CN114434206B - 用于数控机床的层流控屑冷却组件及含该组件的数控机床 - Google Patents

用于数控机床的层流控屑冷却组件及含该组件的数控机床 Download PDF

Info

Publication number
CN114434206B
CN114434206B CN202210248025.8A CN202210248025A CN114434206B CN 114434206 B CN114434206 B CN 114434206B CN 202210248025 A CN202210248025 A CN 202210248025A CN 114434206 B CN114434206 B CN 114434206B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cooling assembly
laminar
nozzle
chip
machine tool
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.)
Active
Application number
CN202210248025.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114434206A (zh
Inventor
李泉波
王森
刘助立
刘法龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huishitong Medical Equipment Co ltd
Original Assignee
Huishitong Medical Equipment Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huishitong Medical Equipment Co ltd filed Critical Huishitong Medical Equipment Co ltd
Priority to CN202210248025.8A priority Critical patent/CN114434206B/zh
Priority to PCT/CN2022/081983 priority patent/WO2023173447A1/zh
Publication of CN114434206A publication Critical patent/CN114434206A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114434206B publication Critical patent/CN114434206B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q11/00Accessories 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
    • B23Q11/0042Devices for removing chips
    • B23Q11/005Devices for removing chips by blowing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q11/00Accessories 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
    • B23Q11/10Arrangements for cooling or lubricating tools or work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q7/00Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q7/00Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
    • B23Q7/04Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting by means of grippers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)

Abstract

本公开涉及一种用于数控机床的层流控屑冷却组件及含该组件的数控机床。层流控屑冷却组件包括:用于喷射气体的多个第一喷嘴和用于喷射液体的多个第二喷嘴,多个第一喷嘴和多个第二喷嘴彼此平行延伸并且以间隔错排的方式布置,使得每个第二喷嘴被多个第一喷嘴包围。多个第一喷嘴喷射的气体产生层流流动,并且多个第二喷嘴喷射的液体被多个第一喷嘴喷射的气体所卷带、与其混合并雾化而形成具有预定方向的层流喷雾。借助于层流喷雾具有稳定流向的特性,本公开的层流控屑冷却组件可以使加工过程中形成的碎屑在层流喷雾的作用下沿预定的方向移动或飘移,从而不会缠绕聚集在正在加工的零件上、工装上、或刀具上,并因此实现了碎屑的自动清理。

