CN201070724Y - 一种金属切削液雾化冷却设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属切削液雾化冷却设备；它由液气储罐、进气管、出气管、出液管、雾化器、雾化喷管组成，该设备采用雾化冷却方式，用极少的切削液而起到较好的冷却和润滑作用；主要适用于没有或无法配备加工液回流装置的大型机床，如龙门铣床、镗床、车床、钻床及磨床等设备；特别适合用于大切削量、高速切削、缓进给磨削、强力磨削等发热量大的加工场合以及加工精度要求高的高强度、高硬度合金钢材料，具有冷却润滑效果好，使切割机使用寿命延长、提高生产效果和减少环境污染等优点。

Description

一种金属切削液雾化冷却设备

技术领域：

本实用新型涉及金属切削液的加注设备技术领域，特指一种金属切削液雾化冷却设备。

背景技术：

大型金属切削机床例如：龙门铣、铣镗床、卧式车床、立式车床、钻床等切削加工时由于工件比较大，常常超出机床切削液回收装置的范围，而且在一些常用加工方法中切削液易被旋转的刀具抛出，尽管机床配有切削液循环装置，实际使用时通常仍然只能采用手工供液或干切削，另外有些机床由于本身限制无法回收切削液，也不得不采用手工供液或干切削，导致了切削加工效率与质量的下降，刀具磨损加剧，制造成本上升。

在传统金属切削过程中，为提高切削效率，提高工件的精度和降低工件表面粗糙度，延长刀具使用寿命，达到最佳的经济效果，就必须减少刀具与工件、刀具与切屑之间磨擦，及时带走切削区内因材料变形而产生的热量。要达到这些目的，一方面是通过开发改进刀具，使金属切削的加工效率得到迅速提高；另一方面采用性能优良的切削液往往可以明显提高切削效率，降低工件表面粗糙度，延长刀具使用寿命，优良切削液有如下几方面作用：冷却、清洗、润滑。然而切削液对环境的副作用及相关的费用引起了人们的广泛关注。干式切削加工是不采用任何切削液的加工，它可以从根本上消除传统湿式加工易污染环境的弊端，是一种非常有前途的切削新技术，但干式切削具有温度高、切削力大等缺点，又出现了一系列湿式加工中没有的问题，目前，干式切削技术在全球来说还很不成熟，没有任何冷却措施的干式加工还很难实现，还需要对刀具进行冷却和润滑。

实用新型内容：

本实用新型的目的，在于针对现有技术存在的不足，而提供一种金属切削液雾化冷却设备；它是介于湿式切削和纯粹干式切削之间的切削技术，该设备采用雾化冷却方式，用极少的切削液而起到较好的冷却和润滑作用。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种金属切削液雾化冷却设备，包括配有灌水口的液气储罐，液气储罐外部连接进气管，液气储罐通过出气管、出液管与雾化器连接，雾化器上连有可弯曲的雾化喷管；

其中：雾化器上连有磁性支座；进气管上连接有气压表；液气储罐的顶端设有导管、侧面设有测液位器、下端连接支座；进气管、出气管、出液管穿过导管插入液气储罐罐体内，其中出液管延伸到罐体的内底部。

该实用新型由于采用了液雾化冷却的方式，因此有如下的有益效果：

1、相对干切削，刀具寿命有效延长；

2、在没有或不宜使用切削液溢流系统时，可用它来提供冷却作用；

3、通过变化喷管的角度，切削液可以到达其他方法无法接近的地方；

4、在工件与刀具之间，切削液的流速高于溢流法，冷却效率按同体积的切削液计算，比溢流法高；

5、切削液和刀具用量小，可以有效降低成本；

6、可以看见被切削的工件；

7、有效提高加工效率和生产效率；

8、解决了干切削的排屑问题，可有效改善生产环境；

9、省去了切削液的处理费用，减少了环境污染；

10、相对干切削，工件变形小。

该设备适用于没有或无法配备加工液回流装置的大型机床，如龙门铣床、镗床、车床、钻床及磨床等设备；特别适合用于大切削量、高速切削、缓进给磨削、强力磨削等发热量大的加工场合以及加工精度要求高的高强度、高硬度合金钢材料。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图；

