[發(fā)明專利]一種多自由度超音速微量潤(rùn)滑噴射裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110602997.8
• 申請(qǐng)日: 2021-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN113211178B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳領(lǐng);王博;郭鑫;趙武;于淼;張凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): B23Q11/10
• 分類號(hào): B23Q11/10
• 代理公司: 成都高遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51222
• 代理人: 李安霞;謝一平

本發(fā)明公開一種多自由度超音速微量潤(rùn)滑噴射裝置，包括基座、第一軸關(guān)節(jié)、機(jī)械臂第一節(jié)、第二軸關(guān)節(jié)、機(jī)械臂第二節(jié)、噴頭，所述基座、第一軸關(guān)節(jié)、機(jī)械臂第一節(jié)、第二軸關(guān)節(jié)、機(jī)械臂第二節(jié)、噴頭依次連接，基座與加工中心連接；所述機(jī)械臂第二節(jié)內(nèi)設(shè)置有渦流管，所述噴頭的側(cè)面設(shè)置有噴嘴組件，所述渦流管與噴嘴組件連通，所述噴嘴組件與噴頭滑動(dòng)連接。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)超音速霧滴，提升熱對(duì)流，加速冷卻；可實(shí)現(xiàn)噴嘴多自由度噴射，有針對(duì)性地噴射，提高切削液利用率；可以滿足不同角度的切削液地噴射；可利用自激振蕩效應(yīng)使霧滴粒徑更小，從而更好地進(jìn)入加工區(qū)域，提升潤(rùn)滑效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多自由度超音速微量潤(rùn)滑噴射裝置。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)機(jī)械加工過程中大量使用的切削液具有許多弊端，主要包括如下三個(gè)方面：第一，環(huán)境污染，切削液是機(jī)械加工行業(yè)對(duì)環(huán)境造成污染的根源；第二，能源和資源消耗，相關(guān)調(diào)查表明切削液費(fèi)用占工件總加工成本7～17％；第三，危害工人健康，目前廣泛使用的切削液或多或少都含有對(duì)人體有害的化學(xué)成分。

微量潤(rùn)滑MQL(Minimal Quantity Lubrication)技術(shù)是指在壓縮空氣中混入微量的無公害潤(rùn)滑劑代替大量切削液對(duì)切削點(diǎn)實(shí)施冷卻和潤(rùn)滑的技術(shù)。微量潤(rùn)滑(MQL)技術(shù)融合了干式切削與傳統(tǒng)濕式切削兩者的優(yōu)點(diǎn)：一方面，MQL將切削液的用量降低到微量的程度，不僅顯著降低切削液的使用成本，而且通過使用自然降解性高的合成酯類作為潤(rùn)滑劑，大幅度地降低了切削液對(duì)環(huán)境和人體的危害；另一方面，與干式切削相比，MQL由于引入了冷卻潤(rùn)滑介質(zhì)，使得切削過程的冷卻潤(rùn)滑條件大大改善，刀具、工件和切屑之間的磨損顯著減小，有助于降低切削力、切削溫度和刀具的磨損，提高了加工質(zhì)量。這種切削技術(shù)也稱為半干式切削或油氣混合潤(rùn)滑，在二十一世紀(jì)以綠色環(huán)保為主題的影響下有著很大前景，其潤(rùn)滑效果明顯，可以有效抑制刀具磨損，延長(zhǎng)刀具壽命，具有成本低、廢棄物少、環(huán)境污染小、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。

現(xiàn)有微量潤(rùn)滑技術(shù)中的潤(rùn)滑油霧的油滴顆粒的大小和聚集度對(duì)加工區(qū)刀具和工件接觸表面的潤(rùn)滑效果有影響。油滴大小的影響因素一般包括壓縮空氣的壓力、潤(rùn)滑油用量和噴嘴距離。在同等氣壓下，隨著潤(rùn)滑油用量和噴嘴距離的增加，油滴變大，速度減小。在潤(rùn)滑油用量相等時(shí)，隨著氣壓的增大，液滴變小，速度增大。因此，顆粒較大的油滴速度低，在傳輸中由于自身重力更容易發(fā)生偏離，導(dǎo)致加工區(qū)不能充分供油，影響潤(rùn)滑效果，且無法滿足不同角度的切削液地噴射，潤(rùn)滑也冷卻速度較慢，切削液利用率低，從而影響了加工效果和制造效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種多自由度超音速微量潤(rùn)滑噴射裝置，可實(shí)現(xiàn)超音速霧滴，提升熱對(duì)流，加速冷卻；可實(shí)現(xiàn)噴嘴多自由度噴射，有針對(duì)性地噴射，提高切削液利用率；可以滿足不同角度的切削液地噴射；可利用自激振蕩效應(yīng)使霧滴粒徑更小，從而更好地進(jìn)入加工區(qū)域，提升潤(rùn)滑效率。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的上述一種多自由度超音速微量潤(rùn)滑噴射裝置，包括基座、第一軸關(guān)節(jié)、機(jī)械臂第一節(jié)、第二軸關(guān)節(jié)、機(jī)械臂第二節(jié)、噴頭，所述基座、第一軸關(guān)節(jié)、機(jī)械臂第一節(jié)、第二軸關(guān)節(jié)、機(jī)械臂第二節(jié)、噴頭依次連接，基座與加工中心連接；

所述機(jī)械臂第二節(jié)內(nèi)設(shè)置有渦流管，所述噴頭的側(cè)面設(shè)置有噴嘴組件，所述渦流管與噴嘴組件連通，所述噴嘴組件與噴頭滑動(dòng)連接；

所述第一軸關(guān)節(jié)與機(jī)械臂第一節(jié)活動(dòng)連接，所述機(jī)械臂第一節(jié)與第二軸關(guān)節(jié)活動(dòng)連接，所述機(jī)械臂第二節(jié)與噴頭可拆卸連接。

優(yōu)選的，所述渦流管包括渦流管進(jìn)氣口、出氣軟管、調(diào)節(jié)閥、冷端出口、熱端出口，所述冷端出口、熱端出口位于渦流管的兩頭，所述渦流管進(jìn)氣口位于渦流管的側(cè)面，所述渦流管進(jìn)氣口貫穿機(jī)械臂第二節(jié)的側(cè)壁位于側(cè)壁外側(cè)，所述渦流管進(jìn)氣口與外部氣源管道連接，所述出氣軟管一端與熱端出口連接，出氣軟管另一端與噴頭連接，所述調(diào)節(jié)閥位于熱端出口處，調(diào)節(jié)閥與渦流管過盈配合連接。

進(jìn)一步地，所述渦流管進(jìn)氣口的外緣設(shè)置有螺紋，渦流管進(jìn)氣口與外部氣源管道螺紋連接。