Description

用于数控机床的层流控屑冷却组件及含该组件的数控机床
技术领域
本公开总体上涉及数控机床的技术领域。更特别地,本公开涉及一种用于数控机床的层流控屑冷却组件、以及包含该层流控屑冷却组件的数控机床。
背景技术
在利用车床进行零件加工时,如何清理在加工中所产生的碎屑(比如,车削过程中形成的切屑)一直是困扰本技术领域人员的技术难题。在人工操作车床进行零件加工时,操作者通常在加工完成后采用气枪对加工好的零件进行吹扫以清理碎屑,然后再加工下一个零件。
在利用数控机床(比如,数控车床)进行零件的连续加工时,在清理碎屑的过程中控制碎屑的流向尤为重要。统一碎屑的流向可以减小对数控机床的连续加工的干扰,并同时使碎屑的自动清理变得可行和有效。
然后,发明人在实践中发现,目前在清理碎屑中所经常使用的普通气枪以及用于喷射切削液以对机床的刀具和正在加工的零件进行冷却的切削液喷嘴所喷射出的流体无法有效地控制碎屑的流向,导致将流体喷射到零件的加工部位后,碎屑的飘移或运动方向非常随机、且会发生碎缠绕在零件上、夹具上或刀具上的情况,从而导致无法进行碎屑的自动清理或者给碎屑的自动清理带来很大的不便。
因此,存在着对现有的数控机床进行改进的需求。
发明内容
本公开的目的是解决上述问题以及本技术领域中所存在的其他问题中的一个或多个,并实现额外的优点。
在本公开的第一方面,提供了一种用于数控机床的层流控屑冷却组件。所述层流控屑冷却组件包括:用于喷射气体的多个第一喷嘴和用于喷射液体的多个第二喷嘴,所述多个第一喷嘴和所述多个第二喷嘴彼此平行地延伸并且以间隔错排的方式布置,使得每个第二喷嘴被多个第一喷嘴所包围。所述层流控屑冷却组件构造成使得所述多个第一喷嘴喷射的气体产生层流流动,并且所述多个第二喷嘴喷射的液体被所述多个第一喷嘴喷射的气体所卷带、与其混合并雾化而形成具有预定方向的层流喷雾。
根据本公开的一个实施例,每个第二喷嘴的内径小于每个第一喷嘴的内径。
根据本公开的一个实施例,所述第一喷嘴的内径在0.3mm至0.6mm之间,而所述第二喷嘴的内径在0.2mm至0.4mm之间。
根据本公开的一个实施例,所述层流控屑冷却组件中的任意两个喷嘴的中心之间的距离在0.8mm至2.3mm之间。
根据本公开的一个实施例,所述第一喷嘴21的进气压力在0.4至0.9MPa之间,而所述第二喷嘴22的进液压力在0.2至1.2MPa之间。
根据本公开的一个实施例,所述第一喷嘴的气体喷射速率在15m/s至60m/s之间。
根据本公开的一个实施例,用于喷射液体的所述第二喷嘴的喷口相对于用于喷射气体的所述第一喷嘴的喷口的距离差在-5mm和+3mm之间。
根据本公开的一个实施例,每个第一喷嘴由第一喷射管道形成,而每个第二喷嘴由第二喷射管道形成,并且其中,所述第一喷射管道和所述第二喷射管道构造成由集束元件集束在一起。
根据本公开的一个实施例,所述第一喷嘴和所述第二喷嘴构造为形成在一体部件中的多个通孔,所述多个通孔彼此平行地延伸。
根据本公开的一个实施例,所述层流控屑冷却组件还包括用于输送气体的第一输送管道和用于输送液体的第二输送管道。
根据本公开的一个实施例,所述第一输送管道的内径在8mm至12mm之间,并且所述第二输送管道的内径等于或小于所述第一输送管道的内径。
根据本公开的一个实施例,所述层流控屑冷却组件设置在所述数控机床的正在加工的零件附近,以便以预定的方向向正在加工的零件喷射层流喷雾。
根据本公开的一个实施例,所述层流控屑冷却组件构造成与所述零件的加工部位同步移动。
根据本公开的一个实施例,所述层流控屑冷却组件安装在所述数控机床的用于安装刀具的刀塔上,以与所述数控机床的刀具同步移动而实现与所述零件的加工部位同步移动。
在本公开的第二方面,提供了一种数控机床。所述数控机床包括根据本公开的任意一个实施例的层流控屑冷却组件。
