一種金屬切削加工用低溫二氧化碳冷卻潤滑系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種金屬切削加工用低溫二氧化碳冷卻潤滑系統，包括二氧化碳輸送模塊，二氧化碳輸送模塊的輸出端設置一毛細管轉接裝置，毛細管轉接裝置通過毛細管連接貫穿一內設空腔的單管轉同心管裝置，單管轉同心管裝置包括一容納毛細管作為中心管的同心管，同心管的輸出端連接噴嘴裝置，有一壓縮氣體模塊與單管轉同心管裝置的空腔通過一管道連接。此實用新型專利技術兼具高效冷卻以及潤滑作用，而且污染較少。此實用新型專利技術用于金屬加工技術領域。

A Low Temperature Carbon Dioxide Cooling and Lubricating System for Metal Cutting

The utility model discloses a low-temperature carbon dioxide cooling and lubrication system for metal cutting, which comprises a carbon dioxide transport module, a capillary transfer device is arranged at the output end of the carbon dioxide transport module, a single tube rotating concentric tube device penetrating a built-in cavity through a capillary connection, and a single tube rotating concentric tube device including a capillary tube as a central tube. The concentric tube is connected with the nozzle device at the output end of the concentric tube. A compressed gas module is connected with the cavity of the single tube to concentric tube device through a pipeline. The utility model has the functions of high efficiency cooling and lubrication, and less pollution. The utility model is used in the field of metal processing technology.

