專利名稱：納米粉末微量潤滑冷卻磨削裝置的制作方法
技術領域：
本實 用新型涉及一種磨削設備，即一種納米粉末微量潤滑冷卻磨削裝置。
背景技術：
磨削加工是機械制造過程中的重要工藝。在傳統的磨削加工過程中，需要大量的 磨削液。磨削液具有冷卻、潤滑、清洗、防銹、降低磨削力和改善工件表面質量等功效，可是 它也帶來許多問題，其中，最重要的是增加成本和環境污染問題。例如磨削加工時使用的 氯系磨削液，在廢液燃燒時，會產生致癌物質-二堊英，造成環境污染。磨削加工時使用水、 礦物油和添加劑制成乳化液和乳微液，具有好的散熱性和潤滑性能。但是廢液處理耗資巨 大。德國對汽車制造廠作過調查，得到的結果是工具費用只占加工成本的2-4%，但與磨 削液有關的費用，卻占成本的7-7%，是工具費用的3-5倍。機械加工中的能量消耗，主軸運 轉需要的動力約占20%，與冷卻潤滑有關的能量消耗卻占53%。這說明，隨著環保要求的 提高，傳統磨削液的廉價優勢已不存在，甚至變成影響生產發展的障礙。從環境保護的角度 看，不用磨削液的干磨削最為理想，但是干磨的發熱量大、振動大，會縮短刀具壽命、影響加 工精度和表面質量。
發明內容本實用新型的目的是提供一種在確保潤滑性能和冷卻效果的前提下，使用最小 限度的磨削液微量潤滑冷卻磨削裝置。上述目的是由以下技術方案實現的研制一種納米粉末微量潤滑冷卻磨削裝置， 其特點是在一個箱式外罩上面裝有三個儲存罐，即潤滑油儲存罐，水儲存罐和納米級粉末 儲存罐，潤滑油儲存罐的下口管路上接有潤滑油流量控制閥和潤滑油液壓泵，水儲存罐下 口上接有水流量控制閥和水液壓泵，納米級粉末儲存罐下口管路上接有粉末流量控制器和 噴砂機，三個管路分別通過潤滑油液壓泵、水液壓泵和噴砂機接箱式外罩內的混合區；在外 罩的一側，設有空氣壓縮機，空氣壓縮機的高壓氣管接入箱式外罩內的混合區；混合區經出 氣口流量控制閥伸出箱式外罩外接軟管和噴頭。所說的潤滑油儲存罐位于外罩的上方最右側，下口接輸液管，輸液管上有潤滑油 流量控制閥和潤滑油液壓泵；水儲存罐位于外罩上方中間，下口接輸液管，輸液管上有水流 量控制閥和水液壓泵；納米粉末儲存罐位于外罩上方最左側，下口接噴砂管，噴砂管上有粉 末流量控制器，下部接有噴砂機；空氣壓縮機裝在外罩左側，其空氣入口接有流量控制閥和 空氣濾清器，空氣出口分兩條管路進入外罩，其一通過高壓氣管直接進入混合區，其二通過 分流氣管控制閥后，先與納米粉末輸送管匯合，再進入混合區。所說的外罩和軟管上均安裝有磁性裝置。本實用新型的有益效果是磨削液用量極少，一般潤滑油用量不大于50ml/h，只 有傳統加工方法的1/20-1/50。納米粉末用量不大于100g/h，壓縮空氣可以起到排除磨屑 和冷卻作用。工件上附著磨削液很少，可以簡化工件清洗工序，大幅度延長清洗劑的壽命。省去冷卻循環系統，大量降低能耗。可有效減小刀具與工件、刀具與切屑之間的摩擦，防止 粘結，延長刀具壽命，提高加工表面質量。磨削效果顯著增強，其表面粗糙度和殘余應力指 標明顯優化。從而避免了現有技術的多種弊端，達到了既提高工效，又避免環境污染的目 的。
圖1是一種實施例的主視圖；圖2是這種實施例的混合區放大示意圖；圖3是這種實施例的部件噴頭示意圖；圖4是這種實施例的部件噴頭示意圖；圖5是這種實施與現有技術的粗糙度效果對比圖；圖6是這種實施與現有技術的殘余應力效果對比圖。圖中可見外罩1，潤滑油儲存罐2，水儲存罐3，納米級粉末儲存罐4，空氣壓縮機 5，空氣濾清器6，進氣控制閥7，空氣進氣口 8，粉末流量控制器9，水流量控制閥10，潤滑油 流量控制閥11，噴砂機12，水液壓泵13，潤滑油液壓泵14，分流氣管控制閥15，高壓氣管 16，混合區17，出氣口流量控制閥18，軟管19，噴頭20，高壓氣流21，潤滑油供油管22，供水 管23，納米粉末輸送管24，霧化室25。
具體實施方式
