CN103056233A - 一种高速冲压模具喷雾润滑的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种高速冲压模具喷雾润滑的方法和装置，涉及特种加工领域。利用两个相对布置的喷油嘴喷出的高压高速润滑油从卸料板底部的进油槽射入，分别在喷头上细长小孔的轴线延长线的交点处碰撞，发生初次雾化，分散成许多高速运动的小液滴；接着在下模型腔正上方区域两束雾化后的润滑油碰撞实现第二次雾化后对高速冲压模具进行润滑。与传统喷雾润滑相比，本发明在侧面喷油的条件下，通过两次雾化的方式使润滑油雾集中在下模型腔正上方区域，使润滑更充分，同时也减少润滑油的损耗，提高了润滑效率。<b/>

Description

一种高速冲压模具喷雾润滑的方法和装置

技术领域

本发明涉及特种加工领域，特指一种高速冲压模具喷雾润滑的方法和装置。

背景技术

模具的润滑是影响模具使用寿命的重要方面，对于高速冲压模具尤其如此；而常规的润滑方法是采用预先在料带上涂抹润滑油或者在模具内部开设油槽进行润滑；这些润滑方法的不足之处在于不能对润滑过程进行有效的控制，从而导致在实际应用中要么产生润滑油提前挥发，导致润滑不充分；要么在冲头上附着过多的润滑油，导致废料粘附在冲头上，这些都不利于冲压模具的正常使用，更加不利于高速冲压模具的正常使用；在模具的高速运行过程中如果出现润滑不充分现象，那么在很短的时间内就会急剧大量的热，使模具的工作环境恶化，加速磨损，影响模具的使用寿命；如果出现废料粘附现象，则会导致产品或模具损伤，严重影响加工效率。

喷雾润滑是一种比较高效的润滑方法，传统喷雾润滑的润滑油油雾直接从喷油嘴喷出，由于冲压模具结构的特殊性，采用传统喷雾润滑不能在模具工作过程中对冲头进行正面喷雾润滑；而如果从侧面喷雾，由于油雾容易扩散，因此可能导致实际到达冲头的润滑油有限，润滑效果不佳，同时也造成润滑油的浪费。

因此，有必要提供一种合理的喷雾润滑方法和装置，保证高速冲压模具的正常使用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高速冲压模具喷雾润滑的方法，利用两个相对布置的喷油嘴喷出的高压高速润滑油从卸料板底部的进油槽射入，经过两次雾化后对高速冲压模具进行润滑；首先从两个喷油嘴喷出的高压高速润滑油分别在喷头上小孔轴线延长线的交点处碰撞，发生初次雾化，分散成许多高速运动的小液滴；接着两个相对方向的初次雾化后的油滴在下模型腔正上方区域碰撞，发生第二次雾化。

为实现润滑油初次雾化，本发明利用激光打孔技术能加工高长径比小孔和斜孔的特点，使用脉宽为10 ps，波长为1064 nm，平均脉冲功率为15 w的光纤激光器在喷油嘴喷头（直径小于10 mm）上加工出直径为300微米，内壁粗糙度Ra为0.8，长径比为100-200的细长小孔组，这些小孔轴线的延长线交于喷头外一点，该交点距喷头外端面的距离为100-150 mm。

同时，本发明也提供了使用该润滑方法的装置，包括喷油嘴固定系统、喷射控制系统、卸料板和下模；所述的喷油嘴固定系统包括支架、位置调节器和角度调节器；所述的喷油系统包括喷油嘴、喷油控制装置和润滑油油箱；

支架下端通过螺栓固定在冲床工作台上，位于下模的前后两侧，支架高度能够调整，支架上端设顶部有滑动台，顶部滑动台能够转动和水平滑动；喷油嘴安装在支架滑动台上，正对着卸料板底部的进油槽入口，喷油嘴与润滑油油箱相连；喷油控制装置控制喷油开始和结束、喷油量、喷油压力、喷油周期以及保证两个喷油嘴同步；位置调节器和角度调节器安装在支架上，能够对喷油嘴位置和角度进行调节；卸料板位于下模正上方。