【技術實現步驟摘要】
一種金屬切削加工用低溫二氧化碳冷卻潤滑系統
本專利技術涉及金屬加工
，特別是涉及一種金屬切削加工用低溫二氧化碳冷卻潤滑系統。
技術介紹
在傳統的切削加工過程中通常要用大量切削液，其流量高達80-100L/min。盡管切削液在冷卻、潤滑和輔助排屑中起著重要的作用，但它對資源消耗、環境和人體健康產生了一系列副作用。現今無公害、清潔化、低能耗的綠色制造已成為21世紀機械制造業的發展方向。目前常用的綠色切削技術主要為：純油霧MQL、低溫冷風(-30℃)冷卻技術、液氮(-179℃)冷卻技術、二氧化碳(-78℃)冷卻技術等等。MQL相對于液氮冷卻及二氧化碳冷卻技術具有設備簡單使用方便，以及潤滑效果佳的特點。然而，隨著難加工材料越來越廣泛的應用，以及對切削加工過程冷卻潤滑提出越來越高的要求，傳統純油霧MQL冷卻不足的特點越專利技術顯。低溫冷風切削是在加工過程中用-50至-30℃的冷風強烈沖刷加工區，從而降低刀具和工件溫度的一種切削技術。其切削系統主要由冷風發生裝置和切削加工系統組成。低溫冷風冷卻中，由于氣態介質的動能小，所以在流向切削區時易受到切削位置、工件形狀、刀具和機床部位的阻礙而改變方向。而且刀具和工件材料之間的潤滑較差，噪聲等問題也很嚴重，同時低溫氣體產生裝置也比較復雜。因此低溫冷風冷卻技術很難進行大面積推廣應用。液氮(-179℃)冷卻切削是使用低沸點介質，在壓力作用下利用液氮特性將氮氣發生裝置所生成的氮氣以液氮形式送入切削點，代替大量油劑的切削方法。液氮冷卻中，由于金屬的熱脹冷縮作用，零件的加工尺寸會產生誤差，而且液氮容易揮發，所以傳輸比較困難，而且噴嘴處溫度較低，易結成冰，堵塞噴嘴等。低溫CO2(-78℃)已被證實是一種優良的冷卻介質，且高壓狀態下的CO2與有機溶劑(各類潤滑油等)具有良好相容性，可有效實現切削加工過程中的降溫和潤滑。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種高效冷卻的金屬切削加工用低溫二氧化碳冷卻系統。本專利技術所采取的技術方案是：一種金屬切削加工用低溫二氧化碳冷卻潤滑系統，包括二氧化碳輸送模塊，二氧化碳輸送模塊的輸出端設置一毛細管轉接裝置，毛細管轉接裝置通過毛細管連接貫穿一內設空腔的單管轉同心管裝置，單管轉同心管裝置的輸出端連接一容納毛細管作為中心管的同心管，同心管的輸出端連接噴嘴裝置，有一壓縮氣體模塊與單管轉同心管裝置的空腔通過一管道連接。進一步作為本專利技術技術方案的改進，壓縮氣體模塊包括按順序安裝的氣源、過濾及壓力調節器、開關、加熱組件。進一步作為本專利技術技術方案的改進，加熱組件包括溫度控制裝置以及溫度檢測裝置。進一步作為本專利技術技術方案的改進，二氧化碳輸送模塊包括按順序安裝的液態二氧化碳源、控制開關。進一步作為本專利技術技術方案的改進，毛細管由耐冷耐高壓材料制成。進一步作為本專利技術技術方案的改進，毛細管轉接裝置到單管轉同心管裝置之間的毛細管為可拆換式階梯毛細管。進一步作為本專利技術技術方案的改進，毛細管轉接裝置的輸出端的毛細管管徑小于單管轉同心管裝置的輸入端的毛細管管徑。進一步作為本專利技術技術方案的改進，毛細管轉接裝置的輸出端與一潤滑模塊的輸出端匯合連接有一油液混合組件，油液混合組件的輸出端通過毛細管連接貫穿單管轉同心管裝置。進一步作為本專利技術技術方案的改進，潤滑模塊包括按順序安裝的潤滑劑源、油量控制器、油泵組件。進一步作為本專利技術技術方案的改進，毛細管轉接裝置的輸出端設計有第一單向閥，潤滑模塊的輸出端設計有第二單向閥。本專利技術的有益效果：此金屬切削加工用低溫二氧化碳冷卻潤滑系統，通過將液態二氧化碳在噴嘴處等焓降壓后變換成二氧化碳固體小顆粒以及低溫氣體混合物，由壓縮空氣作為推進劑攜帶二氧化碳固體小顆粒直接打擊在刀具表面進行接觸式熱交換達成降溫效果，而且還可根據實際需求向液態二氧化碳中添加潤滑劑，通過低溫二氧化碳與潤滑油組合進行冷卻潤滑，此專利技術兼具高效冷卻以及潤滑作用，而且污染較少。附圖說明下面結合附圖對本專利技術作進一步說明：圖1是本專利技術實施例的整體系統示意圖；圖2是本專利技術實施例的帶潤滑模塊的整體系統示意圖；圖3為本專利技術實施例的單管轉同心管裝置視圖；圖4為本專利技術實施例的可拆卸式階梯毛細管視圖。具體實施方式參照圖1至圖4所示，本專利技術為一種金屬切削加工用低溫二氧化碳冷卻潤滑系統，包括二氧化碳輸送模塊2，二氧化碳輸送模塊2的輸出端設置一毛細管轉接裝置3，毛細管轉接裝置3通過毛細管6連接貫穿一內設空腔41的單管轉同心管裝置4，單管轉同心管裝置4的輸出端連接一容納毛細管6作為中心管的同心管9，同心管9的輸出端連接噴嘴裝置5，有一壓縮氣體模塊1與單管轉同心管裝置4的空腔41通過一管道連接。此金屬切削加工用低溫二氧化碳冷卻潤滑系統，通過將液態二氧化碳在噴嘴裝置5處等焓降壓后變換成二氧化碳固體小顆粒以及低溫氣體混合物，由壓縮空氣作為推進劑攜帶二氧化碳固體小顆粒直接打擊在刀具表面進行接觸式熱交換達成降溫效果，而且還可根據實際需求向液態二氧化碳中添加潤滑劑，通過低溫二氧化碳與潤滑油混合進行冷卻潤滑，此專利技術兼具高效冷卻潤滑以及潤滑作用，而且污染較少。作為本專利技術優選的實施方式，壓縮氣體模塊1包括按順序安裝的壓縮氣源11、過濾及壓力調節器12、開關13、加熱組件14。壓縮氣源11提供壓縮氣體，壓縮氣體起到作為二氧化碳固體小顆粒的推進劑的作用。壓縮氣源11通過氣管連接到過濾器及帶壓力檢測裝置的過濾及壓力調節器12，再由氣管連接到開關13，然后再由氣管連接到帶溫度控制裝置以及溫度檢測裝置的加熱組件14上，加熱組件14用于加熱壓縮氣體，加熱后的壓縮氣體作為同心管9外層氣體可以防止毛細管6外壁掛霜，溫度檢測裝置用于檢測加熱組件14以防止過熱。經過加熱的壓縮氣體接入單管轉同心管裝置4后進入同心管9外層，同心管9連接到噴嘴裝置5。此金屬切削加工用低溫二氧化碳冷卻潤滑系統的原理為液態二氧化碳在噴嘴裝置5處等焓降壓后變換成二氧化碳固態小顆粒以及低溫氣體混合物，由壓縮空氣作為推進劑攜帶二氧化碳固體小顆粒直接打擊在刀具以及工件表面進行接觸式熱交換達成降溫效果。根據二氧化碳的壓焓圖發現，要得到二氧化碳小顆粒，主要有兩種方式：二氧化碳液體或者氣液二相等焓降壓成固氣兩相混合物。由實驗測得氣液二相二氧化碳轉變的固體時約占二氧化碳總量的6％左右，二液態二氧化碳轉變固體時約占二氧化碳總量的45％，由液態二氧化碳等焓降壓得到的固體較多，較為經濟實惠。作為本專利技術優選的實施方式，二氧化碳輸送模塊2包括按順序安裝的液態二氧化碳源21以及控制開關22。液態二氧化碳源21提供液態二氧化碳起到作為冷劑原料的作用。液態二氧化碳由耐高壓冷氣管連接到氣源控制開關22后，連接到毛細管轉接裝置3，之后連接到耐冷耐高壓材料制成的毛細管6，毛細管6再接入單管轉同心管裝置4后進入同心管9作為中心管，同心管9連接到噴嘴裝置5。毛細管6用于控制噴嘴裝置5處噴出的二氧化碳固體小顆粒的體積。從毛細管轉接裝置3接到單管轉同心管裝置4之間的毛細管6要做成可拆換式階梯毛細管，第一段毛細管需要比第二段毛細管的管徑小。根據流體在管中流動消耗能量導致壓降的原理，變換毛細管6的長度可用于控制管中液態二氧化碳的流速，從而控制液態二氧化碳的用量。作為本專利技術優選的實施方式，毛細管轉接裝置3的輸出端與一潤滑模塊7的輸出本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種金屬切削加工用低溫二氧化碳冷卻潤滑系統，其特征在于：包括二氧化碳輸送模塊(2)，所述二氧化碳輸送模塊(2)的輸出端設置一毛細管轉接裝置(3)，所述毛細管轉接裝置(3)通過毛細管(6)連接貫穿一內設空腔(41)的單管轉同心管裝置(4)，所述單管轉同心管裝置(4)的輸出端連接一容納毛細管(6)作為中心管的同心管(9)，所述同心管(9)的輸出端連接噴嘴裝置(5)，有一壓縮氣體模塊(1)與單管轉同心管裝置(4)的空腔(41)通過一管道連接。

