[发明专利]一种应用于深孔加工的数控机床高压主轴内冷系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种加工中心配件，具体是一种应用于深孔加工的数控机床高压主轴内冷系统。

背景技术

深孔加工是一种特殊的机械加工，加工的深孔的长径比在10以上，例如汽车发动机、柴油机、酒瓶模具等领域，往往有大量零部件需要经过深孔加工。在加工深孔时，对于直径越细小、深度越深的孔，钻孔时需要压力很高的冷却润滑液来冷却钻头和碎断钻削。冷却压力如果达不到要求，会使冷却效果变差，降低完成孔的表面精度，并且会缩短钻头的使用寿命，甚至在使用过程中出现钻头折断的现象。国内外最新研究表明，对于深孔加工的冷却，在冷却润滑液的压力低于7MPa时，冷却液在切削刀刃的前端会产生汽化并形成汽泡，形成的汽泡将阻碍热的传导，使冷却效果变差；当采用压力大于7MPa的冷却润滑液时，可以有效消除这种汽泡，使冷却液直接喷到切削部位。但现有的主轴内冷系统难以满足深孔加工的冷却及润滑需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种冷却效果好的应用于深孔加工的数控机床高压主轴内冷系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种应用于深孔加工的数控机床高压主轴内冷系统，包括相连通的一级过滤机构、二级过滤结构和三级过滤机构，所述的一级过滤机构的入口与机床排屑槽相连通，所述的三级过滤机构的出口与一高压泵组的入口相连通，所述的高压泵组的出口连接有旋转接头，所述的旋转接头安装在机床主轴尾部，所述的旋转接头用于向深孔加工刀具提供来自所述的高压泵组的压力在7MPa以上的高压切削液，经深孔加工刀具喷出的切削液由所述的机床排屑槽收集。

本发明的高压主轴内冷系统安装使用后，来自机床排屑槽的含有大量细小铁屑的切削液先后经过一级过滤机构、二级过滤结构和三级过滤机构的层层过滤净化，再进入高压泵组，由高压泵组增压至7MPa以上，最终通过安装于机床主轴尾部的旋转接头输送给深孔加工刀具，即由旋转接头将高压切削液从静态系统输送至动态旋转系统，从而最大限度满足深孔加工的冷却及润滑需要，确保加工的深孔的表面精度，经深孔加工刀具喷出的切削液由机床排屑槽收集，完成一整个循环。

所述的一级过滤机构包括一级水箱及设置在所述的一级水箱内的过滤网板和过滤隔板组，所述的过滤网板贯穿所述的一级水箱的高度方向设置，所述的过滤网板将所述的一级水箱分隔为相连通的第一腔室和第二腔室，所述的一级水箱的入口设置于所述的第一腔室的周壁，所述的一级水箱的出口设置于所述的第二腔室的周壁，所述的机床排屑槽与所述的一级水箱的入口相连通，所述的过滤隔板组设置在所述的第二腔室内，所述的过滤隔板组包括多个固定于所述的第二腔室顶壁的上隔板和多个固定于所述的第二腔室底壁的下隔板，每个所述的上隔板和每个所述的下隔板依次交替并间隔设置，多个所述的上隔板的底端与所述的第二腔室的底壁之间设有第一间隙，多个所述的下隔板的顶端与所述的第二腔室的顶壁之间设有第二间隙。深孔加工过程中产生的铁屑较细，接近磨床产生的铁屑大小，并且量较大。大量铁屑随切削液一起，首先经过过滤网板被初次过滤掉，初次过滤的较大铁屑被收集在第一腔室内；之后切削液进入第二腔室，由过滤隔板组进行再次过滤，多个上隔板和多个下隔板构成隔板式过滤结构，切削液经过依次交替并间隔设置的上隔板和下隔板逐层漫过过滤隔板组，该逐层漫过过滤隔板组的过程同时也是铁屑的自然逐级沉淀过程，使切削液得到进一步的过滤和净化。

所述的过滤网板包括双层过滤网板，即第一级过滤网板和第二级过滤网板，所述的第一级过滤网板的网孔的目数为30～50目，所述的第二级过滤网板的目数为10～28目。双层过滤网板的设计，使切削液在初次过滤时即得到逐级过滤，过滤效果更好。

所述的二级过滤机构包括磁辊纸带过滤机和二级水箱，所述的磁辊纸带过滤机的出口与所述的二级水箱的入口相连通，所述的磁辊纸带过滤机的入口与所述的一级水箱的出口相连通，使用时，来自一级水箱的切削液经所述的磁辊纸带过滤机过滤后，在重力作用下流入所述的二级水箱。一级过滤机构虽可过滤掉较多铁屑，但仍无法过滤掉剩余的更细小铁屑，因此本系统增加磁辊纸带过滤机来进行更细的过滤。当切削液离开一级水箱进入二级水箱前，首先经过磁辊纸带过滤机的带磁性的辊子吸附其中混入的细小铁屑，然后切削液再流到磁辊纸带过滤机的棉纸上，由棉纸将细小的铁屑过滤出来，之后过滤好的切削液在重力作用下流入二级水箱。经过上述二级过滤机构的过滤，切削液达到较高的净化程度，可大幅减少后续三级过滤机构的过滤难度。磁辊纸带过滤机可选自市售产品。