CN111922779A - 一种适用于SiCp/Al复合材料切削加工的低温微量润滑双喷头装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及SiCp/Al复合材料切削过程中双喷头雾化技术领域，特别是涉及一种适用于SiCp/Al复合材料切削加工的低温微量润滑双喷头装置；该装置由混合器、绕折管、两个完全相同的喷头组成；混合器上端盖包括进液口、进油口和依次连接的冷风通道、冷风腔体；冷风腔体外壁与混合器外腔内壁形成环形油液通道；冷风腔体末端装配混合盘，混合盘与冷风腔体外壁形成环形流道；环形流道、冷风腔体与混合器下端盖上表面相通；绕折管两侧与混合器下端盖、双喷头螺纹连接，并加装密封垫进行密封；喷头由喷嘴连接件、雾化喷嘴组成；本发明解决了在切削SiCp/Al复合材料时无法对刀具前、后刀面同时喷洒冷却液，切削液与切削油不能均匀混合以及油、液利用率低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及SiCp/Al复合材料切削过程中双喷头雾化技术领域，特别是涉及一种适用于SiCp/Al复合材料切削加工的低温微量润滑双喷头装置。
背景技术
SiCp/Al复合材料作为典型的非均质材料，SiC颗粒的存在使切削SiCp/Al复合材料时刀具磨损状况更复杂，除了后刀面磨损，含有SiC颗粒的已加工表面也会对副后刀面产生剧烈摩擦（两相磨损），且未能及时排出切削区脱落的SiC颗粒还会滞留在两表面之间，导致刀具表面受到严重刻划（三相磨损），两相磨损和三相磨损共同造成了副后刀面边界磨损；由于副后刀面直接与已加工表面接触，该区域磨损状态会严重影响已加工表面质量；低温微量润滑技术具有良好的冷却、润滑效果且高压高速的冷风对切屑和脱落的SiC颗粒具有良好的冲刷效果，对副后刀面边界磨损、后刀面磨损具有良好的改善效果；在工业生产中应用低温微量润滑技术时，现有的单喷嘴设备无法对前刀面与后刀面同时喷洒冷却液且部分喷射装置还难以将切削液、切削油均匀混合，导致使用非常不便；这些缺点在很大程度上限制了低温微量润滑技术在SiCp/Al复合材料方面的应用；在此背景下，提出了一种适用于SiCp/Al复合材料切削加工的低温微量润滑双喷头装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：在低温微量润滑条件下，对SiCp/Al复合材料进行切削加工时，现有的单喷嘴设备无法对前刀面与后刀面同时喷洒冷却液；切削油、切削液不能均匀混合以及油、液利用率低；为解决上述缺陷，本发明提供一种适用于SiCp/Al复合材料切削加工的低温微量润滑双喷头装置。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种适用于SiCp/Al复合材料切削加工的低温微量润滑双喷头装置，实现将切削油、切削液、高压高速低温冷风充分混合并对前刀面与后刀面同时喷洒冷却液；该装置由混合器、绕折管、两个完全相同的喷头组成；混合器外腔为空心圆柱状，两侧分别与混合器上端盖、混合器下端盖螺纹连接；混合器上端盖设置进液口、进油口和依次连接的冷风通道、冷风腔体；冷风腔体外壁与混合器外腔内壁形成环形油液通道可传输切削油、切削液；冷风腔体末端装配混合盘，混合盘与冷风腔体外壁形成环形流道，同时混合盘与混合器外腔内壁为过渡配合，使进入的油、液在环形流道实现混合；环形流道、冷风腔体与混合器下端盖上表面相通；混合器下端盖上表面为弧面，便于高压高速冷风与切削油、切削液进一步混合；混合后的气、油、液通过混合液阶梯口进入绕折管，经绕折管输送至两个完全相同的喷头；喷头由喷嘴连接件、雾化喷嘴组成，且雾化喷嘴出口处均设置网眼直径为0.5mm的过滤网，在高压高速冷风的作用下，切削油、切削液经过雾化喷嘴后瞬间变成雾状颗粒，实现对刀具前、后刀面均匀喷洒雾化颗粒。
本发明的有益效果
本发明是一种适用于SiCp/Al复合材料切削加工的低温微量润滑双喷头装置，节约了在低温微量润滑环境下切削该材料时单独设立两套喷射装置的成本；易于安装，操作简单且安全；混合器可以使切削液、切削油、高压高速低温冷风充分混合；双喷头可以对刀具前、后刀面同时喷洒雾化颗粒，及时将SiC颗粒冲刷出切削区、降低SiCp/Al复合材料在切削加工中的切削热并在刀－屑和刀－工件接触面形成润滑膜，延长刀具寿命，提高加工表面质量；该装置可以配合其他设备使用，通过液压开关与气压开关，容易调节气压和液压的大小以便满足实际加工需要；混合器上端盖、混合器外腔、混合器下端盖、混合盘、垫块均采用热传导系数低的材料制造，同时冷风腔体外壁与混合器外腔内壁构成双层结构，因此混合器兼具良好的保温效果。
附图说明
图1是整体结构装配三维图。
图2是混合器与绕折管装配主剖面图。
图3是混合器与绕折管装配左剖面图。
图4是混合器上端盖、垫块、混合盘装配三维图。
图5是混合盘三维图。
图6是双喷头与绕折管装配局部剖面图。
图7是雾化喷嘴主视图。
附图标记包括：
