀体、接头及相关功能构件，采取包括微温防霜、保温涂层、双层壁、低导热系数材料制作、低导热系数材料附着或包裹的表面防霜除水措施；低温或超低温冷却介质制备系统受控于机床电控系统；输送低温冷却介质用的管道及接头经保温、防霜处理并与机床拖链随动。

2.前述的气液混合态冷却介质是从雾化调节装置与混流接头生成的，而这些装置可从低温或超低温冷却介质制备系统中获得冷气流或低温水溶性介质，从常温油剂输送通道中获得适量的常温油剂，并产生气液、油水混流雾化或气油水混流雾化的喷射效果。