CN107584321B - 一种空气射流自洁机床观察窗 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种空气射流自洁机床观察窗,属于机械加工领域。空气射流自洁机床观察窗中的前环件和后环件构成主体,两者通过圆形外轮廓重合定位;压缩空气通过压缩空气管、前环件上的进气孔进入均压管道,气流被均压管道均分四路进入压缩空气缓冲腔后,沿环形射流缝隙喷口高速射出,用于阻挡住刀具和主轴上甩出的冷却液;同时,高速射出的高压空气在环形射流缝隙喷口处形成闭合的高速射流锥,其后部在视窗内产生真空区,能够吸起纳米自洁钢化玻璃上原有的冷却液和金属屑,由后环件底部的补风出口形成的气流夹带出视窗外,达到保持视窗范围内清洁的目的。本发明结构简单,观察区域清洁度高、透光性好,且长期免维护,利于提高机床操作人员的工作效率和安全性。
Description
技术领域
本发明属于机械加工领域,涉及一种空气射流自洁机床观察窗,在数控加工机床或加工中心上,用于观察加工状态情况。
技术背景
数控技术的在各行业普及,随着高速加工的出现,全封闭的加工中心和柔性生产线得到越来越多。操作人员需要透过机床的封闭隔板上的防弹玻璃来观察加工情况,而大流量的冷却液被高速旋转的主轴击出四溅,大量落到观察玻璃上,使操作人员的视线受阻,不能及时看清和观察到刀具的加工状态。
为解决上述问题,目前多数采用机械旋转型视窗,即通过电机带动圆型玻璃旋转,通过离心力将表面的冷却液甩出去,达到清理观察玻璃的目的。存在问题:需要外接电源;机械要求定期维护;结构复杂,电器原件绝缘、密封等;费用较高;应用受限;寿命有限;对粉尘类加工中对观察玻璃效果差;在金属屑的冲击中,玻璃表面出现磨损变蒙污而影响观察。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供一种空气射流自洁机床观察窗。该空气射流自洁机床观察窗以压缩空气为动力,空气射流为原理,能够有效阻止各类固体、液体对视窗的侵入,保证操作人员的视线不受阻挡,克服和避免机械式视窗的不足和弊端;同时使用压缩空气为动力,不使用电源,没有机械传动和机械工作构件,具有良好的安全性和可靠性,基本免维护,结构简单,寿命长,安装方便。
为了达到上述目的,本发明的技术方案为:
一种空气射流自洁机床观察窗,包括前环件1、后环件2、压缩空气管3、补充空气管4、空气阀门5、纳米自洁钢化玻璃6。
所述的前环件1由金属或尼龙塑料材料制成,为中空圆形结构,中空位置安装后环件2。前环件1的端部边缘设有两孔,分别为补风进气口1-4和高压空气进风口1-3,补风进气口1-4比高压空气进风口1-3靠近边缘位置,补风进气口1-4通过联接接头10与补充空气管4连接,高压空气进风口1-3通过联接接头10与压缩空气管3连接,压缩空气管3与清洁液容器7连接,其上设有空气阀门5。
所述的前环件1背面的管路1-1为半圆弧凹槽结构,其截面积和长度相同,高压空气进风口1-3位于管路1-1中心位置,管路1-1两端分别通过两个支路管路与高压出风口1-2连通,四个支路管路结构相同,保证的四个均布的高压出风口1-2的气体的流速和压力一致。后环件2的正表面2-6与前环件1背面相贴合安装后,前环件1背面的管路1-1在后环件正表面2-6的覆盖下构成完整的均压管路,压缩空气通过均压管路到达高压出风口1-2。前环件中空圆形开口处的前环缓冲区表面1-5,其前端与后环件2前端构成与中心线成45度的环形喷口,其后端与缓冲区半槽2-5区域构成压缩空气缓冲腔8,均压管路和压缩空气缓冲腔8能够让高压气流均布于环形射流缝隙喷口,利于形成完整的气体射流锥,在后面形成真空区。
所述的后环件2由金属或尼龙塑料材料制成,也为中空圆形结构,后环件背表面2-7与纳米自洁钢化玻璃6连接,作为观察孔,视线通过该孔观察机床内部区域。后环件2边缘处设有一个圆孔,作为补风进口2-3,补风进口2-3一端与前环件上的补风进气口1-4相连,另一端与背面的补风管道2-1相通。补风管道2-1结构及原理与前环件1压缩空气的均压管路相同,补风管道2-1与均布在后环件2上的四个补风出口2-2相通,其中,四个均布的补风出口2-2的气体的流速和压力一致。通过补风管道2-1,向真空区补充空气和带入清洁液,加大气流。后环喷口45度表面2-4与前环喷口45度环面1-6构成环形射流缝隙喷口9;缓冲区半槽2-5与前环缓冲区表面1-5构成压缩空气缓冲腔8。