根据本公开的一个实施例,所述层流控屑冷却组件设置在所述数控机床的正在加工的零件的正面上前方并使其喷嘴以预定的角度朝向所述正在加工的零件的加工部位,以便以预定的方向将层流喷雾喷向所述正在加工的零件的加工部位。
根据本公开的一个实施例,所述数控机床包括机床本体和上下料系统。
根据本公开的一个实施例,所述上下料系统包括用于容纳待加工零件的上料仓、用于容纳已加工零件的下料仓、以及用于上下料的协作机器人。
根据本公开的一个实施例,所述协作机器人是多自由度机器人,并且包括用于夹持零件的一个或多个夹持组件。
根据本公开的一个实施例,所述协作机器人包括吹气部件,所述吹气部件用于在将已加工零件从所述数控机床的机床本体转运至所述下料仓之前吹扫所述已加工零件。
要注意的是,针对一个实施例描述的本公开的各方面可以被包含到其它不同的实施例中,尽管没有针对所述其它不同的实施例进行具体描述。换言之,可以以任何方式和/或组合来组合所有实施例和/或组合任意实施例的特征,只要它们不相互矛盾即可。
附图说明
在结合附图阅读下文的具体实施方式后,将更好地理解本公开的多个方面,在附图中:
图1是根据本公开的一个实施例的数控机床的透视图,其包括根据本公开的一个实施例的层流控屑冷却组件;
图2是图1所示的数控机床的局部放大图;
图3是根据本公开的一个实施例的层流控屑冷却组件的透视图;
图4是图3所示的层流控屑冷却组件的正视图;
图5是根据本公开的另一个实施例的数控机床的透视图,其包括自动上下料系统以及根据本公开的一个实施例的层流控屑冷却组件;
图6是图5所示的数控机床的俯视图;
图7和图8是图5所示的数控机床的自动上下料系统的上下料机器人的透视图。
应当理解的是,在所有附图中,相同的附图标记表示相同的元件。在附图中,清楚起见,某些特征的尺寸可以改变而未按比例绘制。
具体实施方式
以下将参照附图描述本公开,其中的附图示出了本公开的若干实施例。然而应当理解的是,本公开可以以多种不同的方式呈现出来,并不局限于下文描述的实施例;事实上,下文描述的实施例旨在使本公开的公开内容更为完整,并向本领域技术人员充分说明本公开的保护范围。还应当理解的是,本文公开的实施例能够以各种方式进行组合,从而提供更多额外的实施例。
应当理解的是,说明书中的用辞仅用于描述特定的实施例,并不旨在限定本公开。说明书使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)除非另外定义,均具有本领域技术人员通常理解的含义。为简明和/或清楚起见,公知的功能或结构可以不再详细说明。
说明书使用的单数形式“一”、“所述”和“该”除非清楚指明,均包含复数形式。说明书使用的用辞“包括”、“包含”和“含有”表示存在所声称的特征,但并不排斥存在一个或多个其它特征。说明书使用的用辞“和/或”包括相关列出项中的一个或多个的任意和全部组合。
在说明书中,称一个元件位于另一元件“上”、“附接”至另一元件、“连接”至另一元件、“联接”至另一元件、或“接触”另一元件等时,该元件可以直接位于另一元件上、附接至另一元件、连接至另一元件、联接至另一元件或接触另一元件,或者可以存在中间元件。
在说明书中,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于便于说明而不旨在限定。任何由“第一”、“第二”、“第三”等表示的技术特征均是可互换的。
在说明书中,诸如“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”等的空间关系用辞可以说明一个特征与另一特征在附图中的关系。应当理解的是,空间关系用辞除了包含附图所示的方位之外,还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如,在附图中的装置倒转时,原先描述为在其它特征“下方”的特征,此时可以描述为在其它特征的“上方”。装置还可以以其它方式定向(旋转90度或在其它方位),此时将相应地解释相对空间关系。
