【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超精密加工，具体涉及一种磁环流超声辅助浸润纳米润滑剂车削装置。
技术介绍
1、这里的陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。
2、超精密加工是指加工的形状尺寸精度达到亚微米级，表面粗糙度ra达到纳米级的加工技术的总称。超精密加工目前包含4个领域：超精密切削加工；超精密磨削加工；超精密抛光加工；超精密特种加工(如电子束、离子束、激光、光刻加工)。
3、硬脆材料，如光学玻璃、硬质合金、半导体、陶瓷等因其特殊优越的性能得到越来越多的应用。光学玻璃元件相比光学塑料元件具有更好更稳定的机械和光学性能，碳化钨因其具有高硬度、低膨胀系数、高温抗氧抗粘属性成为玻璃模压模具的理想材料，大型深空探测望远镜的大口径反射镜采用质量轻、热膨胀系数低且热传导性良好的碳化硅，(导弹头罩蓝宝石材料)这些脆硬材料的加工通常采用的是超精密磨削、抛光和特种加工技术。随着科技的发展和社会的进步，对零件自由曲面、微纳结构的功能性表面加工需求日益增大，从加工形状、尺寸的灵活性和加工效率出发，依赖于天然金刚石车刀的超精密切削加工成为更理想的制造工艺。
4、然而，采用单点金刚石车刀切削加工硬脆材料是“硬碰硬”的加工过程，加工表面容易出现裂纹，车刀极易崩裂损坏。虽然当切削用量小于一定值时，脆硬材料能以塑性去除的方式实现延性模式切削，获得光滑的加工表面质量，但是在传统超精密切削过程中这个脆塑转变点对应的临界切削深度极小，有时候机床甚至没法实现那么精确的运动控制。例如，单晶硅延性模式加工的临界切削深度约为200
5、复合超精密切削加工技术，如超声波辅助切削加工能几倍甚至几十倍显著提高硬脆材料加工的临界切削深度，为金刚石车刀切削硬脆材料带来可能，尤其是高频超声辅助加工。但由于超声波辅助切削加工过程金刚石车刀和硬脆材料仍然直接接触，车刀磨损依然严重。目前，超声波辅助切削加工碳化钨工件时，经过4m的名义切削距离后，金刚石车刀后刀面刃口会出现5μm左右的磨痕宽度，进而使加工表面出现缺陷。车刀磨损、工件表面完整性恶化、加工成本高昂使超声波辅助切削加工硬脆材料仅停留在实验室层面，并未应用。
6、为了解决上述问题，采用微量润滑(mql)技术是有效的方案。尽管如此，但也存在一定的问题：
7、宏观上润滑剂雾化后以微液滴形式供给至切削区，雾滴分布的随机性导致切削区并非随时处于润滑状态；微观上，车刀/工件接触区润滑剂缺少浸润动力，特别是超声辅助下，切削车刀的退让并未形成密闭的泵吸空间。
8、专利申请cn115488770a公开了一种此处辅助强力磨削微量润滑剂供给与回收装置，通过施加磁场使得磁性纳米流体发挥最佳的润滑冷却性能，但是上述专利申请的方案中，采用润滑剂采用雾化的形式进行冷却润滑，仍然存在着雾滴分布的随机性导致切削区并非随时处于润滑状态的缺陷，而且，其加工过程中，刀具和工件之间不存在润滑液的浸润空间，冷却润滑的提高效果有限。但此装置只针对磨削加工有效，对于金刚石刀具车削加工，目前没有有效的润滑剂浸润的技术方案。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种磁环流超声辅助浸润纳米润滑剂加工装置，能够增强金刚石刀具切削极小切削区内的润滑剂浸润性能，从而提升润滑效果。
2、为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