所述的前环件1和后环件2构成空气射流自洁机床观察窗的主体,两者通过圆形外轮廓重合定位,其中,前环件上的补风进气口1-4和后环件上的补风进口2-3同轴。压缩空气通过压缩空气管3、前环件1上的进气孔1-3进入均压管道,气流被均压管道均分为四路,进入压缩空气缓冲腔8,压缩空气缓冲腔8内的气流沿环形射流缝隙喷口9高速射出,用于阻挡住刀具和主轴上甩出的冷却液;同时,高速射出的高压空气在环形射流缝隙喷口9处形成闭合的高速射流锥,其后部在视窗内产生真空区,能够吸起纳米自洁钢化玻璃6上原有的冷却液和金属屑,由后环件2底部的补风出口2-2形成的气流夹带出视窗外,达到保持视窗范围内清洁的目的。
所述的纳米自洁钢化玻璃上涂有纳米自洁涂层,因具有极低的表面张力,产生较强的疏水抗污能力,让冷却液等污物不易附着,进一步保证清洁效果。其中。所述的补风口外接的清洁液开关,清洁液开关打开时,清洁液随气流引入,对不易被清洁气流带走的玻璃表面污物加重吹击清理。可使用密封胶在前环件、后环件,后环件和机床玻璃胶接,因在观察环内部是真空,同时,也由于气流喷射的反作用力,观察窗一般情况是受压向玻璃的力,不易脱离,因此安全性较高。
本发明的有益效果为:采用本发明的空气射流自洁机床观察窗,由于克服和机械式的传统式样观察窗的不足和缺点,提高了安全性、可靠性、经济性,简单而实用,观察区域清洁度高、透光性好,且长期免维护,利于提高机床操作人员的工作效率和安全性,进而提升企业的经济效益。可用于各类数控加工机床、加工中心等机械加工领域及粉尘作业领域。
附图说明
图1为本发明的原理图;
图2为视窗组合的分解图;
图3为视窗组合的剖视图分解图;
图4为视窗前环件结构图;图中:(a)为正视图;(b)为后视图;(c)为图(b)中A-A方向的剖视图;
图5为视窗后环件结构图,图中:(a)为后视图;(b)为图(a)中A-A方向的剖视图;(c)图为正视图;(d)为图(a)中C-C方向的剖视图;(e)为图(a)中B-B方向的剖视图;
图中:1前环件;2后环件;3压缩空气管;4补充空气管;5空气阀门;6纳米自洁钢化玻璃;7清洁液容器;8压缩空气缓冲腔;9环形射流缝隙喷口;10连接接头;1-1管路;1-2高压出风口;1-3高压空气进风口;1-4补风进气口;1-5前环缓冲区表面;1-6前环喷口45度环面;2-1补风管道;2-2补风出口;2-3补风进口;2-4后环喷口45度表面;2-5缓冲区半槽;2-6后环件正表面;2-7后环件背表面。
具体实施方式
本发明将结合附图和具体的实施例对本发明做进一步的解释和说明,实施例和附图仅是为了进一步说明本发明的技术方案,不能将其解释为对发明保护范围的限制。
一种空气射流自洁机床观察窗,包括前环件1、后环件2、压缩空气管3、补充空气管4、空气阀门5、纳米自洁钢化玻璃6、清洁液容器7。
所述的前环件1由金属或尼龙塑料材料制成,为中空圆形结构,中空位置用于安装后环件2。前环件1的端部边缘上设有两孔,分别为补风进气口1-4和高压空气进风口1-3,补风进气口1-4比高压空气进风口1-3靠近边缘位置,补风进气口1-4通过联接接头10与补充空气管4连接,补充空气管4内通自然空气,高压空气进风口1-3通过联接接头10与压缩空气管3连接,压缩空气管3内通压缩空气,压缩空气管3上设有空气阀门5,并与清洁液容器7连接。
所述的前环件1背面的管路1-1为半圆弧凹槽结构,其截面积和长度相同,高压空气进风口1-3位于管路1-1中心位置,管路1-1的两端分别通过两个支路管路与高压出风口1-2连通,四个支路管路结构相同,保证的四个均布的高压出风口的气体的流速和压力一致。后环件2的正表面2-6与前环件1背面相贴合安装后,使前环件1背面的管路1-1在后环件正表面2-6的覆盖下构成完整的均压管路,压缩空气通过均压管路到达高压出风口1-2前经过的管路截面和长度完全相同,保证达到高压出风口1-2的压缩空气压力相同,保证的四个均布的高压出风口的气体的流速和压力一致。前环件中空圆形开口处的前环缓冲区表面1-5,其前端与后环件2前端构成与中心线成45度的环形喷口,其后端与缓冲区半槽2-5区域构成缓冲腔8,均压管路和缓冲腔8能够让高压气流均布于环形喷口,利于形成完整的气体射流锥,在后面形成真空区。
