[发明专利]一种油-气两相射流式润滑冷却系统

说明书

技术领域

 本发明涉及一种应用于金属冷镦工艺中的润滑冷却技术，尤其是涉及一种用于多工位自动冷镦机的油-气两相射流式润滑冷却系统。

背景技术

金属冷镦工艺是应用金属冷塑性变形特性的一种无切削加工工艺。多工位自动冷镦机是一种金属冷塑性成形加工设备，其工位布置为n+1，其中1个工位为切料工位，其余工位均为镦锻工位，在冷镦作业时每个镦锻工位变形程度各不相同，因而每个镦锻工位实时温度效应存在差异。

由于金属的塑性变形过程是在高压下进行的，因此会不断增加多工位自动冷镦机与金属之间的接触表面，使多工位自动冷镦机与金属之间的接触条件不断改变。由于接触表面上各处的塑性流动情况不同，有的滑动，有的粘着，有的快，有的慢，因而在接触表面上各点的摩擦也各不相同。为了减小金属流动时的摩擦阻力，便于金属塑性成形加工，同时为了有效的冷却模具及机具，需采用润滑剂进行润滑和冷却。然而由于接触表面上的单位压力很大，一般可高达500～2500MPa，因此在如此高的面压下润滑剂难以带入变形区，从而导致润滑冷却非常困难。为解决润滑冷却困难的问题，目前一般采用粗放的多孔管在常压下进行大油量浇淋，然而这种润滑冷却手段会耗费大量的专用冷镦油，且效果很差，由于冷镦是强约束冷锻挤的工艺过程，如果在连续作业过程中得不到充分润滑和冷却，则会直接影响到被镦零件的表面质量及模具和机具的寿命。

金属的塑性变形实质上是变形热效应在起作用，这是因为供给金属产生塑性变形的能量将消耗于弹性变形和塑性变形，其中，消耗于弹性变形的那部分能量造成金属的应力状态，而消耗于塑性变形的那部分能量的绝大部分转化为热量。当部分热量来不及向外散发而积蓄于变形金属内部时，会促使金属的温度升高，在低温条件下，表现尤为明显。在金属的塑性变形过程中温度效应不仅决定于因塑性变形功而排出的热量，而且也取决于接触表面摩擦功作用所排出的热量。金属在冷变形时的冷变形强化趋于严重，当变形速度很大时，热能来不及散发，会使变形金属的温度升高，金属毛坯在模具中强烈的塑性变形，会使温度升高至250℃～300℃左右，而冷镦油润滑油气化温度在200℃～250℃左右。因此，金属在塑性变形过程中会产生大量油雾，而这些油雾本质为三相烟雾，长期吸入对人体有害，同时会污染工场环境。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高效、节能且环保的用于多工位自动冷镦机的油-气两相射流式润滑冷却系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种油-气两相射流式润滑冷却系统，其特征在于包括压力气供给装置、压力油供给装置、一个用于润滑冷却多工位自动冷镦机的切断工位的纯油喷嘴和N个用于润滑冷却多工位自动冷镦机的N个成形工位的气油喷嘴，所述的压力气供给装置上连接有气流管道，所述的压力油供给装置上连接有油液管道，N个所述的气油喷嘴的进气口上均连接有进气管，所述的纯油喷嘴的进油口和N个所述的气油喷嘴的进油口上均连接有进油管，各个所述的进气管的一端均与所述的气流管道连接，各个所述的进油管的一端均与所述的油液管道连接，所述的气油喷嘴包括油液喷射管和同轴套设于所述的油液喷射管外的气流喷射管，所述的气流喷射管的尾端与所述的油液喷射管的尾部密封连接，所述的油液喷射管的尾端设置有进油口，所述的油液喷射管的前端设置有用于喷出连续的柱形油射流的收缩型油液喷嘴，所述的气流喷射管的尾部设置有进气口，所述的气流喷射管的内径大于所述的油液喷射管的外径，所述的气流喷射管的内周壁与所述的油液喷射管的外周壁之间的环形空隙构成气流通道，所述的气流喷射管的前端设置有与所述的气流通道相连通且用于喷出环形气射流的环形喷气口，所述的收缩型油液喷嘴喷出的连续的柱形油射流与所述的环形喷气口喷出的环形气射流形成油-气二元气包油同心射流。

所述的气流喷射管主要由气流管和与所述的气流管固定连接的气喷嘴组成，所述的气流管的尾端与所述的油液喷射管的尾部密封连接，所述的气流管的前部内侧与所述的油液喷射管的前部外侧之间设置有多孔板，所述的多孔板上的通孔与所述的气流通道相连通，所述的气喷嘴的前端的内径小于所述的气喷嘴的后端的内径，所述的气喷嘴的前端的内周壁与所述的收缩型油液喷嘴的外周壁之间的环形间隙构成所述的环形喷气口。

所述的环形喷气口的环宽为0.05～0.07毫米。

所述的收缩型油液喷嘴包括收缩口段和直管段，所述的收缩口段的宽端与所述的油液喷射管的前端连接，所述的收缩口段的窄端与所述的直管段的一端连接，所述的直管段的另一端设置有喷油口，所述的收缩口段的收缩角度为100～125度，所述的直管段的长度为所述的直管段的内径的5～7倍。