[發(fā)明專利]一種自啟動(dòng)少切削液冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410119725.2
• 申請(qǐng)日: 2014-03-27
• 公開（公告）號(hào): CN103921166A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖明;張華;江志剛;曾良才;周艷;周敏;鄢威;王賢琳;向琴;馮朝暉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B23Q11/10
• 分類號(hào): B23Q11/10
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42224
• 代理人: 李佑宏;李歡

1.一種少切削液冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括超聲波霧化單元、噴嘴霧化單元、切削熱檢測(cè)單元和電路控制模塊，其中：

所述超聲波霧化單元包括鼓風(fēng)機(jī)、給水組件和多個(gè)超聲波霧化器，其中鼓風(fēng)機(jī)和給水組件分別通過配備有控制閥的管道向超聲波霧化器輸送空氣和水，超聲波霧化器分別設(shè)置在切削加工刀具的前刀面和主后刀面區(qū)域附近，并在其內(nèi)部使得輸送至此的空氣和水執(zhí)行混合霧化后，根據(jù)電路控制模塊的指令向刀具前刀面和/或主后刀面區(qū)域噴射水汽混合物；

所述噴嘴霧化單元包括切削液容納箱、空氣壓縮機(jī)、水泵和多個(gè)霧化噴嘴，其中切削液容納箱通過配備有液體開停閥、液控單向閥和節(jié)流閥的管道向霧化噴嘴輸送切削液，空氣壓縮機(jī)和水泵分別通過配備有控制閥的管道向霧化噴嘴輸送空氣和水，霧化噴組分別設(shè)置在切削加工刀具的前刀面和主后刀面區(qū)域附近，并在其內(nèi)部使得切削液、壓縮空氣和水執(zhí)行混合霧化形成復(fù)合油霧后，根據(jù)電路控制模塊的指令向刀具前刀面和主后刀面區(qū)域噴射該復(fù)合油霧；

所述切削熱檢測(cè)單元用于對(duì)切削加工過程中刀具前刀面的實(shí)時(shí)溫度執(zhí)行檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果傳送給電路控制模塊；

所述電路控制模塊基于切削熱檢測(cè)單元所傳送的檢測(cè)溫度，同時(shí)結(jié)合預(yù)設(shè)的第一、第二和第三溫度閾值對(duì)超聲波霧化單元和噴嘴霧化單元執(zhí)行一體化控制：其中當(dāng)檢測(cè)溫度高于第一溫度閾值T₁且低于第二溫度閾值T₂時(shí)，單獨(dú)啟動(dòng)位于刀具前刀面區(qū)域附近的超聲波霧化器，對(duì)刀具的前刀面噴射水汽混合物執(zhí)行冷卻潤(rùn)滑；當(dāng)檢測(cè)溫度高于第二溫度閾值T₂且低于第三溫度閾值T₃時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)位于前刀面和主后刀面區(qū)域的超聲波霧化器，對(duì)刀具的前刀面和主后刀面噴射水汽混合物執(zhí)行冷卻潤(rùn)滑；而當(dāng)檢測(cè)溫度高于第三溫度閾值T₃時(shí)，則啟動(dòng)噴嘴霧化單元的霧化噴嘴，對(duì)刀具的前刀面和主后刀面區(qū)域噴射切削液復(fù)合油霧來執(zhí)行冷卻潤(rùn)滑。

2.如權(quán)利要求1所述的少切削液冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲波霧化單元和噴嘴霧化單元各自包括若干個(gè)霧化器和霧化噴嘴，它們搭配組合成兩組分別設(shè)置在刀具前刀面和主后刀面區(qū)域附近，并且各組內(nèi)的霧化器和霧化噴嘴彼此相對(duì)于主切削刃對(duì)稱，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)作用區(qū)域的全面覆蓋。

3.如權(quán)利要求1或2所述的少切削液冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲波霧化單元優(yōu)選還包括空氣過濾器和空氣氣壓計(jì)，由此分別用于對(duì)輸送至超聲波霧化器的空氣執(zhí)行過濾處理和氣壓監(jiān)控；所述噴嘴霧化單元還包括液體壓力計(jì)，由此用于對(duì)輸送至霧化噴嘴的切削液液壓進(jìn)行監(jiān)控。

4.如權(quán)利要求3所述的少切削液冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)，其特征在于，所述切削熱檢測(cè)單元優(yōu)選為基于熱電偶測(cè)溫方式的檢測(cè)單元。

5.如權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的少切削液冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)檢測(cè)溫度高于第三溫度閾值T₃時(shí)，所述電路控制模塊可以使位于刀具前刀面區(qū)域附近的霧化噴嘴和超聲波霧化器同時(shí)處于工作狀態(tài)，由此對(duì)前刀面噴射切削液復(fù)合油霧和水汽混合物以執(zhí)行冷卻潤(rùn)滑。

6.一種用于對(duì)如權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的少切削液冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行控制的方法，其特征在于，該方法包括下列步驟：

（a）正常啟動(dòng)機(jī)床，使用加工刀具對(duì)工件進(jìn)行切削加工，在刀具溫度上升的過程中采用切削熱檢測(cè)模塊對(duì)其前刀面溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；

（b）當(dāng)檢測(cè)溫度上升達(dá)到預(yù)設(shè)的第一溫度閾值T₁后，單獨(dú)啟動(dòng)位于刀具前刀面區(qū)域附近的超聲波霧化器，對(duì)刀具的前刀面噴射水汽混合物執(zhí)行冷卻潤(rùn)滑；而當(dāng)前刀面溫度下降低于第一溫度閾值T₁后，則停止位于刀具前刀面區(qū)域附近的超聲波霧化器；

（c）機(jī)床繼續(xù)工作，當(dāng)檢測(cè)溫度上升達(dá)到預(yù)設(shè)的第二溫度閾值T₂后，同時(shí)啟動(dòng)位于前刀面和主后刀面區(qū)域的超聲波霧化器，對(duì)刀具的前刀面和主后刀面區(qū)域噴射水汽混合物執(zhí)行冷卻潤(rùn)滑；而當(dāng)前刀面溫度開始下降至第一溫度閾值T₁后，則重復(fù)執(zhí)行以上步驟（b）；

（d）機(jī)床繼續(xù)工作，當(dāng)檢測(cè)溫度上升達(dá)到預(yù)設(shè)的第三溫度閾值T₃后，啟動(dòng)噴嘴霧化單元的霧化噴嘴，對(duì)刀具的前刀面和主后刀面區(qū)域噴射切削液復(fù)合油霧來執(zhí)行冷卻潤(rùn)滑；而當(dāng)前刀面開始下降至第二溫度閾值T₂后，則重復(fù)執(zhí)行以上步驟（c）。