所述的后环件2由金属或尼龙塑料材料制成,也为中空圆形结构,后环件背表面2-7与纳米自洁钢化玻璃6通过密封胶粘接,作为观察孔,视线通过该孔观察机床内部区域。所述的后环件2上铣出的补风管道凹槽、补风出口凹槽、补风进口凹槽,与纳米自洁钢化玻璃6一起分别形成补风管道2-1、补风出口2-2、补风进口2-3。后环件2边缘处设有一个圆孔,作为补风进口2-3,补风进口2-3一端与前环件上的补风进气口1-4相连,另一端与背面的补风管道2-1相通。补风管道2-1结构及原理与前环件1压缩空气的均压管路相同,补风管道2-1与均布在后环件2上的四个补风出口2-2相通,其中,四个均布的补风出口2-2的气体的流速和压力一致。通过补风管道2-1,向真空区补充空气和带入清洁液,加大气流。后环喷口45度表面2-4与前环喷口45度环面1-6构成环形射流缝隙喷口9;缓冲区半槽2-5与前环缓冲区表面1-5构成压缩空气缓冲腔8。
所述的前环件1和后环件2构成空气射流自洁机床观察窗的主体,两者通过圆形外轮廓重合定位,其中,前环件上的补风进气口1-4和后环件上的补风进口2-3同轴。
本发明的工作过程为:见附图1至5,压缩空气管3上的空气阀门5打开后,压缩空气通过压缩空气管3、前环件1上的进气孔1-3进入到均压管道1-1,气流被均压管道均分为四路,进入压缩空气缓冲腔8,后沿前环件1-5表面与后环件形成的环形射流缝隙喷口9高速射出,用于阻挡住刀具和主轴上甩出的冷却液;同时,高速喷出的高压空气在环形射流缝隙喷口9处形成闭合的高速射流锥,其后部在视窗内产生真空区,能够吸起纳米自洁钢化玻璃6上原有的冷却液和金属屑,由底部的补风出口2-2形成的气流夹带出视窗外,达到保持视窗范围内清洁的目的。
Claims (2)
1.一种空气射流自洁机床观察窗,其特征在于,所述的空气射流自洁机床观察窗包括前环件(1)、后环件(2)、压缩空气管(3)、补充空气管(4)、空气阀门(5)、纳米自洁钢化玻璃(6);
所述的前环件(1)为中空圆形结构,中空位置安装后环件(2);前环件(1)的端部边缘设有两孔,分别为补风进气口(1-4)和高压空气进风口(1-3),补风进气口(1-4)通过联接接头(10)与补充空气管(4)连接,高压空气进风口(1-3)通过联接接头(10)与压缩空气管(3)连接,压缩空气管上设有空气阀门(5);
所述的前环件(1)背面的管路(1-1)为半圆弧凹槽结构,半圆弧凹槽的截面积相同,高压空气进风口(1-3)位于管路(1-1)中心位置,管路(1-1)两端分别通过两个支路管路与高压出风口(1-2)连通,且四个均布的高压出风口(1-2)的气体的流速和压力相同;后环件(2)的正表面(2-6)与前环件(1)背面相贴合安装后,前环件(1)背面的管路(1-1)在后环件正表面(2-6)的覆盖下构成完整的均压管路,压缩空气通过均压管路到达高压出风口(1-2);前环件中空圆形开口处的前环缓冲区表面(1-5),其前端与后环件(2)前端构成与中心线成45度的环形喷口,其后端与缓冲区半槽(2-5)区域构成压缩空气缓冲腔(8);
所述的后环件(2)也为中空圆形结构,后环件背表面(2-7)与纳米自洁钢化玻璃(6)连接,作为观察孔,观察机床内部区域;后环件(2)边缘处设有一个圆孔,作为补风进口(2-3),补风进口(2-3)一端与前环件上的补风进气口(1-4)相连,另一端与背面的补风管道(2-1)相通;补风管道(2-1)结构与前环件(1)内通过压缩空气的均压管路相同,补风管道(2-1)与均布在后环件(2)上的四个补风出口(2-2)相通,其中,四个均布的补风出口(2-2)的气体的流速和压力一致;后环喷口45度表面(2-4)与前环喷口45度环面(1-6)构成环形射流缝隙喷口(9);
所述的前环件(1)和后环件(2)构成空气射流自洁机床观察窗的主体,两者通过圆形外轮廓重合定位,其中,前环件上的补风进气口(1-4)和后环件上的补风进口(2-3)同轴。
2.根据权利要求1所述的一种空气射流自洁机床观察窗,其特征在于,所述的前环件(1)的材质为金属或尼龙塑料。
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