CN108393741A - 一种氮气流射硬态切削加工装置及切削方法 - Google Patents
一种氮气流射硬态切削加工装置及切削方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108393741A CN108393741A CN201810035259.8A CN201810035259A CN108393741A CN 108393741 A CN108393741 A CN 108393741A CN 201810035259 A CN201810035259 A CN 201810035259A CN 108393741 A CN108393741 A CN 108393741A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nitrogen
- workpiece
- hardens
- plant
- hard turning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/10—Arrangements for cooling or lubricating tools or work
- B23Q11/1038—Arrangements for cooling or lubricating tools or work using cutting liquids with special characteristics, e.g. flow rate, quality
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
Abstract
本发明涉及硬态切削加工技术领域，具体涉及一种氮气流射硬态切削加工装置，采用超硬刀具对淬硬工件进行切削加工，并在加工过程中将从制氮机从空气中分离出的常温氮气由氮气控制器经高压氮气喷射头高速喷射到淬硬工件加工表面，一方面通过气体介质起到强气清洗、润滑、适度冷却作用，另一方面利用氮气来隔离保护工件表面不被氧化，促进加工表面与氮气进行摩擦化学反应，使工件表面产生有利于增强表面质量的富氮层，是一种无需切削液的节水、节材、节能的“以车代粗磨”加工淬硬工件的绿色加工新方法。
Description
技术领域
本发明涉及硬态切削加工技术领域，具体涉及一种氮气流射硬态切削加工装置及切削方法。
背景技术
切削可分为湿式切削和干式切削，其中湿式切削采用切削液来降低工件加工表面温度、排除断屑、冷却和润滑工件加工区域，该方法可改善加工工件表面加工质量，但切削液是机械加工过程中产生的重要污染物，其排放会对人体健康和环境卫生产生影响。为此，中国公开号CN102977983A公开了一种无污染绿色切削液及其制备工艺，该发明所涉及的切削液是将农业废料运用到其中，无需化工添加剂，对环境和人体健康做到无伤害。但该方法不能彻底解除加工过程中由于切削污染切削液所存在的问题，还是需要耗费资源对切削液进行过滤，然后再进行排放。同时，在切削过程中，使用切削液冷却往往不连续，刀具很容易因为冷热不均产生破损，降低刀具的使用寿命。
干式切削是为一种绿色切削加工方法，在加工过程当中不需使用切削液，加工后无污染物排放。中国公开号CN 103801979 A公开了一种干冰冷却的干式切削方法，该方法无需使用切削液，显著降低加工表面温度，提高了表面的加工精度，延长刀具的使用寿命。但该专利采用的干冰对加工区域进行冷却，不能使得工件加工过程当中产生表面富氮层，进一步提高工件表面的抗疲劳性能。
此外，有通过液氮作为冷却介质喷射加工表面进行切削加工，但是易使超硬刀具崩刀，不能满足使用要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种氮气流射硬态切削加工装置及切削方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种氮气流射硬态切削加工装置，包括切削加工机床，还包括与所述切削加工机床配合使用的氮气流射装置，其中，
所述削加工机床包括交换齿轮箱，平行设置的主轴箱和进给箱，所述主轴箱和进给箱分别与所述交换齿轮箱传动连接，所述主轴箱的另一端设置有用于夹紧固定待切削加工处理的淬硬工件的卡盘，加工过程中，主轴箱内部的主轴旋转过程中通过卡盘带动所述淬硬工件旋转；
所述进给箱的另一端水平延伸设置有光杆和丝杆，还包括能够在所述丝杆的驱动下沿所述光杆直线平移的溜板箱，所述溜板箱上设置有刀架台，该刀架台上固定有超硬刀具；
所述氮气流射装置包括通过管道依次连接的制氮机、氮气控制系统和高压氮气喷头，所述高压氮气喷头固定在溜板箱上，加工过程中，所述高压氮气喷头喷出的氮气喷向淬硬工件和超硬刀具的接触加工部位。
其中，所述刀架台活动设置在溜板箱上，使得安装在上面的超硬刀具与淬硬工件之间的距离可调节。
作为优选的，所述制氮机为中空制氮机，用于直接从空气中分离氮气。
其中，还包括氮气压缩机，中空制氮机从空气中分离的氮气，经过氮气压缩机压缩后在氮气控制系统的控制下，通过管道输送至高压氮气喷头喷出。
其中，所述氮气控制系统包括控制阀门以及流量计，所述氮气控制系统根据流量计反馈的电信号通过控制阀门实现氮气的压强流速以及流量的控制。
其中，所述高压氮气喷头与超硬刀具都固定在刀架台上，两者相对静止，使高压氮气喷头跟随超硬刀具同步位移。
一种氮气流射硬态切削加工方法，采用超硬刀具对淬硬工件进行切削加工的同时，将制氮机从空气中分离出的常温氮气通过氮气控制系统控制，经氮气流射装置的氮气高压喷头高速喷射到淬硬工件加工表面，在切削加工的同时利用氮气对超硬刀具和淬硬工件进行降温、隔绝空气防氧化处理。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