参照图1和图2,示出了根据本公开的一个实施例的数控机床10。数控机床10可以是比如数控车床。数控机床10可以包括根据本公开的层流控屑冷却组件20。层流控屑冷却组件20可以构造成在数控机床10加工零件期间以预定的方向喷射层流喷雾,以自动清理加工零件期间所产生的碎屑(比如,车削加工过程所产生的切屑)并同时对数控车床10的刀具以及正在加工的零件进行冷却。
如前文在背景技术部分所述,发明人在实践中发现,目前在清理碎屑中所经常使用的普通气枪以及用于喷射切削液以对机床的刀具和正在加工的零件进行冷却的切削液喷嘴所喷射出的流体无法有效地控制碎屑的流向,导致将流体喷射到零件的加工部位后碎屑的飘移或移动方向非常随机,从而导致无法进行碎屑的自动清理或者给碎屑的自动清理带来很大的不便。发明人经过大量研究,发现这是由于目前使用的普通气枪和切削液喷嘴喷射出的流体均呈单股紊流流动所导致的。流体的紊流流动导致碎屑的飘移或移动方向不受控制,从而无法实现碎屑的定向扫除和自动清理。鉴于此,发明人构思了根据本公开的层流控屑冷却组件20并将其构造成能够以预定的方向喷射层流喷雾。借助于层流喷雾具有稳定流向的特性,根据本公开的层流控屑冷却组件20可以使加工过程中形成的碎屑在层流喷雾的作用下沿预定的方向移动或飘移,从而不会缠绕聚集在正在加工的零件上、工装上、或刀具上,并因此实现了碎屑的自动清理。
如图1和图2所示,根据本公开的层流控屑冷却组件20可以设置在数控机床10的正在加工的零件30附近,以便以预定的方向向正在加工的零件30喷射层流喷雾。在根据本公开的一个实施例中,如图2所更清楚地示出的那样,层流控屑冷却组件20可以设置在数控机床10的正在加工的零件30的正面上前方,并且可以使其喷嘴以预定的角度朝向正在加工的零件30的加工部位,以便以预定的方向将层流喷雾喷向零件30的加工部位。在根据本公开的一个实施例中,层流控屑冷却组件20可以构造成与零件30的加工部位同步移动,以便以预定的方向将层流喷雾精确地喷向零件30的不断变化的加工部位。为此,层流控屑冷却组件20可以安装在数控机床10的用于安装刀具的刀塔(图中未示出)上,以与数控机床10的刀具同步移动而实现与零件30的加工部位的同步移动。然而,本公开不局限于此。在根据本公开的另一个实施例中,层流控屑冷却组件20可以固定地安装在其它可移动部件上,以便经由可移动部件的移动而与零件30的加工部位同步移动。在根据本公开的又一个实施例中,层流控屑冷却组件20可以可移动地安装在一固定部件(比如,水平轴)上,以便经由其自身的移动而与零件30的加工部位同步移动。可以通过数控机床10的控制系统来控制层流控屑冷却组件20的移动速度,以使其与零件30的加工部位的移动保持同步。
参照图3和图4,示出了根据本公开的层流控屑冷却组件20的一种具体结构。根据本公开的层流控屑冷却组件20可以包括用于喷射气体(比如,压缩空气)的多个第一喷嘴21和用于喷射液体(比如,切削液)的多个第二喷嘴22。所述多个第一喷嘴21和所述多个第二喷嘴22可以彼此平行地延伸。在根据本公开的一个实施例中,如图3所示,每个第一喷嘴21可以由第一喷射管道形成,而每个第二喷嘴22可以由第二喷射管道形成。第一喷射管道和第二喷射管道可以被集束元件40集束在一起而形成层流控屑冷却组件20,如图3所示。在根据本公开的另一个实施例中,第一喷嘴21和第二喷嘴22可以是形成在一体部件(比如,块状部件)中的多个通孔,所述多个通孔可以彼此平行地延伸。为了引入用于喷射的气体和液体,根据本公开的层流控屑冷却组件20还可以包括用于输送气体的第一输送管道23和用于输送液体的第二输送管道24。