3、第一方面，本专利技术的实施例提供了一种磁环流浸润纳米润滑剂车削装置，包括车刀，车刀与二维超声辅助装置固定，车刀两侧设有磁环流喷嘴和磁环流回收喷嘴，磁环流喷嘴和磁环流喷嘴均具有润滑液通道，润滑液通道外周设有磁铁，磁环流喷嘴的磁铁采用电磁铁，电磁铁的线圈与交流电源连接，磁环流喷嘴的润滑液通道与第一软管的一端连接，第一软管经过蠕动泵后其另一端连接至润滑油罐，所述蠕动泵还与第二软管的一端连接，第二软管的另一端连接至过滤机构的抽气口，磁环流回收喷嘴与第三软管的一端连接，第三软管另一端与过滤机构的进液口连接。
4、第二方面，本专利技术的实施例提供了一种磁环流超声辅助浸润纳米润滑剂车削装置，包括车刀，车刀与二维超声辅助装置固定，车刀两侧设有磁环流喷嘴和磁环流回收喷嘴，磁环流喷嘴和磁环流喷嘴均具有润滑液通道，润滑液通道外周设有磁铁，磁环流喷嘴和磁环流回收喷嘴的磁铁朝向车刀的端部极性相反，磁环流喷嘴的润滑液通道与第一软管的一端连接，第一软管经过蠕动泵后其另一端连接至润滑油罐，所述蠕动泵还与第二软管的一端连接，第二软管的另一端连接至过滤机构的抽气口，磁环流回收喷嘴与第三软管的一端连接，第三软管另一端与过滤机构的进液口连接。
5、可选的，磁环流喷嘴朝向车刀的前刀面设置且与车刀的前刀面呈设定锐角，磁环流回收喷嘴朝向车刀的后刀面设置且与车刀的后刀面呈设定锐角。
6、可选的，所述设定锐角的度数为45°。
7、可选的，所述磁环流喷嘴和磁环流回收喷嘴均与固定机构连接，固定机构固定在夹具底座上，夹具底座固定在支撑底座上。
8、可选的，所述固定机构包括第一支撑臂，第一支撑臂的一端与夹具底座万向连接，另一端与第二支撑臂的一端转动连接，第二支撑臂的另一端与夹持部件万向连接，夹持部件润滑液流动管道夹持固定，磁环流喷嘴所连接的固定机构的润滑液流动管道与磁环流喷嘴连接，磁环流回收喷嘴所连接的固定机构的润滑液流动管道与磁环流回收喷嘴连接。
9、可选的，所述磁环流回收喷嘴朝向车刀的端部设有锥形罩，锥形罩面积较小的端部与磁环流回收喷嘴连接。
10、可选的，所述过滤机构包括过滤箱，过滤箱顶部箱壁的一端设有与第二软管连接的进液口，过滤箱内设有倾斜设置的过滤板，过滤板的进液端设置在进液口下方，其高度高于出液端，出液端的一侧设有车屑存储槽，过滤板上方的过滤箱内部空间与抽气口连接，抽气口与第二软管连接。
11、可选的，过滤箱下方设有超声振动装置以对过滤箱施加超声振动。
12、可选的，所述磁环流喷嘴和磁环流回收喷嘴均包括外壳，外壳一端设有喷射部，另一端设有垫片，垫片与喷射部之间设有磁铁，磁铁套在润滑液流道管道外周，喷射部设有与润滑液流动管道相连通的通道。
13、本专利技术的有益效果如下：
14、1.本专利技术的车削装置，设有磁环流喷嘴和磁环流回收喷嘴，磁环流喷嘴和磁环流回收喷嘴内设有磁铁，能够对喷射出的磁性纳米流体润滑剂施加磁场，同时车刀与二维超声辅助装置连接，二维超声辅助装置能够对车刀施加超声振动，带动车屑分离，二维超声辅助装置夹持车刀退让，从而提供车刀与工件之间的润滑剂浸润空间，通过磁场对润滑剂提供牵引力，使得润滑剂能够更加充分的浸润车刀和工件之间的车削区，进一步提高冷却润滑效果，同时磁环流喷嘴和磁环流回收喷嘴采用射流的方式对车削区进行冷却润滑，避免了采用雾化液滴进行冷却润滑方式所存在的缺陷。
15、2.本专利技术的车削装置，磁环流喷嘴内磁铁采用电磁本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种磁环流浸润纳米润滑剂车削装置，包括车刀，车刀与二维超声辅助装置固定，其特征在于，车刀两侧设有磁环流喷嘴和磁环流回收喷嘴，磁环流喷嘴和磁环流喷嘴均具有润滑液通道，润滑液通道外周设有磁铁，磁环流喷嘴的磁铁采用电磁铁，电磁铁的线圈与交流电源连接，磁环流喷嘴的润滑液通道与第一软管的一端连接，第一软管经过蠕动泵后其另一端连接至润滑油罐，所述蠕动泵还与第二软管的一端连接，第二软管的另一端连接至过滤机构的抽气口，磁环流回收喷嘴与第三软管的一端连接，第三软管另一端与过滤机构的进液口连接。
