[发明专利]内冷低温微量润滑条件下的铸铁钻孔装置及其钻孔方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属基板加工领域，具体涉及一种内冷低温微量润滑条件下的铸铁钻孔装置及其钻孔方法。

背景技术

铸铁凭借其优异的抗拉强度、抗疲劳强度、弹性模量和耐磨性以及优良铸造性能和导热性，正逐步被广泛应用。铸铁优异的性能保证其在高温下还能保持足够的强度。

铸铁出色的物理性能使得其加工性能更为恶劣。在铸铁加工过程中机床所需的切削力以及刀具所受到的切削力较大；铸铁材料切削过程中切削温度高，加工过程切削热更易积聚；铸铁加工过程中容易出现粘刀现象；铸铁切削过程中由于切削力大、切削温度高，刀具寿命会严重缩短。

在铸铁加工中经常需要钻孔。而目前对于铸铁钻孔加工一般使用切削液冷却润滑，但是在传统的浇注式冷却方式下，切削液无法有效的到达切削区域进行冷却润滑，而在高速加工的条件下切削液因为受到离心力的作用就更难渗透到切削加工区域，切削液还对车间环境造成恶劣的影响，同时刀具寿命降低。随着绿色制造的号召，传统切削液随着绿色切削技术的兴起使用量正逐渐减少，取而代之的是干切削、准干式切削等绿色切削加工技术。为了能够解决传统切削液冷却效果不佳、切削液渗透能力低、对环境产生破坏的问题，微量润滑技术被应用到铸铁切削加工中。

相比于传统浇筑式冷却方式，使用外冷微量润滑技术可以明显提高润滑油的渗透能力，通过在高压气体的作用下使出口处雾化的润滑油具有一定的初速度，更容易达到切削加工区域，而且只需要微量润滑油即可。

虽然外冷微量润滑技术比传统浇注式冷却润滑效果更好，但是在深孔加工中，外冷微量润滑技术仍然存在切削油难以到达切削部位，润滑效果不佳，冷却效果不佳。

因此，亟需一种润滑效果好、冷却效果好、排屑快速的内冷低温微量润滑条件下的铸铁钻孔装置及其钻孔方法。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种润滑效果好、冷却效果好、排屑快速的内冷低温微量润滑条件下的铸铁钻孔方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种内冷低温微量润滑条件下的铸铁钻孔方法，其特征在于，包括：油雾发生组件：包括气体供给部和雾化装置，雾化装置包括进气口和出气口，气体供给部通过进气口与雾化装置管道连接；低温压缩气体供给部是指气体冷却装置或者直接接入低温气体；机床主轴：机床主轴沿轴向方向设有主轴内冷孔，主轴内冷孔与出气口相通；刀具：刀具与机床主轴固定连接，刀具沿轴向方向设有刀具内冷孔；刀具内冷孔与主轴内冷孔相通；刀具的刀口处设有若干刀具内冷出口，刀具内冷出口与刀具内冷孔相通。

通过将润滑油在高压气体的冲击下，在雾化装置内形成油雾，油雾在高压气体的带动下与低温气体混合之后，经主轴上的主轴内冷孔、刀具上的刀具内冷孔然后到达切削区域，相对于外部的局部降温方式，内部降温可对刀具进行整体降温，并可以直接把切削液输送到切削区域，降温效果好，降温均匀性高；油雾从刀具内冷孔经刀具内冷出口向外排出，钻孔过程中，可实现对刀具的刀口充分润滑，避免钻孔过程中，尤其是深孔加工，刀口深入深孔中，采用外部喷撒润滑液无法与刀口充分接触，影响润滑、冷却效果；刀具内冷出口喷射出高压气体，可以在钻孔过程中将切屑通过刀具的排屑槽迅速从加工孔内排出，避免由于加工孔内排屑不及时，影响深孔加工以及损坏刀具。加工过程中，通过降低刀口与铸铁的切削力以及切削温度，加强排屑效果，从而提高刀具的使用寿命。

优选的，气体供给部为常温压缩气体供给部。

优选的，还包括低温压缩气体供给部，低温压缩气体供给部为低温压缩空气或低温氮气供给部或低温CO₂气体供给部，低温压缩气体供给部与主轴内冷孔管道连接。

采用低温气体供给部，增强气体对切削区域的辅助散热降温效果，进一步降低切削温度；将润滑油雾化后与低温气体混合，避免直接通低温气体，影响润滑油的雾化效果。

优选的，刀具内冷出口以刀具的中轴线为轴等角度分布于刀口处。

刀具内冷出口等角度分布，油雾润滑降温、气体降温排屑均匀性高。

本发明还提供一种内冷低温微量润滑条件下的铸铁钻孔方法，包括以下步骤：

S1、依次将气体供给部、雾化装置连接之后与低温气体供给部相连，然后与机床主轴和刀具连接，开启气体供给部向雾化装置提供气体，使雾化装置内的润滑油雾化，开启低温压缩气体供给部；

S2、雾化后的润滑油与低温压缩气体混合之后，通过机床主轴的主轴内冷孔达到刀具的刀具内冷孔；