在本公开中,第一喷嘴21喷射的气体(比如,压缩空气)用于引起层流流动,并且第二喷嘴22喷射的液体(比如,切削液)被第一喷嘴21喷射的气体所卷带、与其混合并雾化而形成层流喷雾。这样形成的层流喷雾不仅因具有确定的方向而能够受控地吹扫并清理零件加工过程中所形成的碎屑,而且还能够更好地冷却刀具以及正在加工的零件。
在根据本公开的一个实施例中,为了形成稳定的层流喷雾,层流控屑冷却组件20的多个第一喷嘴21和多个第二喷嘴22可以以第一喷嘴和第二喷嘴间隔错排的方式布置,如图3和图4所示的那样。具体来说,所述多个第一喷嘴21可以形成多个第一喷嘴排,所述多个第二喷嘴22可以形成多个第二喷嘴排。所述多个第二喷嘴排中的每个第二喷嘴排可以布置在两个第一喷嘴排之间,且每个第二喷嘴排中的每个第二喷嘴可以位于与其相邻的第一喷嘴排中的两个第一喷嘴之间。这样的布置使得每个第二喷嘴22均被多个第一喷嘴21所包围。发明人发现这样的布置与其它布置形式(比如顺排等)相比能够更好地形成稳定的层流喷雾。
在根据本公开的一个实施例中,第一喷嘴21的喷口和第二喷嘴22的喷口可以彼此对准而位于相同的平面中,其中,该平面垂直于第一喷嘴21和第二喷嘴22所延伸的方向。在根据本公开的另一个实施例中,第一喷嘴21的喷口和第二喷嘴22的喷口可以位于不同的平面中。如图3所示,第二喷嘴22的喷口可以相对于第一喷嘴21的喷口缩进一段距离而位于第一喷嘴21的喷口的后方。在其它实施例中,第二喷嘴22的喷口也可以相对于第一喷嘴21的喷口凸出一段距离而位于第一喷嘴21的喷口的前方。本公开的发明人通过试验发现:当用于喷射液体的第二喷嘴22的喷口相对于用于喷射气体的第一喷嘴21的喷口凸出超过3mm以上的距离时,气流的雾化效果就会变差;而当用于喷射液体的第二喷嘴22的喷口相对于用于喷射气体的第一喷嘴21的喷口缩进超过5mm以上的距离时,气流的雾化效果也会变差。换言之,发明人发现当用于喷射液体的第二喷嘴22的喷口相对于用于喷射气体的第一喷嘴21的喷口的距离差在-5mm(对应于“第二喷嘴22的喷口相对于第一喷嘴21的喷口缩进”)和+3mm(对应于“第二喷嘴22的喷口相对于第一喷嘴21的喷口凸出”)之间时,能够很好地形成稳定的层流喷雾。
在本公开中,第一喷嘴21和第二喷嘴22可以具有不同的内径。优选地,第二喷嘴22的内径可以小于第一喷嘴21的内径,因为发明人发现在这样的情况下,由第二喷嘴22喷射的液体能够更容易地被第一喷嘴21喷射的气体卷带、与其混合和雾化,从而能够更容易地形成期望的层流喷雾。在根据本公开的一个实施例中,第一喷嘴21的内径可以在0.3mm至0.6mm之间,而第二喷嘴22的内径可以在0.2mm至0.4mm之间。另外,为了更加有效地形成层流喷雾,在根据本公开的一个实施例中,任意两个相邻的喷嘴21和/或22的中心之间的距离可以在0.8mm至2.3mm之间。
在根据本公开的一个实施例中,第一喷嘴21的数量可以在40-120个之间。第二喷嘴22的数量可以根据其布置形式而跟随第一喷嘴21的数量而变化。比如,按照图3和图4所示的错排形式进行布置时,第二喷嘴22的数量可以在27-81个之间。
在根据本公开的一个实施例中,用于输送气体的第一输送管道23的内径可以设置在8mm至12mm之间。用于输送液体的第二输送管道24的内径可以与用于输送气体的第一输送管道23相同或更小。
另外,发明人发现为了更好地形成层流喷雾,可以对所喷射的气体的压力和/或流量以及所喷射的液体的压力和/或流量进行调节,以形成稳定且高速的层流喷雾。在根据本公开的一个实施例中,进入第一喷嘴21的气体压力(即:第一喷嘴21的进气压力)可以在0.4-0.9MPa之间。在根据本公开的一个实施例中,进入第二喷嘴22的液体压力(即:第二喷嘴22的进液压力)可以在0.2-1.2MPa之间。在施加进入第二喷嘴22的液体压力的操作中,以对数控机床10的刀具具有良好冷却效果为原则,尽量调低进入第二喷嘴22的液体压力。
