[發(fā)明專利]一種噴口形式可變的二次霧化汽霧冷卻噴嘴

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910299365.1
• 申請(qǐng)日: 2019-04-15
• 公開（公告）號(hào): CN109876945A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮新敏;于闖;胡景姝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B05B7/00
• 分類號(hào): B05B7/00;B05B7/04;B05B7/10;B05B15/00;B05B13/02;B23Q11/10
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本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種噴口形式可變的二次霧化汽霧冷卻噴嘴，噴嘴整體結(jié)構(gòu)分為噴嘴前殼、噴嘴內(nèi)芯、噴嘴后殼和密封蓋四個(gè)部分，噴嘴內(nèi)芯前端的噴口孔隙板與噴嘴前殼上的噴口擋板同軸安裝，噴嘴內(nèi)芯可實(shí)現(xiàn)周向轉(zhuǎn)動(dòng)，噴嘴內(nèi)芯的內(nèi)部設(shè)計(jì)了圓形撞擊板和氣液混合室等結(jié)構(gòu)。該噴嘴能夠在汽霧冷卻系統(tǒng)工作過程中實(shí)現(xiàn)噴嘴的噴口形式的改變；此外，相比于普通噴嘴，該噴嘴增強(qiáng)了霧化效果，能夠有效的降低高溫合金加工時(shí)產(chǎn)生的高溫，減輕切屑粘刀和改善刀具磨損等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種噴口形式可變的二次霧化汽霧冷卻噴嘴，屬于汽霧冷卻加工技術(shù)領(lǐng)域，主要應(yīng)用于汽霧冷卻下高溫合金的切削加工過程中。

技術(shù)背景

科技進(jìn)步迫使機(jī)械加工工業(yè)不斷進(jìn)行技術(shù)革新，近些年來，航空航天事業(yè)的蓬勃發(fā)展帶動(dòng)材料學(xué)的不斷進(jìn)步，各種難加工材料的不斷出現(xiàn)，給機(jī)械制造行業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)。高溫合金具有良好的熱強(qiáng)性能、熱穩(wěn)定性能及熱疲勞性能，能在600-1000℃的高溫氧化氣氛和腐蝕條件下工作，常用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的渦輪葉片、渦輪盤、燃燒室、渦輪傳動(dòng)軸、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子等零件。而近些年來大量經(jīng)驗(yàn)積累表明，良好的材料性能也使高溫合金成為典型的難加工材料，在切削時(shí)常出現(xiàn)切削溫度高、切屑粘刀、刀片磨損嚴(yán)重等加工問題。針對(duì)這些問題，對(duì)高溫合金的切削加工中，采用汽霧冷卻的冷卻潤滑方法。大量實(shí)驗(yàn)研究表明汽霧冷卻能夠顯著降低高溫合金切削過程中的切削溫度，減輕刀屑粘結(jié)和改善刀具磨損問題。汽霧冷卻是是一種綠色環(huán)保的冷卻方式，相比于傳統(tǒng)切削，能大大地減少切削液的用量，實(shí)現(xiàn)高效的冷卻潤滑效果，降低切削液對(duì)環(huán)境造成的污染和對(duì)操作者健康的影響。目前，國內(nèi)外對(duì)汽霧冷卻切削技術(shù)被廣泛地應(yīng)用到鉆削、銑削、車削、磨削和鋸切等多種切削工藝當(dāng)中，加工范圍相比干式切削更加廣泛。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：對(duì)于汽霧冷卻噴霧系統(tǒng)，其噴嘴的噴口形式(噴口孔徑尺寸、形狀和數(shù)量)往往是不變的。若想改變必須在噴霧系統(tǒng)停止工作的前提下，通過重新安裝其他噴口形狀的噴嘴才能得以實(shí)現(xiàn)，而這在實(shí)際加工過程中，操作十分不便且影響加工進(jìn)度；此外，一些噴嘴的霧化效果較差，這不僅減弱了汽霧冷卻對(duì)切削加工過程的冷卻潤滑效果，也造成切削液的浪費(fèi)。為了解決汽霧冷卻系統(tǒng)工作時(shí)噴嘴的噴口形式無法改變以及噴嘴霧化效果差等問題，本發(fā)明提供了一種噴口形式可變的二次霧化汽霧冷卻噴嘴，噴嘴能夠在汽霧冷卻系統(tǒng)工作過程中實(shí)現(xiàn)噴嘴噴口形式的改變，并增強(qiáng)了噴嘴的霧化效果，能夠有效的降低切削溫度，減輕刀屑粘結(jié)和改善刀具磨損等問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種噴口形式可變的二次霧化汽霧冷卻噴嘴，其結(jié)構(gòu)主要分為4個(gè)部分：噴嘴前殼、噴嘴內(nèi)芯、噴嘴后殼和密封蓋。噴嘴前殼上的噴口擋板有3個(gè)均勻分布的扇形開口，在噴嘴內(nèi)芯的噴口孔隙板上設(shè)計(jì)有呈扇形分布的三種不同尺寸、形狀和數(shù)量的噴口孔隙，通過噴嘴內(nèi)芯的噴口孔隙板與噴嘴前殼上的噴口擋板配合轉(zhuǎn)位，即可在汽霧冷卻系統(tǒng)工作過程中實(shí)現(xiàn)噴嘴噴口三種形式的轉(zhuǎn)變；在噴嘴內(nèi)芯的內(nèi)部，有儲(chǔ)液室、液體通道、儲(chǔ)氣室、氣體通道、氣液混合室和撞擊板。液體和氣體通過各自入口分別進(jìn)入儲(chǔ)液室和儲(chǔ)氣室，液體通過液體通道在流到氣液混合室的入口時(shí)，受到氣體通道流出的高壓氣體的沖擊，使其克服了液體的表面張力，而分散成小液滴。氣體夾帶著小液滴，先后撞擊到氣液混合室內(nèi)的撞擊板和噴口孔隙板內(nèi)表面，使小液滴發(fā)生兩次碎化，體積變得更小，最后隨著高壓氣流從孔隙噴射而出，形成霧化效果較好的汽霧。

本發(fā)明的有益效果是：一種噴口形式可變的二次霧化汽霧冷卻噴嘴，能夠在汽霧冷卻系統(tǒng)工作過程中實(shí)現(xiàn)噴嘴噴口形式的改變；增強(qiáng)了噴嘴的霧化效果，有效的降低切削溫度，減輕刀屑粘結(jié)及改善刀具磨損問題；安裝方便，操作簡單，實(shí)用性強(qiáng)。

附圖說明

圖1噴口形式可變的二次霧化汽霧冷卻噴嘴爆炸圖及裝配圖。

圖2噴嘴前殼結(jié)構(gòu)圖。

圖3噴嘴內(nèi)芯結(jié)構(gòu)圖。

圖4噴嘴內(nèi)芯的噴口孔隙板放大圖。

圖5噴嘴后殼結(jié)構(gòu)圖。