[发明专利]一种机床加工用的可自动调节油雾量的微量润滑供应系统

说明书

技术领域

 本发明涉及一种机床加工用的可自动调节油雾量的微量润滑供应系统，该系统能保证油雾克服离心力的影响，顺利通过高速旋转的主轴和刀具内孔到达加工区，同时该系统会根据内冷刀具内孔的直径大少来自动调节出口油雾的喷射量；另外该系统也能用于外冷刀具的润滑冷却，且该系统会根据喷嘴的数量而自动调节每个喷嘴口的油雾喷射量，属于机械加工中的高速高效绿色切削技术领域。

背景技术

高速切削一种已经广泛应用于航空、模具、汽车等行业的高性能工艺技术。传统切削液冷却方式在加工过程中会由于机床主轴高速回转会在刀具周围产生离心高速、高压气流，使大部分的切削液难以进入切削区域，难以达到原有的冷却和润滑效果。另外在加工难加工材料时，刀具的刃部温度会大幅上升，如果在这种情况下使用传统冷却液方式冷却，冷却液在达到切削区域时，由于切削区域的温度过高而导致部分切削液汽化，这样导致切削液不能对切削区域进行有效的润滑。在加工过程中，刀具只有切削和走空刀这两种状态，在切削时，刀具承受高温，在走空刀时，刀具在切削液的冷却下，温度急剧的下降，刀具在加工过程中不断地在这两种状态中互相转换，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。对于涂层刀具，涂层在不断地受到高热后急速冷却，涂层会因为热应力的作用，使到涂层表面产生裂纹，甚至是部分涂层的剥落，对于涂层刀具来说，这种情况会大大的降低涂层刀具的使用寿命。另外切削液在加工后的回收率非常低，而且在加工过程中由于切削液的飞溅以及汽化，使周围的工作环境变差，影响工作人员的身体健康；切削液中还有氯，磷，硫等元素，如果切削液处理不恰当，会对环境有很大的危害。

微量润滑（Minimum Quantity Lubricant，即MQL）切削技术是一种新型金属加工的润滑方式，即半干式切削，指将压缩气体与极其微量的切削油混合并汽化后，形成微米级别的液滴，喷射到加工区，对刀具和工件之间的加工部位进行有效的润滑的一种切削加工方法。MQL可以大大减少刀具与工件和刀具与切屑间的摩擦，能起到抑制温度上升、减少刀具磨损、防止粘连以及提高加工质量的作用，使用润滑液少，而且效果十分显著，在提高了工效的同时，又不会污染环境。

MQL冷却方式主要分为外置式和内置式这两种润滑方式：外置式润滑方式工作原理相对较简单，首先将切削液导入喷射冷却系统里与气体混合，在利用高压下通过多头喷嘴将雾化后形成的毫微米级气雾不断地喷射到切削点。内置式则在雾化器内部产生润滑剂，通过机床主轴送入刀具，通过刀具喷嘴喷出。喷油量和气流量的比例可调节。另外在高速加床加工中，由于切削油颗粒较大，而且在通过刀具内孔时，机床主轴高速旋转所产生较大的离心力会使切削油附在内孔壁上，并且集聚成切削油滴，因此会减少刀具与工件间的润滑效果，从而使刀具寿命延长的效果也同样减少。

在加工中心等设备使用MQL冷却方式时，加工中心具有自动换刀功能，在使用内冷刀具时，由于不同刀具直径的内冷刀具的内冷通道以及内冷出口的孔径不同，当加工工件需要切换刀具时，若内冷通道和内冷出口孔径相对较小的换成孔径较大的时候，相对孔径较大的内冷刀具则需要更大的油雾喷射量，这时候就人手需要调节MQL设备的油雾喷射量，否则，孔径相对较大的内冷刀具会在加工过程中油雾的喷射量就相对较小，没有达到预期的润滑效果，现代制造业中，越来越多企业都趋向于制造自动化，这样就要求冷却设备也要具有自动调节的功能。在使用外冷刀具时，在切换比较大型的刀具进行加工时，不仅仅需要增加喷头的数量，同时也要调节每个喷头的油雾喷射量，同样根据上述的自动化趋势，这也要求的冷却设备要具有自动调节的功能。如果冷却设备具有能自动调节功能，则能减少工人们不必要的工作量，同时也能大大的提高工作效率。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种机床加工用的可自动调节油雾量的微量润滑供应系统，该系统能解决传统切削液加工的成本高，冷却润滑效果差，难回收，污染工作环境和生态环境等问题；该系统还能细化油雾颗粒，解决由于高速旋转所产生的离心力使油雾颗粒集聚成切削油滴；另外还具有结构简单，可以自动调节出口处的油雾喷射量，并且能同时供多台机床使用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种机床加工用的可自动调节油雾量的微量润滑供应系统，包括气体输送开关、至少一个电磁阀、单向阀、流量控制阀和装有切削油的雾化室，雾化室的顶部内侧壁设置有至少两个文丘里雾化喷头；