在根据本公开的一个实施例中,当进入第一喷嘴21的气体压力在0.4-0.6MPa之间时,针对不同数量和不同内径的第一喷嘴21,测量得到的气体喷射速率在20-35m/s之间。发明人发现当气体喷射速率在20-35m/s之间时,能够形成稳定的高速层流喷雾,且这样的高速层流喷雾也能够产生最好的碎屑清理效果和刀具冷却效果。表1示出了在第一输送管道23的内径为8mm的情况下,不同数量、不同内径和不同进气压力的第一喷嘴21的气体喷射速度的实测值。
在根据本公开的其它实施例中,针对第一输送管道的内径、第一喷嘴21的内径、数量和进气压力的不同组合,第一喷嘴21的气体喷射速度可以在15-60m/s之间,以适应不同的加工工况需求。
表1第一喷嘴在不同进气压力下的气体喷射速度的实测结果
Figure BDA0003545678950000091
Figure BDA0003545678950000101
在根据本公开的实施例中,层流控屑冷却组件20的第一喷嘴21和第二喷嘴22的布置方式以及与其相关参数均经过了精心设计和大量试验。发明人发现在上文描述的布置方式下以及各种参数范围内,能够更好且更有效地形成层流喷雾、特别是高速层流喷雾,从而能够更好地实现对碎屑的受控且定向的吹扫和清理以及对刀具和正在加工的零件的有效冷却。
因此,借助于根据本公开的层流控屑冷却组件20所形成的层流喷雾,不仅能够在利用数控机床10加工零件的过程中有效地控制所形成的碎屑的流向、便于碎屑的清理并因减少了对连续加工所产生的干扰而能够保障数控机床10的连续生产,而且还能够保证数控机床10的刀具和正在加工的零件受到良好的冷却、从而提高了刀具的使用寿命和生产效率。
另外,由于根据本公开的层流控屑冷却组件20能够以受控的方向喷射层流喷雾而使得碎屑朝向预定方向运动而不是像现有技术中那样杂乱无章地运动,使得根据本公开的层流控屑冷却组件20还能够在碎屑清理过程中降低噪音并节省能量(因为与现有技术相比只需喷射较少的气体和液体)。发明人在实践中发现,根据本公开的层流控屑冷却组件20在操作过程中只需使用普通常用气枪的23%-42%的压缩空气和16%-29%的切削液用量即可满足控屑和冷却需求,从而显著节省了能量和成本。
接下来,参照图5至图8,示出了根据本公开的另一个实施例的数控机床50。数控机床50可以设置有根据本公开的层流控屑冷却组件20。与数控机床10不同的是,数控机床50除了机床本体51之外还包括上下料系统60。借助于上下料系统60,数控机床50可以实现连续的自动化生产,而根据本公开的层流控屑冷却组件20用在自动化的数控机床50上更是能够进一步提高数控机床50的生产效率。如图5和图6所示,数控机床50的上下料系统60可以包括用于容纳待加工零件的上料仓61、用于容纳已加工零件的下料仓62、以及用于上下料的协作机器人63。协作机器人63构造成受控地将待加工零件从上料仓61转运至数控机床50的机床本体51的零件夹持装置附近、并且将已加工零件从数控机床50的机床本体51的零件夹持装置转运至下料仓62。
参照图7和图8,协作机器人63可以是多自由度机器人。协作机器人63可以包括用于夹持零件的一个或多个夹持组件64。另外,协作机器人63还可以设置有吹气部件65。吹气部件65用于在将已加工零件从数控机床50的机床本体51的零件夹持装置转运至下料仓62之前吹扫已加工零件,以去除已加工零件上的碎屑等杂质。吹气部件65可以与压缩气体源流体联通。在根据本公开的一个实施例中,吹气部件65可以构造成自动地转向或设置有多个不同取向的喷嘴,以对协作机器人的不同夹持组件64所夹持的不同已加工零件进行吹扫。
上文参照附图描述了根据本公开的示例性实施例。但是,本领域技术人员应当理解,在不脱离本公开的精神和范围的情况下,能够对本公开的示例性实施例进行多种变化和改变。所有变化和改变均包含在权利要求所限定的本公开的保护范围内。本公开由所附权利要求限定,并且这些权利要求的等同物也包含在内。