如圖1所示納米粉末微量潤滑冷卻磨削裝置的主體是一個鐵皮制成的箱式外罩 1，外罩1的上方有三個不同的儲存罐，分別是潤滑油儲存罐2、水儲存罐3和納米級粉末儲 存罐4。潤滑油儲存罐2位于外罩1的上方最右側，下口接輸液管，輸液管上有潤滑油流量 控制閥11和潤滑油液壓泵14。水儲存罐3位于外罩1上方中間，下口接輸液管，輸液管上 有水流量控制閥10和水液壓泵13 ；納米粉末儲存罐4位于外罩1上方最左側，下口接噴砂 管，噴砂管上有粉末流量控制器9，下部接有噴砂機12。三個管路分別通過潤滑油液壓泵 14、水液壓泵13和噴砂機12接箱式外罩1內的混合區17。在外罩1的一側，設有空氣壓縮機5，空氣壓縮機5的高壓氣管16接入接箱式外罩 1內的混合區17 ；如圖1所示，空氣壓縮機5裝在外罩⑴左側，其空氣入口 8接有流量控 制閥7和空氣濾清器6，空氣出口分兩條管路進入外罩1，其一通過高壓氣管16直接進入混 合區17，其二通過分流氣管控制閥15后，先與納米粉末輸送管24匯合，再進入混合區17。混合區17經出氣口流量控制閥18伸出箱式外罩1外接軟管19和噴頭20。進入 混合區17的水、潤滑油、納米粉末和高壓空氣在霧化室25混合霧化，再通過軟管19，噴頭 20輸送到磨削加工區。外罩1和軟管19上均安裝有磁性裝置，可以很方便的安裝在機床上。圖2介紹的是霧化室25的結構示意圖潤滑油，水，納米粉末分別通過供油管22、 供水管23、納米粉末輸送管24與來自高壓氣流21高壓空氣相混合，在霧化室25形成由微 小油包水油珠和懸浮的納米級粉末顆粒構成的霧狀磨削液，被高壓氣流帶入軟管19，通過 噴頭20到達磨削區。噴頭20可以有多個，其形狀可以是圖3所示的圓孔形噴頭，也可以是圖4所示的扁平口型噴頭，可根據加工區域的大小來選擇。 圖5、圖6是本裝置的納米粉末微量潤滑冷卻磨削與傳統澆注法磨削的工作質量對照圖。其中圖5是粗糙度(μπι)的對比，圖6是表面殘余應力(MPa)的對比。標A的圖 標是納米粉末微量潤滑冷卻磨削作業指標，標B的是傳統澆注法磨削的作業指標。可見，納 米粉末微量潤滑冷卻磨削比傳統冷卻磨削液的排液量成萬倍的減少，而工作質量卻顯著提
尚ο
權利要求一種含有納米粉末微量潤滑冷卻磨削裝置，其特征在于在一個箱式外罩(1)上面裝有三個儲存罐，即潤滑油儲存罐(2)，水儲存罐(3)和納米級粉末儲存罐(4)，潤滑油儲存罐(2)的下口管路上接有潤滑油流量控制閥(11)和潤滑油液壓泵(14)，水儲存罐(3)下口上接有水流量控制閥(10)和水液壓泵(13)，納米級粉末儲存罐(4)下口管路上接有粉末流量控制器(9)和噴砂機(12)，三個管路分別通過潤滑油液壓泵(14)、水液壓泵(13)和噴砂機(12)接箱式外罩(1)內的混合區(17)；在外罩(1)的一側，設有空氣壓縮機(5)，空氣壓縮機(5)的高壓氣管(16)接入接箱式外罩(1)內的混合區(17)；混合區(17)經出氣口流量控制閥(18)伸出箱式外罩(1)外接軟管(19)和噴頭(20)。
2.根據權利要求1所述的納米粉末微量潤滑冷卻磨削裝置，其特征在于所說的潤滑 油儲存罐(2)位于外罩(1)的上方最右側，下口接輸液管，輸液管上有潤滑油流量控制閥 (11)和潤滑油液壓泵(14)；水儲存罐(3)位于外罩(1)上方中間，下口接輸液管，輸液管上 有水流量控制閥(10)和水液壓泵(13)；納米粉末儲存罐⑷位于外罩⑴上方最左側，下 口接噴砂管，噴砂管上有粉末流量控制器(9)，下部接有噴砂機(12)；空氣壓縮機(5)裝在 外罩(1)左側，其空氣入口(8)接有流量控制閥(7)和空氣濾清器(6)，空氣出口分兩條管 路進入外罩(1)，其一通過高壓氣管(16)直接進入混合區(17)，其二通過分流氣管控制閥 (15)后，先與納米粉末輸送管(24)匯合，再進入混合區(17)。
3.根據權利要求1所述的納米粉末微量潤滑冷卻磨削裝置，其特征在于外罩⑴和 軟管(19)上均安裝有磁性裝置。
專利摘要本實用新型涉及一種磨削設備，即一種納米粉末微量潤滑冷卻磨削裝置。其特點是這種裝置設有潤滑油儲存罐2，水儲存罐3和納米級粉末儲存罐4，每個儲存罐下方接有流量控制閥和動力供給裝置。工作時，高壓空氣、潤滑油、水、納米粉末被輸送至混合區17進行霧化，形成納米顆粒及油包水磨削液，并通過軟管19，噴頭20輸送到磨削加工區。磨削液用量極少，一般潤滑油用量不大于50ml/h，只有傳統加工方法的1/20-1/50。納米粉末用量不大于100g/h，壓縮空氣還具有排屑冷卻作用，可簡化工件清洗工序，大幅度延長清洗劑的壽命，省去冷卻循環系統，大量降低能耗。可有效減小刀具與工件、刀具與切屑之間的摩擦，延長刀具壽命，提高加工質量，避免了現有澆注法大量使用磨削液的多種弊端，既提高了工效，又避免了環境污染。
文檔編號B24B55/03GK201632932SQ20092017748
公開日2010年11月17日 申請日期2009年9月9日 優先權日2009年9月9日
發明者丁玉成, 劉占瑞, 李長河 申請人:青島理工大學