本发明所述的喷油控制装置能够控制喷油开始和结束、喷油量5-25 ml/h、喷油压力0.5-1.5 MPa、喷油周期0.3-0.6 s，以及保证两个喷油嘴同步。

本发明所述的卸料板宽度为200-300 mm，以避免喷头交点离冲头轴线过远而导致最终雾化不完全，其底部开有进油槽，进油槽截面为半圆形，其半径为10-15 mm，开口向下。

所述的下模内部设置有润滑油回收油路。

使用该装置的具体步骤为：

(1) 首先将上模和下模安装在冲床工作台上，并使其处于合模状态，然后将支架固定在冲床工作台上，其位置需保证喷油嘴安装后能正对着卸料板底部的进油槽入口。

(2) 接着将喷油嘴、位置调节器和角度调节器分别安装在支架上，通过位置调节器和角度调节器对喷油嘴的位置和角度进行初步调整，使其正对着卸料板底部的进油槽入口。

(3) 通过喷油控制装置使两个喷油嘴喷油打开，然后调整两个喷油嘴的同步性，确保两个喷油嘴同时喷油，接着通过机床控制上模向上移动，使卸料板与下模之间的距离为10-50 mm。

(4) 通过位置调节器和角度调节器对喷油嘴的位置和角度进行微调，保证喷出的润滑油能水平射入并在距下模上表面3-7 mm的冲头轴线处发生碰撞，形成油雾，调整好之后将喷油嘴固定。

(5) 通过喷油控制器关闭两个喷油嘴，接着安装送料装置和料带。

(6) 通过喷油控制器设定喷油周期，使其与冲压周期相等。

 (7) 通过机床点动控制调整上模的位置，使卸料板与下模贴合并且冲头位于下模上表面10-15 mm处停止，然后同时开启冲床和两个喷油嘴，进行加工。

本发明的创新之处在于：(1) 利用两个相对布置的喷油嘴喷出的高压高速润滑油从卸料板底部的进油槽射入，经过两次雾化后对高速冲压模具进行润滑，首先从两个喷油嘴喷出的高压高速润滑油分别在喷头上小孔轴线延长线的交点处碰撞，发生初次雾化，分散成许多高速运动的小液滴；接着两个相对方向的初次雾化后的油滴在下模型腔正上方区域碰撞，发生第二次雾化，实现高速冲压模具润滑；(2) 光纤激光加工具有非接触、定位准、高加工精度和高效高质量等优点，采用激光打孔技术在喷头上加工出一定数量细长的小孔，并且使这些小孔轴线的延长线交于喷头外一点，能够确保加工小孔的位置精度和质量。使细长的小孔轴线的延长线交于一点，能够在高压下喷射润滑油实现初次雾化。

本发明的有益效果如下：(1) 与采用预先在料带上涂抹润滑油或在模具内部开设油槽进行润滑的常规润滑方式相比，该润滑方法明显具有润滑效果好，节省润滑油的优点；(2) 与传统喷雾润滑相比，本发明在侧面喷油的条件下，通过两次雾化的方式使润滑油雾集中在下模型腔正上方区域，使润滑更充分，同时也减少润滑油的损耗，提高了润滑效率；(3) 光纤激光加工的小孔阵列具有定位准、高效率和高加工精度，因此加工的喷头就具有高质量，能够提高喷雾润滑的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为喷雾润滑装置的示意图；

图中：1. 第一喷油嘴，2. 卸料板，3. 冲头，4. 润滑油油箱，5. 喷油控制装置，6. 进油槽，7. 第二喷油嘴，8. 第一润滑回收油路，9. 角度调节器，10. 支架，11. 位置调节器，12. 第二润滑回收油路，13. 下模，图示模具截面与送料方向垂直；