Claims (20)

1.一种用于数控机床的层流控屑冷却组件,包括:用于喷射气体的多个第一喷嘴和用于喷射液体的多个第二喷嘴,所述多个第一喷嘴和所述多个第二喷嘴彼此平行地延伸并且以间隔错排的方式布置,使得每个第二喷嘴被多个第一喷嘴所包围;
其中,所述层流控屑冷却组件构造成使得所述多个第一喷嘴喷射的气体产生层流流动,并且所述多个第二喷嘴喷射的液体被所述多个第一喷嘴喷射的气体所卷带、与其混合并雾化而形成具有预定方向的层流喷雾。
2.根据权利要求1所述的层流控屑冷却组件,其中,每个第二喷嘴的内径小于每个第一喷嘴的内径。
3.根据权利要求2所述的层流控屑冷却组件,其中,所述第一喷嘴的内径在0.3mm至0.6mm之间,而所述第二喷嘴的内径在0.2mm至0.4mm之间。
4.根据权利要求3所述的层流控屑冷却组件,其中,所述层流控屑冷却组件中的任意两个喷嘴的中心之间的距离在0.8mm至2.3mm之间。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的层流控屑冷却组件,其中,所述第一喷嘴21的进气压力在0.4至0.9Mpa之间,而所述第二喷嘴22的进液压力在0.2至1.2MPa之间。
6.根据权利要求5所述的层流控屑冷却组件,其中,所述第一喷嘴的气体喷射速率在15m/s至60m/s之间。
7.根据权利要求1至4中的任意一项所述的层流控屑冷却组件,其中,用于喷射液体的所述第二喷嘴的喷口相对于用于喷射气体的所述第一喷嘴的喷口的距离差在-5mm和+3mm之间。
8.根据权利要求1至4中的任意一项所述的层流控屑冷却组件,其中,每个第一喷嘴由第一喷射管道形成,而每个第二喷嘴由第二喷射管道形成,并且其中,所述第一喷射管道和所述第二喷射管道构造成由集束元件集束在一起。
9.根据权利要求1至4中的任意一项所述的层流控屑冷却组件,其中,所述第一喷嘴和所述第二喷嘴构造为形成在一体部件中的多个通孔,所述多个通孔彼此平行地延伸。
10.根据权利要求1至4中的任意一项所述的层流控屑冷却组件,其中,所述层流控屑冷却组件还包括用于输送气体的第一输送管道和用于输送液体的第二输送管道。
11.根据权利要求10所述的层流控屑冷却组件,其中,所述第一输送管道的内径在8mm至12mm之间,并且所述第二输送管道的内径等于或小于所述第一输送管道的内径。
12.根据权利要求1至4中的任意一项所述的层流控屑冷却组件,其中,所述层流控屑冷却组件设置在所述数控机床的正在加工的零件附近,以便以预定的方向向正在加工的零件喷射层流喷雾。
13.根据权利要求12所述的层流控屑冷却组件,其中,所述层流控屑冷却组件构造成与所述零件的加工部位同步移动。
14.根据权利要求13所述的层流控屑冷却组件,其中,所述层流控屑冷却组件安装在所述数控机床的用于安装刀具的刀塔上,以与所述数控机床的刀具同步移动而实现与所述零件的加工部位同步移动。
15.一种数控机床,包括根据权利要求1至14中的任意一项所述的层流控屑冷却组件。
16.根据权利要求15所述的数控机床,其中,所述层流控屑冷却组件设置在所述数控机床的正在加工的零件的正面上前方并使其喷嘴以预定的角度朝向所述正在加工的零件的加工部位,以便以预定的方向将层流喷雾喷向所述正在加工的零件的加工部位。
17.根据权利要求15或16所述的数控机床,其中,所述数控机床包括机床本体和上下料系统。
18.根据权利要求17所述的数控机床,其中,所述上下料系统包括用于容纳待加工零件的上料仓、用于容纳已加工零件的下料仓、以及用于上下料的协作机器人。
19.根据权利要求18所述的数控机床,其中,所述协作机器人是多自由度机器人,并且包括用于夹持零件的一个或多个夹持组件。
20.根据权利要求19所述的数控机床,其中,所述协作机器人包括吹气部件,所述吹气部件用于在将已加工零件从所述数控机床的机床本体转运至所述下料仓之前吹扫所述已加工零件。
CN202210248025.8A 2022-03-14 2022-03-14 用于数控机床的层流控屑冷却组件及含该组件的数控机床 Active CN114434206B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210248025.8A CN114434206B (zh) 2022-03-14 2022-03-14 用于数控机床的层流控屑冷却组件及含该组件的数控机床
PCT/CN2022/081983 WO2023173447A1 (zh) 2022-03-14 2022-03-21 用于数控机床的层流控屑冷却组件及含该组件的数控机床

