[实用新型]一种用于外冷和内冷式高速机床加工的微量润滑供应系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种能产生微细油雾的系统，该系统能保证油雾能克服离心力的影响，顺利通过高速旋转的主轴和刀具内孔到达加工区，也能用于外冷刀具的润滑冷却，属于机械加工中的高速高效绿色切削技术领域。

背景技术

当前，环境、资源、人口成为世界面临的三大主要问题，全球环境的恶化程度与日剧增，正在对人类社会的生存与发展造成严重威胁。制造业在将制造资源转变为产品的过程中产生大量废弃物，形成制造业对环境的主要污染源。由于制造业量大面广，因而对环境的总体影响很大。可以说，制造业一方面是创造人类财富的支柱产业，但同时又是环境污染的主要源头。随着人类环保意识的提高以及各国陆续推出的各项切削液的限制政策，“绿色制造技术”、“环境无害技术”、“清洁生产”、“工业生态学”等既可满足生产需要，又合理使用资源的名词日益引起人们的重视。制造过程的绿色化，也成为当今各国竞相研究的焦点。

高速切削是高性能加工的一种主要工艺技术，已经广泛应用于航空、模具、汽车等行业。由于机床主轴高速回转（8000～60000r/min）会在刀具周围产生离心高速、高压气流，依靠常规加大切削液流量的方式已很难保证有足够量的切削液进入切削区。其次，在一般钢件的高速加工时，刀具的刃部将产生接近900～1000℃的高温，此时若供给切削液，切削液内部的水分在未到达高温状态下的刃部之前已瞬间汽化，丧失了冷却的作用，即使偶尔到达切削刃部的切削液也将会造成对刃部的热冲击，对刃部产生均热现象，因此也会影响刀具的使用寿命。这样的现象在进行容易产生热量的高温合金等原材料的低速加工时也时常出现。其理论原因是，在加工过程中，刀具和金属接触表面产生高温，在传统切削液的冷却作用下，高热固体金属会急速冷却产生淬火效应，金属表面会产生淬火马氏体组织，使金属变硬的同时脆性增强。由于淬火效应与温差成正比， 而提高切削速度会使温度更高，故提高速度将产生更强的淬火效应导致刀具寿命降低。

如何采用有效的冷却润滑条件，可以有效降低切削温度，改善切削摩擦状态，抑制刀具磨损，成为进一步提高加工效率的主要技术途径。与此同时，在金属切削加工领域涌现出了多种用于替代传统湿式冷却润滑加工方法的环境友好的新型绿色切削加工技术，微量润滑技术是其中代表。

微量润滑技术——MQL(Minimal Quantity Lubrication)是在压缩气体中混入微量的无公害油雾，代替大量切削液对切削点实施冷却润滑。MQL是一种有效的绿色制造技术，切削液以高速雾粒供给，增加了润滑剂的渗透性，提高了冷却润滑效果，改善了工件的表面加工质量；使用切削液的量仅为传统切削液用量的万分之一，从而大大降低了冷却液成本，使切削区域外的刀具、工件和切屑保持干燥，避免了处理废液的难题；MQL可以根据工况规定润滑的最佳浓度，而且消除了切削液中悬浮的硅粒子污染，改善了工人的工作环境；MQL系统简单、占地小，易于安装在各种类型的机床上。

MQL技术融合了干式切削与传统湿式切削两者的优点：一方面，MQL将切削液的用量降低到极微量的程度，不仅显著降低切削液的使用成本，而且通过使用自然降解性高的合成酯类作为润滑剂，最大限度地降低了切削液对环境和人体的危害；另一方面，与干式切削相比，MQL由于引入了冷却润滑介质，使得切削过程的冷却润滑条件大大改善，刀具、工件和切屑之间的磨损显著减小，有助于降低切削力、切削温度和刀具的磨损。