图2为喷头结构示意图；

图中：14. 喷头，15. 小孔轴线，16. 小孔轴线延长线交点；

图3为润滑装置设定好之后两喷头的小孔轴线延长线的交点位置示意图，交点与冲头轴线的距离为15-25 mm；

图中：2. 卸料板，3. 冲头，6. 进油槽，16. 小孔轴线延长线交点，图示模具截面与送料方向垂直；

图4为支架结构示意图；

图中：17. 顶部滑动台，18. 支架上端，19.固定螺栓，20. 支架下端；

图5为润滑油雾化示意图；

图中：21. 第二次雾化区，22. 初次雾化后润滑油分散。

具体实施方式

下面结合附图详细描述一下本发明的具体内容。

一种高速冲压模具喷雾润滑的装置，如图1所示，包括由第一喷油嘴1，第二喷油嘴2, 润滑油油箱4和喷油控制装置5组成的喷油系统；由角度调节器9，支架10和位置调节器11组成的喷油嘴固定装置；卸料板2以及下模13；其中卸料板2底部开有进油槽6；下模上开设有第一润滑回收油路8和第二润滑回收油路12。

支架下端20通过固定螺栓19固定在冲床工作台上，位于下模13的前后两侧，支架上端18可以相对于支架下端20垂直滑动和转动，顶部滑动台17可以相对于支架上端18水平滑动；喷油嘴安装在支架顶部滑动台17上，正对着卸料板2底部的进油槽入口，与润滑油油箱4相连，由喷油控制装置5控制喷油开始和结束、喷油量、喷油压力、喷油周期以及保证两个喷油嘴同步；位置调节器11和角度调节器9安装在支架10上，可以对喷油嘴位置和角度进行调节（包括粗调和微调）；卸料板2位于下模13正上方。

喷雾润滑的具体步骤为：

(1) 首先将上模和下模安装在冲床工作台上，并使其处于合模状态，然后将支架10固定在冲床工作台上，其位置需保证第一喷油嘴1和第二喷油嘴7安装后能正对着卸料板2底部的进油槽6入口。

(2) 接着将第一喷油嘴1、第二喷油嘴7、位置调节器11和角度调节器9分别安装在支架10上，通过位置调节器11和角度调节器9对第一喷油嘴1和第二喷油嘴7的位置和角度进行初步调整，使第一喷油嘴1和第二喷油嘴7正对着卸料板2底部的进油槽6入口。

(3) 通过喷油控制装置5使第一喷油嘴1和第二喷油嘴7打开，然后调整第一喷油嘴1和第二喷油嘴7的同步性，确保第一喷油嘴1和第二喷油嘴7同时喷油，接着通过机床控制上模向上移动，使卸料板2与下模13之间的距离为10-50mm，便于下一步观察油雾的状况。

(4) 通过位置调节器11和角度调节器9分别对第一喷油嘴1和第二喷油嘴7的位置和角度进行微调，保证喷出的润滑油能水平射入进油槽6，并在距下模13上表面3-7 mm的冲头轴线处发生碰撞，形成油雾，调整好之后分别将第一喷油嘴1和第二喷油嘴7固定在支架10上。

(5) 通过喷油控制器5关闭第一喷油嘴1和第二喷油嘴7，接着安装送料装置和料带。

(6) 通过喷油控制器5设定第一喷油嘴1和第二喷油嘴7的喷油周期，使其与冲压周期相等。

(7) 通过机床点动控制调整上模的位置，使卸料板2与下模13贴合并且冲头位于下模13上表面10-15 mm处停止，然后同时开启冲床和通过喷油控制器5打开第一喷油嘴1和第二喷油嘴7，进行加工。

(8) 在加工过程中，可以根据模具运行的实际情况通过喷油控制器5对喷油量进行调整，通过第一润滑油回收油路8和第二润滑油回收油路12可以对润滑油进行回收。

Claims (9)