具体实施方式：

为了更好的理解本实用新型，现结合附图1进行详尽的阐述；

一种金属切削液雾化冷却设备，包括配有灌水口8的液气储罐5，其特征在于：液气储罐5外部连接进气管1，液气储罐5通过出气管2、出液管3与雾化器4连接，雾化器4上连有可弯曲的雾化喷管6；

其中：雾化器4上连有磁性支座7；进气管1上连接有气压表；液气储罐5的顶端设有导管11、侧面设有测液位器10、下端连接支座9；进气管1、出气管2、出液管3穿过导管11插入液气储罐5罐体内，其中出液管3延伸到罐体的内底部。

其工作原理为：从灌水口8把兑好的环保型水溶性切削液灌入水气储罐5，至容积的2/3，把进气管1接到带压力表的进气口，进气管1另一端接压缩空气源；然后把磁性支座7吸到机床合适的地方，并调节雾化喷管6以保证雾化流体喷到切削区最佳点；工作时，压缩空气进入水气储罐5，切削液流体受到压力被压进入出液管3并到达雾化器4，同时部分压缩空气通过出气管2到达雾化器4；压缩空气在雾化器4把切削液流体形成颗粒微细的水雾，并以极高的流速通过雾化喷管6喷向切削区。

本发明是利用气液两相流体的混合体以高压雾化的方式喷射到加工区，雾化的切削液及细小质点颗粒在切削区的高温作用下发生汽化相变，并吸收大量热量；压缩空气也带走大量的热量。

气液两相流体喷出时，体积骤然膨胀对外做功，消耗了内能，可使温度降低10℃左右。

切削液的润滑性也使用刀具与工件之间的摩擦和摩擦热大大减少，因而可使切削区域内的热量大幅度下降，使工件变形很小。

由于有压缩空气的作用，所产生的切屑通过重力和风力作用落入切削区域下方的收集区内，解决了干切削的排屑难题。同时，高速气流中所携带的细小的切削液雾滴容易渗透到切削接触区，改善了切削液的渗透性，降低了摩擦和摩擦热，润滑作用得以充分发挥，有效提高零件表面质量。

试验证明，常规切削液的渗透能力不强，能够被汽化的液体量很少，使润滑效果受到限制。而雾化冷却形成的两相流体，能够弥补切削液渗透能力的不足；气液两相流体喷射到切削区时，有较高的速度，动能较大，因此渗透能力较强。

此外，在气液两相射流中微量液体的尺寸很小，遇到温度较高的金属极易汽化，可从多个方面向刀具前刀面渗透；虽然射流中的液体量很少，但被汽化的部分则比连续浇注切削液时多，因而润滑效果较好。

在金属加工中切削热主要来源于金属的塑性变形，切削区的冷却过程就是固体与流体之间的传热过程；由于流体与固体分子之间的吸引力和流体粘度作用，在固体表面就有一个流体滞流层，从而增加了热阻；滞流层越厚，热阻越大，而滞流层的厚度主要取决于流体的流动性即粘度；粘度小的流体冷却效果比粘度大的流体冷却效果好。

实验表明，当机床调整到最佳状态时，每工时所消耗的切削液在50～125mL/h之间，刀具、工件和切屑都是干燥的；清洁干净的切屑还可以回收再利用，既不污染环境又可以节约资源。

Claims (5)

1.一种金属切削液雾化冷却设备，包括配有灌水口(8)的液气储罐(5)，其特征在于：液气储罐(5)外部连接进气管(1)，液气储罐(5)通过出气管(2)、出液管(3)与雾化器(4)连接，雾化器(4)上连有可弯曲的雾化喷管(6)。

2.根据权利要求1所述的一种金属切削液雾化冷却设备，其特征在于：雾化器(4)上连有磁性支座(7)。

3.根据权利要求1所述的一种金属切削液雾化冷却设备，其特征在于：进气管(1)上连接有气压表。

4.根据权利要求1所述的一种金属切削液雾化冷却设备，其特征在于：液气储罐(5)的顶端设有导管(11)、侧面设有测液位器(10)、下端连接支座(9)。

5.根据权利要求4所述的一种金属切削液雾化冷却设备，其特征在于：进气管(1)、出气管(2)、出液管(3)穿过导管(11)插入液气储罐(5)罐体内，其中出液管(3)延伸到罐体的内底部。

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