（1）混合器上端盖，（3）混合器外腔，（9）混合器下端盖，（13）进油口，（14）进液口，（11）油液通道，（4）混合盘，（21）圆弧槽口，（6）垫块，（5）螺钉，（15）环形流道，（2）冷风通道，（12）冷风腔体，（10）混合液阶梯口，（8）绕折管，（7）密封垫，（16）喷嘴连接件，（17）雾化喷嘴，（20）过滤网
本发明的工作原理是：切削油与切削液分别由进油口（13）、进液口（14）进入油液通道（11），通过环形流道（15）实现油、液混合后到达混合器下端盖（9）上表面；高压高速冷风通过冷风通道（2）进入冷风腔体（12），与切削油、切削液在混合器下端盖（9）上表面进一步混合后通过混合液阶梯口（10）进入绕折管（8），经过绕折管输送至两个完全相同的喷头（19），在高压高速冷风的冲击下，切削液和切削油经过雾化喷嘴（17）瞬间变成雾状颗粒，均匀喷洒到刀具的前、后刀面，及时将SiC颗粒冲刷出切削区，降低SiCp/Al复合材料在切削加工中的切削热并在刀－屑和刀－工件接触面形成润滑膜。
具体实施方式
现在结合附图对本发明进一步详细的说明,这些附图均为简化的示意图，仅以示意的方式说明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
本发明为一种适用于SiCp/Al复合材料切削加工的低温微量润滑双喷头装置，该装置由混合器（18）、绕折管（8）、两个完全相同的喷头（19）组成；混合器外腔（3）为空心圆柱状，两侧与混合器上端盖（1）、混合器下端盖（9）螺纹连接，装配时通过缠绕生胶带，确保其良好的气密性；混合器上端盖（1）设置进油口（13）、进液口（14）和依次连接的冷风通道（2）、冷风腔体（12），冷风通道（2）与冷风腔体（12）贯通；冷风腔体外壁（12）与混合器外腔内壁（3）形成环形油液通道（11）可传输切削油、切削液；冷风腔体（12）末端装配混合盘（4）、2个周向均匀分布的6mm厚垫块（6），且混合盘开通一个宽度为3.5mm的圆弧槽口（21），通过螺钉（5）将三者固定；装配后的混合盘（4）与冷风腔体外壁（12）形成环形流道（15），同时混合盘（4）与混合器外腔内壁（3）为过渡配合，确保进入的油、液在环形流道（15）实现混合；混合后的油、液通过圆弧槽口（21）到达混合器下端盖（9）上表面与高压高速冷风接触；混合器下端盖（9）上表面为弧面，便于高压高速冷风与油、液进一步充分混合，且可以有效降低高压高速冷风在混合器下端盖（9）产生的冲击振动；混合器上端盖（1）、混合器外腔（3）、混合器下端盖（9）、混合盘（4）、垫块（6）均采用热传导系数低的材料制造，同时冷风腔体（12）与混合器外腔（3）组成双层结构，因此混合器兼具良好的保温效果。
绕折管（8）两侧与混合器下端盖（9）、喷嘴连接件（16）螺纹连接，并加装密封垫（7）进行密封；高压高速的冷风与油、液在混合器下端盖（9）充分混合后，通过绕折管（8）将混合好的气、油、液分别输送至两个喷嘴连接件（16）；雾化喷嘴（17）与喷嘴连接件（16）采用55°密封管螺纹连接，且雾化喷嘴（17）出口处设置网眼直径为0.5mm的过滤网（20），在高压高速冷风的作用下，切削油、切削液经过雾化喷嘴（17）后瞬间雾化成雾状颗粒，均匀喷洒在刀具的前、后刀面，及时将SiC颗粒冲刷出切削区，降低SiCp/Al复合材料在切削加工中的切削热并在刀－屑和刀－工件接触面形成润滑膜；在实际加工中可根据不同刀具的需要，通过调整挠性优良的绕折管（8）使双喷头分别对准刀具前、后刀面。
以上所述依据本发明的思想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的人员完全可以在不偏离本项发明技术的思想范围内，进行多样的变更及修改。本项发明的技术范围不局限与说明书上的内容，必须要根据权利要求的范围来确定其技术范围。
Claims (6)
1.一种适用于SiCp/Al复合材料切削加工的低温微量润滑双喷头装置，其特征在于：该装置包括混合器上端盖、混合器外腔、混合器下端盖、混合盘、垫块、螺钉、绕折管、密封垫、喷嘴连接件、雾化喷嘴。
2.根据权利要求1所述一种适用于SiCp/Al复合材料切削加工的低温微量润滑双喷头装置，其特征在于：混合器上端盖设置进液口、进油口、冷风通道、冷风腔体，冷风通道与冷风腔体贯通；冷风腔体末端装配混合盘、两个周向均匀分布的垫块，其垫块厚度为6mm，通过螺钉将三者固定，装配后混合盘与冷风腔体外壁形成环形流道。
3.根据权利要求1所述一种适用于SiCp/Al复合材料切削加工的低温微量润滑双喷头装置，其特征在于：混合盘与混合器外腔内壁为过渡配合，且混合盘开通一个宽度为3.5mm的圆弧槽口。
4.根据权利要求1所述一种适用于SiCp/Al复合材料切削加工的低温微量润滑双喷头装置，其特征在于：混合器下端盖上表面为弧面，并设置两个直径相同的混合液阶梯口。
5.根据权利要求1所述一种适用于SiCp/Al复合材料切削加工的低温微量润滑双喷头装置，其特征在于：双喷头均由喷嘴连接件、雾化喷嘴组成。
6.根据权利要求1所述一种适用于SiCp/Al复合材料切削加工的低温微量润滑双喷头装置，其特征在于：混合器上端盖、混合器外腔、混合器下端盖、混合盘、垫块均采用热传导系数低的材料制造。
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