[发明专利]基于数控铣床的微量润滑多自由度智能喷头系统

说明书

本发明公开了一种基于数控铣床的微量润滑多自由度智能喷头系统，包括：数控铣床系统，其与喷嘴多向运动系统和喷嘴角度自动调节系统分别相连；所述喷嘴多向运动系统包括XZ面回转机构、Y向移动机构和X向移动机构，喷嘴安装在X向移动机构，所述喷嘴还与喷嘴角度自动调节系统相连；所述X向移动机构用于带动喷嘴在X向运动；所述喷嘴角度自动调节系统用于自动调节喷嘴角度；在所述Y向移动机构的驱动下，所述X向移动机构可沿Y向移动机构进行Y向运动，从而实现喷嘴的X向运动；在所述XZ面回转机构的驱动下，所述X向移动机构可沿XZ面回转机构进行XZ面回转运动，从而实现喷嘴的XZ面回转运动。

技术领域

本发明属于数控铣床加工领域，尤其涉及一种基于数控铣床的微量润滑多自由度智能喷头系统。

背景技术

在CNC(Computer number control，计算机数字控制)的数控铣床上，常采用各类铣刀对金属类工件进行切削加工。切削过程中工件材料在刀具切削作用下发生弹性/塑性变形，进而在切削区产生大量的热，此时加工区域温度瞬时可达到600℃～1200℃。切削时消耗的能量绝大多数都转化为热量聚集在工件及刀具表面，严重影响加工质量和刀具使用寿命，进而降低生产率提高生产成本。

通常在机械加工过程中采用切削液带走切削区热量，从而有效地降低切削温度。切削温度的降低可以减少工件和刀具的热变形并保持刀具硬度，进而提高加工精度和刀具耐用度。切削液在加工区域形成局部润滑膜，可以减小前刀面/切屑以及后刀面/已加工表面间的摩擦，从而减小切削力和切削热，达到提高工件表面质量和刀具使用寿命的目的。同时，切削液有良好的清洗和排屑作用，可有效去除工件表面污染物及切屑，从而保证刀具的锋利，不致影响切削效果。而且切削液也有一定的防锈能力，能有效防止工件与环境介质及切削液组分分解或氧化变质而产生的油泥等腐蚀性介质接触而腐蚀。切削液所具备的这些功能，使得它在包括机床加工的各个领域中获得了广泛的应用。但切削液的使用也带来了很多问题，在实际的铣削加工过程中，随着铣削参数的变化切削区温度也随之变化，但传统的切削液供给方式无法根据不同加工区域温度的差异相应的调整切削液的供给量，总体冷却效果不佳，同时还存在着切削液使用效率偏低、资源浪费以及环境污染等缺陷。

经检索，四会市格鲁森润滑技术有限公司姚军公开了一种切削液喷嘴组件(专利号：201720445942.X)，包括出液管，出液管的一端设置有出液喷嘴，另一端连接有用于引入去切削液的软管，从而喷嘴实现上下位移与转动，进而解决现有的切削液喷头长期使用后切削液与刀具切削位置发生偏移，导致润滑和散热效果差的问题。

东华大学唐智等发明了一种机床切削液外部冷却装置(专利号：201610949798.3)，该装置可以在机床工作状态下，根据机床本身对不同刀具的调用，实时的自动改变喷嘴的喷射角度，达到对机床刀具高效、精准、安全的喷射效果。

广东钶锐锶数控技术有限公司蒙昌敏等公开了一种机床及其切削冷却系统(专利号：201621349629.8)，包括泵浦，泵浦设置于冷却液储存箱上、且通过输液管与喷头组件连接。喷头组件包括管接头、接头固定板和喷液头，管接头固定于接头固定板上，输液管通过管接头与喷液头连接，喷液头上设置有喷嘴。切削机构停止加工时，还能持续对工件冷却，迅速使工件温度降低到安全温度，从而保护工件和加工刀具。

肇庆高新区国专科技有限公司罗志勤等发明了一种不锈钢工件切削装置(专利号：201711064381.X)，主轴一端可转动连接于机架上，主轴另一端与刀具相连，喷嘴侧面与机架固定连接。通过喷嘴将气液混合物送至刀口，产生良好的润滑效果，气流吹去积屑，且迅速降低刀口温度。

武汉科技大学肖明等人发明了一种自启动少切削液冷却润滑系统(专利号：201410119725.2)，包括超声波雾化单元、喷嘴雾化单元、切削热检测单元和电路控制模块，基于切削热检测单元所实时检测的刀具前刀面温度，通过对这些雾化组件进行一体化控制，由此实现多种冷却润滑介质的灵活组合应用。能够在保证整体良好冷却润滑效果的同时，大幅度降低切削液的用量，同时具备冷却效果好、便于操控和适用面广等特点。