第一，本发明利用制氮机从空气中直接抽取分离氮气，既方便快捷又绿色环保。
第二，本发明利用高速氮气流隔绝空气的作用，能防止工件与刀具加工区域在车削过程中不被氧化，提高工件表面质量和刀具的使用寿命。
第三，利用车削过程中产生的温度，将高速氮气流喷射到工件加工表面，有可能使工件表层产生有强化表面质量作用的富氮层，提高工件加工表面的抗疲劳强度。
第四，本发明中的高速氮气流能在车削过程中代替冷却液的作用，可以实现高性能工件不用切削液的节水、节材、节能的“以车代粗磨”的绿色加工。
附图说明
图1为本发明的氮气流射硬态切削加工装置的结构示意图。
图2为高压氮气喷头、淬硬工件和超硬刀具的相对位置示意图。
图3为本发明的氮气作用于淬硬工件和超硬刀具的喷射效果图。
图4为本发明的常温氮气提取及氮气控制流程图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例1。
如图1-4所示，本实施例提供一种氮气流射硬态切削加工装置，包括切削加工机床，还包括与所述切削加工机床配合使用的氮气流射装置，其中，
所述削加工机床包括交换齿轮箱10，平行设置的主轴箱9和进给箱11，所述主轴箱9和进给箱11分别与所述交换齿轮箱10传动连接，所述主轴箱9的另一端设置有用于夹紧固定待切削加工处理的淬硬工件6的卡盘8，加工过程中，主轴箱9内部的主轴旋转过程中通过卡盘8带动所述淬硬工件6旋转；
所述进给箱11的另一端水平延伸设置有光杆1和丝杆2，还包括能够在所述丝杆2的驱动下沿所述光杆1直线平移的溜板箱3，所述溜板箱3上设置有刀架台4，该刀架台4上固定有超硬刀具5；
所述氮气流射装置包括通过管道14依次连接的制氮机12、氮气控制系统13和高压氮气喷头7，所述高压氮气喷头7固定在溜板箱3上，加工过程中，所述高压氮气喷头7喷出的氮气喷向淬硬工件6和超硬刀具5的接触加工部位，起到防氧化和渗氮的作用。
其中，所述刀架台4活动设置在溜板箱3上，加工过程中保持相对位置不变，使得安装在上面的超硬刀具5与淬硬工件6之间的距离可调节。
作为优选的，所述制氮机12为中空制氮机12，用于直接从空气中实时分离氮气，故在切削过程中不存在氮气不足的问题，即能高效的保证加工淬硬工件6的加工质量。
其中，还包括氮气压缩机，中空制氮机12从空气中分离的常温氮气，经过氮气压缩机压缩后在氮气控制系统13的控制下，通过管道14输送至高压氮气喷头7喷出。
其中，所述氮气控制系统13包括控制阀门以及流量计，所述氮气控制系统13根据流量计反馈的电信号通过控制阀门实现氮气的压强流速以及流量的控制。
其中，所述高压氮气喷头7与超硬刀具5都固定在刀架台4上，两者相对静止，使高压氮气喷头7跟随超硬刀具5同步位移，高压喷头与超硬刀具5的相对位置可在加工前根据需求进行相应调整。
实施例2。
本实施例提供一种氮气流射硬态切削加工方法，采用超硬刀具5对淬硬工件6进行切削加工的同时，将制氮机12从空气中分离出的常温氮气通过氮气控制系统13控制，经氮气流射装置的氮气高压喷头高速喷射到淬硬工件6加工表面，在切削加工的同时利用氮气对超硬刀具5和淬硬工件6进行降温、隔绝空气防氧化处理。
本发明将中空制氮机12从空气中分离出的常温安全、清洁氮气作为冷却介质，使切削过程中不用切削液，水但可起到清洁、润滑、冷却作用，而且既避免了切削液的污染环境，又避免了低温液易使超硬刀具5崩裂，同时还保护加工表面防止氧化，还有可能使氮气与工作发生氮化反应生成有益于提高工件耐磨和抗疲劳性能的富氮膜，实现了高性能淬硬工件6不用切削液的节水、节油(节能)、无污染的“以车代粗磨”的绿色加工。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种氮气流射硬态切削加工装置，包括切削加工机床，其特征在于，还包括与所述切削加工机床配合使用的氮气流射装置，其中，
所述削加工机床包括交换齿轮箱，平行设置的主轴箱和进给箱，所述主轴箱和进给箱分别与所述交换齿轮箱传动连接，所述主轴箱的另一端设置有用于夹紧固定待切削加工处理的淬硬工件的卡盘，加工过程中，主轴箱内部的主轴旋转过程中通过卡盘带动所述淬硬工件旋转；
所述进给箱的另一端水平延伸设置有光杆和丝杆，还包括能够在所述丝杆的驱动下沿所述光杆直线平移的溜板箱，所述溜板箱上设置有刀架台，该刀架台上固定有超硬刀具；
所述氮气流射装置包括通过管道依次连接的制氮机、氮气控制系统和高压氮气喷头，所述高压氮气喷头固定在溜板箱上，加工过程中，所述高压氮气喷头喷出的氮气喷向淬硬工件和超硬刀具的接触加工部位。
2.根据权利要求1所述的氮气流射硬态切削加工装置，其特征在于，所述刀架台活动设置在溜板箱上，使得安装在上面的超硬刀具与淬硬工件之间的距离可调节。
3.根据权利要求1所述的氮气流射硬态切削加工装置，其特征在于，所述制氮机为中空制氮机，用于直接从空气中分离氮气。
4.根据权利要求3所述的氮气流射硬态切削加工装置，其特征在于，还包括氮气压缩机，中空制氮机从空气中分离的氮气，经过氮气压缩机压缩后在氮气控制系统的控制下，通过管道输送至高压氮气喷头喷出。
5.根据权利要求1所述的氮气流射硬态切削加工装置，其特征在于，所述氮气控制系统包括控制阀门以及流量计，所述氮气控制系统根据流量计反馈的电信号通过控制阀门实现氮气的压强流速以及流量的控制。
6.根据权利要求1所述的氮气流射硬态切削加工装置，其特征在于，所述高压氮气喷头与超硬刀具都固定在刀架台上，两者相对静止，使高压氮气喷头跟随超硬刀具同步位移。