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210248025.8A CN114434206B (zh) 2022-03-14 2022-03-14 用于数控机床的层流控屑冷却组件及含该组件的数控机床

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114434206A CN114434206A (zh) 2022-05-06
CN114434206B true CN114434206B (zh) 2022-08-16

Family

ID=81359637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210248025.8A Active CN114434206B (zh) 2022-03-14 2022-03-14 用于数控机床的层流控屑冷却组件及含该组件的数控机床

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN114434206B (zh)
WO (1) WO2023173447A1 (zh)

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1493471A (en) * 1975-01-09 1977-11-30 Dual Roofing Ltd Spraying method and apparatus
AUPQ793300A0 (en) * 2000-06-02 2000-06-29 Colour Vision Systems Pty Ltd Fruit wax atomising
JP2005230799A (ja) * 2004-01-23 2005-09-02 Konica Minolta Photo Imaging Inc 塗布装置及び塗布方法
DE102006057596A1 (de) * 2006-12-06 2008-06-19 Dürr Systems GmbH Lenkluftring mit einer Ringmulde und entsprechender Glockenteller
FR2947191B1 (fr) * 2009-06-30 2012-08-24 Klipair Buse de pulverisation diphasique et appareil de nebulisation la comportant
JP6291321B2 (ja) * 2014-04-02 2018-03-14 株式会社中西製作所 二流体ノズルユニット
CN104384037B (zh) * 2014-10-28 2017-01-25 亿川科技(成都)有限责任公司 双流体雾化喷嘴
CN106269330A (zh) * 2016-09-19 2017-01-04 北京安好嘉兴科技开发有限公司 喷射装置
CN206519452U (zh) * 2017-02-05 2017-09-26 鞍钢股份有限公司 一种基于层流冷却的气雾冷却装置
CN207795422U (zh) * 2017-12-25 2018-08-31 深圳光启空间技术有限公司 喷嘴结构、喷射装置和发动机
CN209078373U (zh) * 2018-11-21 2019-07-09 广州易字机电设备有限公司 吸尘吹气喷雾一体吸尘罩
CN212578162U (zh) * 2020-03-13 2021-02-23 四川航宇腾飞电子科技有限责任公司 一种数控机床刀具冷却装置
CN212042690U (zh) * 2020-04-07 2020-12-01 基迈克材料科技(苏州)有限公司 金属靶材车加工冷却装置
CN111729770A (zh) * 2020-06-17 2020-10-02 广州大学 一种雾化喷嘴
CN212600575U (zh) * 2020-07-01 2021-02-26 山东海克数控机床有限公司 一种具有铁屑自动清理功能的数控机床

Also Published As

Publication number Publication date
CN114434206A (zh) 2022-05-06
WO2023173447A1 (zh) 2023-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1125695C (zh) 用于切削加工的机床及配套切削刀具
US20100293739A1 (en) Automatic cleaning device for machine tool
JPH10180585A (ja) 自動切屑除去装置を備えた工作機械
US8114001B2 (en) Workpiece processing plant
US8881627B2 (en) Workpiece supply/conveyance device and machine tool with the workpiece supply/conveyance device
EP2849921B1 (en) Fluid jet receptacle with rotatable inlet feed component and related fluid jet cutting system and method
JP2015024454A (ja) 工作機械の機内洗浄装置
KR100635702B1 (ko) 실린더헤드 디버링 로봇시스템
JP5181273B2 (ja) 工具交換方法と工具交換装置
CN111069965A (zh) 切屑引导装置
KR20160102888A (ko) 절삭 장치
CN114434206B (zh) 用于数控机床的层流控屑冷却组件及含该组件的数控机床
TWI675730B (zh) 切削裝置
CN110366473B (zh) 机床
KR200490042Y1 (ko) 씨엔씨 선반의 칩 제거장치
JP2010064193A (ja) 工作機械
JP2016111173A (ja) 切削装置
JP4688721B2 (ja) 工作機械
CN211135467U (zh) 一种喷涂取件机
JP2001198726A (ja) ブローチ盤の切削油剤供給装置
CN217122608U (zh) 一种用于机床加工的吹气装置和加工系统
JP2009160699A (ja) 工具交換方法と工具交換装置
JP2006052423A (ja) 機械部品等洗浄装置
JP7123729B2 (ja) ローダー
US11465183B2 (en) Cleaning apparatus and cleaning method

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant