[發明專利]一種應用于深孔加工的數控機床高壓主軸內冷系統

在審

• 申請號: 201510909091.5
• 申請日: 2015-12-10
• 公開（公告）號: CN105397562A
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發明（設計）人: 王庭;吳林仙;王家磊
• 申請（專利權）人: 寧波海天精工股份有限公司
• 主分類號: B23Q11/10
• 分類號: B23Q11/10
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 謝瀟

技術領域

本發明涉及一種加工中心配件，具體是一種應用于深孔加工的數控機床高壓主軸內冷系統。

背景技術

深孔加工是一種特殊的機械加工，加工的深孔的長徑比在10以上，例如汽車發動機、柴油機、酒瓶模具等領域，往往有大量零部件需要經過深孔加工。在加工深孔時，對于直徑越細小、深度越深的孔，鉆孔時需要壓力很高的冷卻潤滑液來冷卻鉆頭和碎斷鉆削。冷卻壓力如果達不到要求，會使冷卻效果變差，降低完成孔的表面精度，并且會縮短鉆頭的使用壽命，甚至在使用過程中出現鉆頭折斷的現象。國內外最新研究表明，對于深孔加工的冷卻，在冷卻潤滑液的壓力低于7MPa時，冷卻液在切削刀刃的前端會產生汽化并形成汽泡，形成的汽泡將阻礙熱的傳導，使冷卻效果變差；當采用壓力大于7MPa的冷卻潤滑液時，可以有效消除這種汽泡，使冷卻液直接噴到切削部位。但現有的主軸內冷系統難以滿足深孔加工的冷卻及潤滑需要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術的不足，提供一種冷卻效果好的應用于深孔加工的數控機床高壓主軸內冷系統。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種應用于深孔加工的數控機床高壓主軸內冷系統，包括相連通的一級過濾機構、二級過濾結構和三級過濾機構，所述的一級過濾機構的入口與機床排屑槽相連通，所述的三級過濾機構的出口與一高壓泵組的入口相連通，所述的高壓泵組的出口連接有旋轉接頭，所述的旋轉接頭安裝在機床主軸尾部，所述的旋轉接頭用于向深孔加工刀具提供來自所述的高壓泵組的壓力在7MPa以上的高壓切削液，經深孔加工刀具噴出的切削液由所述的機床排屑槽收集。

本發明的高壓主軸內冷系統安裝使用后，來自機床排屑槽的含有大量細小鐵屑的切削液先后經過一級過濾機構、二級過濾結構和三級過濾機構的層層過濾凈化，再進入高壓泵組，由高壓泵組增壓至7MPa以上，最終通過安裝于機床主軸尾部的旋轉接頭輸送給深孔加工刀具，即由旋轉接頭將高壓切削液從靜態系統輸送至動態旋轉系統，從而最大限度滿足深孔加工的冷卻及潤滑需要，確保加工的深孔的表面精度，經深孔加工刀具噴出的切削液由機床排屑槽收集，完成一整個循環。

所述的一級過濾機構包括一級水箱及設置在所述的一級水箱內的過濾網板和過濾隔板組，所述的過濾網板貫穿所述的一級水箱的高度方向設置，所述的過濾網板將所述的一級水箱分隔為相連通的第一腔室和第二腔室，所述的一級水箱的入口設置于所述的第一腔室的周壁，所述的一級水箱的出口設置于所述的第二腔室的周壁，所述的機床排屑槽與所述的一級水箱的入口相連通，所述的過濾隔板組設置在所述的第二腔室內，所述的過濾隔板組包括多個固定于所述的第二腔室頂壁的上隔板和多個固定于所述的第二腔室底壁的下隔板，每個所述的上隔板和每個所述的下隔板依次交替并間隔設置，多個所述的上隔板的底端與所述的第二腔室的底壁之間設有第一間隙，多個所述的下隔板的頂端與所述的第二腔室的頂壁之間設有第二間隙。深孔加工過程中產生的鐵屑較細，接近磨床產生的鐵屑大小，并且量較大。大量鐵屑隨切削液一起，首先經過過濾網板被初次過濾掉，初次過濾的較大鐵屑被收集在第一腔室內；之后切削液進入第二腔室，由過濾隔板組進行再次過濾，多個上隔板和多個下隔板構成隔板式過濾結構，切削液經過依次交替并間隔設置的上隔板和下隔板逐層漫過過濾隔板組，該逐層漫過過濾隔板組的過程同時也是鐵屑的自然逐級沉淀過程，使切削液得到進一步的過濾和凈化。

所述的過濾網板包括雙層過濾網板，即第一級過濾網板和第二級過濾網板，所述的第一級過濾網板的網孔的目數為30～50目，所述的第二級過濾網板的目數為10～28目。雙層過濾網板的設計，使切削液在初次過濾時即得到逐級過濾，過濾效果更好。

所述的二級過濾機構包括磁輥紙帶過濾機和二級水箱，所述的磁輥紙帶過濾機的出口與所述的二級水箱的入口相連通，所述的磁輥紙帶過濾機的入口與所述的一級水箱的出口相連通，使用時，來自一級水箱的切削液經所述的磁輥紙帶過濾機過濾后，在重力作用下流入所述的二級水箱。一級過濾機構雖可過濾掉較多鐵屑，但仍無法過濾掉剩余的更細小鐵屑，因此本系統增加磁輥紙帶過濾機來進行更細的過濾。當切削液離開一級水箱進入二級水箱前，首先經過磁輥紙帶過濾機的帶磁性的輥子吸附其中混入的細小鐵屑，然后切削液再流到磁輥紙帶過濾機的棉紙上，由棉紙將細小的鐵屑過濾出來，之后過濾好的切削液在重力作用下流入二級水箱。經過上述二級過濾機構的過濾，切削液達到較高的凈化程度，可大幅減少后續三級過濾機構的過濾難度。磁輥紙帶過濾機可選自市售產品。