7.一种氮气流射硬态切削加工方法，其特征在于，采用超硬刀具对淬硬工件进行切削加工的同时，将制氮机从空气中分离出的常温氮气通过氮气控制系统控制，经氮气流射装置的氮气高压喷头高速喷射到淬硬工件加工表面，在切削加工的同时利用氮气对超硬刀具和淬硬工件进行降温、隔绝空气防氧化处理。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810035259.8A CN108393741A (zh) | 2018-01-15 | 2018-01-15 | 一种氮气流射硬态切削加工装置及切削方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810035259.8A CN108393741A (zh) | 2018-01-15 | 2018-01-15 | 一种氮气流射硬态切削加工装置及切削方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108393741A true CN108393741A (zh) | 2018-08-14 |
Family
ID=63094846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810035259.8A Pending CN108393741A (zh) | 2018-01-15 | 2018-01-15 | 一种氮气流射硬态切削加工装置及切削方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108393741A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110653622A (zh) * | 2019-10-17 | 2020-01-07 | 刘燕青 | 一种中央空调用冷媒管钎焊装置 |
| CN111113141A (zh) * | 2018-10-31 | 2020-05-08 | 舒能数控机床有限公司 | 一种数控机床程式控制刀具自动冷却系统 |
| CN112621367A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-04-09 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种蠕墨铸铁的低温冷却加工方法 |
| CN113103016A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-07-13 | 上海航天精密机械研究所 | 适用于舱体加工的自动化生产线及生产方法 |
| CN113103053A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-07-13 | 上海航天精密机械研究所 | 适用于高速干式切削的氮气防护系统及方法、介质 |
| CN114293814A (zh) * | 2022-01-10 | 2022-04-08 | 湖南大学 | 一种稳定干磨的自适应式重混凝土墙壁拆除装置 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0911113A2 (en) * | 1997-10-20 | 1999-04-28 | Enshu Limited | A method of cutting metal and non-metal materials in a non-combustible gas atmosphere |
| CN1762653A (zh) * | 2005-10-25 | 2006-04-26 | 张昌义 | 低温氮气加工系统 |
| CN101092023A (zh) * | 2007-07-20 | 2007-12-26 | 浙江大学 | 钛合金高速切削工艺方法 |
| CN203356600U (zh) * | 2013-08-19 | 2013-12-25 | 罗锴贤 | 具有切削液喷射和收集系统的车床 |
| CN204603964U (zh) * | 2015-05-20 | 2015-09-02 | 江苏信合众泰精密机械有限公司 | 防氧化加工机床 |
| CN206069372U (zh) * | 2016-08-30 | 2017-04-05 | 重庆气体压缩机厂有限责任公司 | 一种高压制氮系统 |
| CN107186549A (zh) * | 2017-07-11 | 2017-09-22 | 吉林工程技术师范学院 | 一种数控加工设备及数控加工方法 |
| CN107335818A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-11-10 | 宿迁天成锋精机股份有限公司 | 一种高压切削液断屑冷却的数控机床 |
-
2018
- 2018-01-15 CN CN201810035259.8A patent/CN108393741A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0911113A2 (en) * | 1997-10-20 | 1999-04-28 | Enshu Limited | A method of cutting metal and non-metal materials in a non-combustible gas atmosphere |
| CN1762653A (zh) * | 2005-10-25 | 2006-04-26 | 张昌义 | 低温氮气加工系统 |
