[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床的智能冷卻潤滑裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210053005.5
• 申請日: 2022-01-17
• 公開（公告）號: CN114310472B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王禹林;孫從文;潘一;徐國達(dá);王楊敏;查文彬;張?jiān)娾?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: B23Q11/10
• 分類號: B23Q11/10
• 代理公司: 青島曉航專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37370
• 代理人: 王倩倩

本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床的智能冷卻潤滑裝置及方法。該裝置包括冷卻潤滑系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、密封模塊和便捷安裝模塊。其中，冷卻潤滑系統(tǒng)包括渦流冷卻部件、氣液混合部件、流量調(diào)節(jié)器、進(jìn)氣進(jìn)液開關(guān)；狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)包括顯示調(diào)節(jié)部件、溫度流量傳感器、自動控制開關(guān)；通過集成機(jī)加工冷卻裝置和潤滑裝置，將氣液混合部件的兩輸入端分別與渦流冷卻部件和流量調(diào)節(jié)器相連，利用渦流冷卻和微量潤滑原理進(jìn)行加工區(qū)域冷卻潤滑；并利用內(nèi)部安裝的溫度和流量傳感器，對溫度流量數(shù)據(jù)進(jìn)行智能監(jiān)測，并將采集的溫度流量數(shù)據(jù)通過顯示調(diào)節(jié)部件進(jìn)行實(shí)時顯示。本發(fā)明結(jié)構(gòu)新穎，操作簡單，集成度高，安裝便捷，節(jié)能環(huán)保，自動化程度高，有很高的推廣價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)床加工領(lǐng)域，具體為一種應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床的智能冷卻潤滑裝置及方法。

背景技術(shù)

數(shù)控機(jī)床是一種由機(jī)械設(shè)備和數(shù)控系統(tǒng)組成的用于加工復(fù)雜零件的高效自動化機(jī)械加工設(shè)備，是我國制造業(yè)的重要組成部分。在機(jī)械加工中，為改善刀具壽命、提升加工質(zhì)量，常常需要對加工區(qū)域進(jìn)行冷卻和潤滑。目前，在工廠實(shí)際生產(chǎn)中主要通過切削液進(jìn)行冷卻潤滑，但大量使用潤滑切削液不僅無法充分發(fā)揮切削液潤滑效果、提高生產(chǎn)成本，還會對土壤地質(zhì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，其揮發(fā)油霧也會對工人的健康形成重大威脅；而單獨(dú)使用壓縮空氣或冷卻壓縮空氣進(jìn)行輔助加工雖然環(huán)保節(jié)約，但冷卻潤滑效果不顯著。此外，實(shí)際加工中缺少對冷卻潤滑介質(zhì)的量化監(jiān)測手段，往往依靠工人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行模糊控制或只進(jìn)行開/關(guān)二元控制，這很大程度上影響了制造零件的加工精度，特別是與冷卻潤滑媒介息息相關(guān)的表面金相組織變化情況和表面硬度、殘余應(yīng)力等表層力學(xué)性能。因此，行業(yè)內(nèi)需要開發(fā)一種高效環(huán)保、可以進(jìn)行量化監(jiān)測的新型冷卻潤滑裝置。

渦流效應(yīng)指的是氣流在渦流管內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)時，經(jīng)過渦流變換分離成溫度不等的兩部分氣流，處于中心部位的氣流溫度比外層氣流低，通過分離這兩部分氣流即可在不使用額外制冷設(shè)備的情況下得到低溫氣流，目前渦流管制冷方法在世界范圍內(nèi)已應(yīng)用于多個技術(shù)領(lǐng)域。微量潤滑技術(shù)(MQL)指的是將壓縮氣體與微量的潤滑油液混合汽化后形成微米級的液滴油霧，再通過噴嘴高速噴射到機(jī)床切削區(qū)域進(jìn)行有效的冷卻和潤滑，它追求用最小量的切削液達(dá)到最佳的冷卻潤滑工況和切削效果。通過將渦流制冷效應(yīng)與微量潤滑技術(shù)有機(jī)組合，將經(jīng)過渦流制冷的低溫壓縮空氣與霧化的切削液混合后噴射到切削區(qū)域，能夠達(dá)到高效、節(jié)約的冷卻潤滑效果，是一種可以大規(guī)模替代現(xiàn)有冷卻潤滑設(shè)備的新產(chǎn)品。

中國專利公告號CN107524906B公開了一種微量潤滑裝置，該裝置利用模塊化的液體流量調(diào)節(jié)器將液體導(dǎo)管和氣體導(dǎo)管相連接，可以根據(jù)需要噴射出連續(xù)或不連續(xù)的空氣或潤滑液射流，這種微量潤滑裝置能夠充分混合壓縮空氣和潤滑液，但無法通過低溫進(jìn)一步對切削區(qū)域進(jìn)行冷卻；中國專利公告號CN109731705A公開了一種微量潤滑裝置及其使用方法，其裝置將出油口與流體控制閥連接，再將流體控制閥與氣體流量閥連接，并通過噴嘴將混合液體霧化后噴出，該方法需要通過氣泵液泵提供額外的動力，體積較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且對潤滑后的液體狀態(tài)缺乏有效的監(jiān)測方法；中國專利公告號CN108106038A公開了一種逆流型渦流管式微型制冷器，該裝置利用渦流制冷效應(yīng)通過逆流型渦流管實(shí)現(xiàn)了氣體制冷，但制冷端噴射的氣流只有制冷效果，功能單一，對切削區(qū)域的潤滑情況沒有改善作用。綜上所述，目前數(shù)控機(jī)床加工領(lǐng)域的冷卻潤滑設(shè)備均存在一定局限性，且缺乏配套設(shè)計(jì)的智能監(jiān)測設(shè)備，難以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)加工中冷卻潤滑介質(zhì)的實(shí)時定量監(jiān)測，亟需一種能夠高效冷卻潤滑、低成本、輕便易安裝、節(jié)能環(huán)保的智能冷卻潤滑裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為數(shù)控機(jī)床提供一種便攜、高效的智能冷卻潤滑裝置及方法，能夠產(chǎn)生低溫壓縮空氣并與控流的霧化潤滑切削液混合形成低溫潤滑氣霧，實(shí)現(xiàn)對切削加工區(qū)域的冷卻和潤滑；同時，需要能夠?qū)鋮s潤滑介質(zhì)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時、準(zhǔn)確的監(jiān)測和顯示，還應(yīng)兼具耗能低、成本低、輕便易安裝和清潔環(huán)保的優(yōu)勢。

為達(dá)到上述目標(biāo)，本發(fā)明的技術(shù)方案為：