【技術特征摘要】
1.一種金屬切削加工用低溫二氧化碳冷卻潤滑系統，其特征在于：包括二氧化碳輸送模塊(2)，所述二氧化碳輸送模塊(2)的輸出端設置一毛細管轉接裝置(3)，所述毛細管轉接裝置(3)通過毛細管(6)連接貫穿一內設空腔(41)的單管轉同心管裝置(4)，所述單管轉同心管裝置(4)的輸出端連接一容納毛細管(6)作為中心管的同心管(9)，所述同心管(9)的輸出端連接噴嘴裝置(5)，有一壓縮氣體模塊(1)與單管轉同心管裝置(4)的空腔(41)通過一管道連接。2.根據權利要求1所述的金屬切削加工用低溫二氧化碳冷卻潤滑系統，其特征在于：所述壓縮氣體模塊(1)包括按順序安裝的氣源(11)、過濾及壓力調節器(12)、開關(13)、加熱組件(14)。3.根據權利要求2所述的金屬切削加工用低溫二氧化碳冷卻潤滑系統，其特征在于：所述加熱組件(14)包括溫度控制裝置以及溫度檢測裝置。4.根據權利要求1所述的金屬切削加工用低溫二氧化碳冷卻潤滑系統，其特征在于：所述二氧化碳輸送模塊(2)包括按順序安裝的液態二氧化碳源(21)、控制開關(22)。5.根據權利要求1所述的金屬切削加工用低溫二氧化碳冷卻潤滑系統...

【專利技術屬性】
技術研發人員：顏炳姜，莫大卓，袁堯輝，
申請(專利權)人：廣州匯專工具有限公司，匯專科技集團股份有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東,44