| CN101092023A (zh) * | 2007-07-20 | 2007-12-26 | 浙江大学 | 钛合金高速切削工艺方法 |
| CN203356600U (zh) * | 2013-08-19 | 2013-12-25 | 罗锴贤 | 具有切削液喷射和收集系统的车床 |
| CN204603964U (zh) * | 2015-05-20 | 2015-09-02 | 江苏信合众泰精密机械有限公司 | 防氧化加工机床 |
| CN206069372U (zh) * | 2016-08-30 | 2017-04-05 | 重庆气体压缩机厂有限责任公司 | 一种高压制氮系统 |
| CN107186549A (zh) * | 2017-07-11 | 2017-09-22 | 吉林工程技术师范学院 | 一种数控加工设备及数控加工方法 |
| CN107335818A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-11-10 | 宿迁天成锋精机股份有限公司 | 一种高压切削液断屑冷却的数控机床 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111113141A (zh) * | 2018-10-31 | 2020-05-08 | 舒能数控机床有限公司 | 一种数控机床程式控制刀具自动冷却系统 |
| CN110653622A (zh) * | 2019-10-17 | 2020-01-07 | 刘燕青 | 一种中央空调用冷媒管钎焊装置 |
| CN110653622B (zh) * | 2019-10-17 | 2021-06-11 | 江苏泰恩特环境技术有限公司 | 一种中央空调用冷媒管钎焊装置 |
| CN112621367A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-04-09 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种蠕墨铸铁的低温冷却加工方法 |
| CN113103016A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-07-13 | 上海航天精密机械研究所 | 适用于舱体加工的自动化生产线及生产方法 |
| CN113103053A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-07-13 | 上海航天精密机械研究所 | 适用于高速干式切削的氮气防护系统及方法、介质 |
| CN114293814A (zh) * | 2022-01-10 | 2022-04-08 | 湖南大学 | 一种稳定干磨的自适应式重混凝土墙壁拆除装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108393741A (zh) | 一种氮气流射硬态切削加工装置及切削方法 | |
| WO2020238282A1 (zh) | 外冷织构车刀部件及纳米流体微量润滑与微织构刀具耦合的车削工艺系统 | |
| CN103801979A (zh) | 一种干冰冷却的干式切削方法 | |
| CN204430303U (zh) | 一种内冷车刀 | |
| CN109129192B (zh) | 一种气压悬浮磨料池光整加工装置及方法 | |
| CN204053791U (zh) | 超硬磨料砂轮端面单面修整装置 | |
| CN105538054B (zh) | 一种食品刀刀刃打磨装置 | |
| CN102626904B (zh) | 超硬材料砂轮喷砂修锐方法及装置 | |
| CN104139334B (zh) | 金刚石砂轮组修整机及其使用方法 | |
| CN207806731U (zh) | 一种冷却形铣刀 | |
| CN101961877B (zh) | 多片锯机的锯片冷却除屑装置 | |
| CN206622638U (zh) | 一种高压冷却液内孔车刀 | |
| CN214519637U (zh) | 一种锥度球头铣刀的液体射流式刃口钝化装置 | |
| CN109202706A (zh) | 一种具有在线电解修整功能的磨头 | |
| CN105215858A (zh) | 一种研磨、喷砂一体机 | |
| CN206010720U (zh) | 一种玻璃基板研磨时磨轮槽清洗装置 | |
| CN103008740A (zh) | 一种钛坯表面加工方法 | |
| CN214923561U (zh) | 轴承滚道高压水射流精研加工装置 | |
| CN208895728U (zh) | 一种切削液高压雾化装置 | |
| CN107984101B (zh) | 一种调节片类陶瓷基复合材料切割的加工方法 | |
| CN201070724Y (zh) | 一种金属切削液雾化冷却设备 | |
| CN201969926U (zh) | 气动排屑装置和孔加工设备 | |
| CN206029588U (zh) | 一种应用于五金水磨机的内冷却主轴机构 | |
| CN212169839U (zh) | 一种适于风力叶片大梁板的打磨机 | |
| CN108655752B (zh) | 一种轴承套圈加工装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180814 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |