[發明專利]一種納米流體油膜水滴靜電可控射流切削方法及裝置

有效

• 申請號: 201710149713.8
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN106826391B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 蘇宇;陳興旺;湯正成;萬榮榮
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: B23Q11/10
• 分類號: B23Q11/10
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種納米流體油膜水滴靜電可控射流切削裝置，可調高壓靜電發生器（1）通過高壓電纜（2）與同軸噴嘴（7）相連，其特征是：同軸噴嘴（7）通過第一硅橡膠管（4）連接第一微量注射泵（3）、通過第二硅橡膠管（6）連接第二微量注射泵（5），第一微量注射泵（3）泵出的是水基納米流體，第二微量注射泵（5）泵出的是油基納米流體；同軸噴嘴（7）包括內噴嘴進料口（11）、內噴嘴（13）、外噴嘴（14）、外噴嘴進料口（15）和噴嘴出料口（16），外噴嘴（14）內部設有臺階通孔，臺階通孔的中心處同軸固定設置內噴嘴（13），內噴嘴進料口（11）同軸固定連接內噴嘴（13）進料端，內噴嘴（13）出料端和外噴嘴（14）出料端形成噴嘴出料口（16），在噴嘴出料口（16）處，外噴嘴（14）內壁和內噴嘴（13）外壁之間留有環狀空隙；外噴嘴（14）側壁上固定連接外噴嘴進料口（15），外噴嘴進料口（15）與外噴嘴（14）內部的臺階通孔相連通；第一微量注射泵（3）經第一硅橡膠管（4）連接內噴嘴進料口（11），第二微量注射泵（5）經第二硅橡膠管（6）連接外噴嘴進料口（15）；外噴嘴進料口（15）的中心軸和外噴嘴（14）、內噴嘴（13）的中心軸相垂直；外噴嘴（14）在噴嘴出料口（16）處的臺階通孔是小孔，其余部分是大孔，臺階通孔的小孔內徑為0.7～2mm，內噴嘴（13）的內徑為0.2～0.6mm。

2.一種如權利要求1所述納米流體油膜水滴靜電可控射流切削裝置的可控射流切削方法，其特征是包括以下步驟：

A、制備好水基納米流體和油基納米流體，第一微量注射泵（3）將制備好的水基納米流體泵出至內噴嘴進料口（11）送入內噴嘴（13）中，第二微量注射泵（5）將制備好的油基納米流體泵出至外噴嘴進料口（15）送入外噴嘴（14）中，

B、同時可調高壓靜電發生器（1）給同軸噴嘴（7）輸出直流負高壓，在同軸噴嘴（7）與刀具（8）、工件（9）之間建立高壓靜電場；

C、水基納米流體和油基納米流體流與帶直流負高壓的同軸噴嘴（7）直接接觸，荷上與同軸噴嘴（7）同極性的負電荷，水基納米流體從內噴嘴（13）中流出，油基納米流體從內噴嘴（13）和外噴嘴（14）之間的環狀空隙中流出，在噴嘴出料口（16）的出口處匯合形成具有核殼結構的復合液滴，輸運至切削區，帶走切削產生的熱量和對切削區潤滑。

3.根據權利要求2所述納米流體油膜水滴靜電可控射流切削裝置的可控射流切削方法，其特征是：步驟A中，水基納米流體是納米粒子分散至去離子水中形成的兩相懸浮液，油基納米流體是納米粒子分散至植物性潤滑油或酯油中形成的兩相懸浮液；納米粒子的大小在1～100nm之間，納米粒子的質量分數是0.1～1%。

4.根據權利要求2所述納米流體油膜水滴靜電可控射流切削裝置的可控射流切削方法，其特征是：步驟B中，同軸噴嘴（7）的中心軸與刀具（8）的中心軸之間的夾角α為30～40度，在同軸噴嘴（7）的中心軸方向上，噴嘴出料口（16）至刀具（8）表面之間的噴射距離為20～30mm。

5.根據權利要求2所述納米流體油膜水滴靜電可控射流切削裝置的可控射流切削方法，其特征是：步驟B中，可調高壓靜電發生器（1）輸出的直流負高壓的電壓范圍為0～-30kV，向同軸噴嘴（7）供給的電壓為-4～-12kV。