1.一种高速冲压模具喷雾润滑的方法，其特征在于：利用两个相对布置的喷油嘴喷出的高压高速润滑油从卸料板底部的进油槽射入，分别在喷头上细长小孔的轴线延长线的交点处碰撞，发生初次雾化，分散成许多高速运动的小液滴；接着在下模型腔正上方区域两束雾化后的润滑油碰撞实现第二次雾化后对高速冲压模具进行润滑。

2.如权利要求1所述的一种高速冲压模具喷雾润滑的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1) 首先将上模和下模安装在冲床工作台上，并使其处于合模状态，然后将支架固定在冲床工作台上，其位置需保证喷油嘴安装后能正对着卸料板底部的进油槽入口；

(2) 接着将喷油嘴、位置调节器和角度调节器分别安装在支架上，通过位置调节器和角度调节器对喷油嘴的位置和角度进行初步调整，使其正对着卸料板底部的进油槽入口；

(3) 通过喷油控制装置使两个喷油嘴喷油打开，然后调整两个喷油嘴的同步性，确保两个喷油嘴同时喷油，接着通过机床控制上模向上移动，使卸料板与下模之间的距离为10-50 mm；

(4) 通过位置调节器和角度调节器对喷油嘴的位置和角度进行微调，保证喷出的润滑油能水平射入并在距下模上表面3-7 mm的冲头轴线处发生碰撞，形成油雾，调整好之后将喷油嘴固定；

(5) 通过喷油控制器关闭两个喷油嘴，接着安装送料装置和料带；

(6) 通过喷油控制器设定喷油周期，使其与冲压周期相等；

 (7) 通过机床点动控制调整上模的位置，使卸料板与下模贴合并且冲头位于下模上表面10-15 mm处停止，然后同时开启冲床和两个喷油嘴，进行加工。

3.一种高速冲压模具喷雾润滑的装置，其特征在于：所述装置包括喷油嘴固定系统、喷射控制系统、卸料板和下模；所述的喷油嘴固定系统包括支架、位置调节器和角度调节器；所述的喷油系统包括喷油嘴、喷油控制装置和润滑油油箱；支架下端通过螺栓固定在冲床工作台上，位于下模的前后两侧；支架高度能够调整，支架上端设顶部有滑动台，顶部滑动台能够转动和水平滑动；喷油嘴安装在支架滑动台上，正对着卸料板底部的进油槽入口，喷油嘴与润滑油油箱相连；喷油控制装置控制喷油嘴的喷油开始和结束、喷油量、喷油压力、喷油周期以及保证两个喷油嘴同步；位置调节器和角度调节器安装在支架上，能够对喷油嘴位置和角度进行调节；卸料板位于下模正上方。

4.如权利要求3所述的一种高速冲压模具喷雾润滑的装置，其特征在于：所述喷油嘴的喷油量5-25 ml/h、喷油压力0.5-1.5 MPa、喷油周期0.3-0.6 s。

5.如权利要求3所述的一种高速冲压模具喷雾润滑的装置，其特征在于：所述的卸料板宽度为200-300 mm，其底部开有进油槽，进油槽截面为半圆形，其半径为10-15 mm，开口向下。

6.如权利要求3所述的一种高速冲压模具喷雾润滑的装置，其特征在于：所述的喷油嘴的喷头直径小于10 mm，喷头上分布有若干激光加工所形成的细长的小孔，并且这些小孔轴线的延长线交于喷头外喷头轴线上一点，该交点距喷头外端面的距离为100-150 mm。

7.如权利要求6所述的一种高速冲压模具喷雾润滑的装置，其特征在于：所述细长小孔的小孔直径为300微米，内壁粗糙度Ra为0.8，长径比为100-200。

8.如权利要求6所述的一种高速冲压模具喷雾润滑的装置，其特征在于：所使用的光纤激光器的脉宽为10 ps，波长为1064 nm，平均脉冲功率为15 w。

9.如权利要求3所述的一种高速冲压模具喷雾润滑的装置，其特征在于：所述的下模内部设置有润滑油回收油路。

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