2.一种磁环流超声辅助浸润纳米润滑剂车削装置，包括车刀，车刀与二维超声辅助装置固定，其特征在于，车刀两侧设有磁环流喷嘴和磁环流回收喷嘴，磁环流喷嘴和磁环流喷嘴均具有润滑液通道，润滑液通道外周设有磁铁，磁环流喷嘴和磁环流回收喷嘴的磁铁朝向车刀的端部极性相反，磁环流喷嘴的润滑液通道与第一软管的一端连接，第一软管经过蠕动泵后其另一端连接至润滑油罐，所述蠕动泵还与第二软管的一端连接，第二软管的另一端连接至过滤机构的抽气口，磁环流回收喷嘴与第三软管的一端连接，第三软管另一端与过滤机构的进液口连接。p>
3.如权利要求1或2所述的一种磁环流超声辅助浸润纳米润滑剂车削装置，其特征在于，磁环流喷嘴朝向车刀的前刀面设置且与车刀的前刀面呈设定锐角，磁环流回收喷嘴朝向车刀的后刀面设置且与车刀的后刀面呈设定锐角。
4.如权利要求3所述的一种磁环流超声辅助浸润纳米润滑剂车削装置，其特征在于，所述设定锐角的度数为45°。
5.如权利要求1或2所述的一种磁环流超声辅助浸润纳米润滑剂车削装置，其特征在于，所述磁环流喷嘴和磁环流回收喷嘴均与固定机构连接，固定机构固定在夹具底座上，夹具底座固定在支撑底座上。
6.如权利要求5所述的一种磁环流超声辅助浸润纳米润滑剂车削装置，其特征在于，所述固定机构包括第一支撑臂，第一支撑臂的一端与夹具底座万向连接，另一端与第二支撑臂的一端转动连接，第二支撑臂的另一端与夹持部件万向连接，夹持部件润滑液流动管道夹持固定，磁环流喷嘴所连接的固定机构的润滑液流动管道与磁环流喷嘴连接，磁环流回收喷嘴所连接的固定机构的润滑液流动管道与磁环流回收喷嘴连接。
7.如权利要求1或2所述的一种磁环流超声辅助浸润纳米润滑剂车削装置，其特征在于，所述磁环流回收喷嘴朝向车刀的端部设有锥形罩，锥形罩面积较小的端部与磁环流回收喷嘴连接。
8.如权利要求1或2所述的一种磁环流超声辅助浸润纳米润滑剂车削装置，其特征在于，所述过滤机构包括过滤箱，过滤箱顶部箱壁的一端设有与第三软管连接的进液口，过滤箱内设有倾斜设置的过滤板，过滤板的进液端设置在进液口下方，其高度高于出液端，出液端的一侧设有车屑存储槽，过滤板上方的过滤箱内部空间与抽气口连接，抽气口与第二软管连接。
9.如权利要求8所述的一种磁环流超声辅助浸润纳米润滑剂车削装置，其特征在于，过滤箱下方设有超声振动装置以对过滤箱施加超声振动。
10.如权利要求1或2所述的一种磁环流超声辅助浸润纳米润滑剂车削装置，其特征在于，所述磁环流喷嘴和磁环流回收喷嘴均包括外壳，外壳一端设有喷射部，另一端设有垫片，垫片与喷射部之间设有磁铁，磁铁套在润滑液流道管道外周，喷射部设有与润滑液流动管道相连通的通道。
...【技术特征摘要】
1.一种磁环流浸润纳米润滑剂车削装置，包括车刀，车刀与二维超声辅助装置固定，其特征在于，车刀两侧设有磁环流喷嘴和磁环流回收喷嘴，磁环流喷嘴和磁环流喷嘴均具有润滑液通道，润滑液通道外周设有磁铁，磁环流喷嘴的磁铁采用电磁铁，电磁铁的线圈与交流电源连接，磁环流喷嘴的润滑液通道与第一软管的一端连接，第一软管经过蠕动泵后其另一端连接至润滑油罐，所述蠕动泵还与第二软管的一端连接，第二软管的另一端连接至过滤机构的抽气口，磁环流回收喷嘴与第三软管的一端连接，第三软管另一端与过滤机构的进液口连接。
2.一种磁环流超声辅助浸润纳米润滑剂车削装置，包括车刀，车刀与二维超声辅助装置固定，其特征在于，车刀两侧设有磁环流喷嘴和磁环流回收喷嘴，磁环流喷嘴和磁环流喷嘴均具有润滑液通道，润滑液通道外周设有磁铁，磁环流喷嘴和磁环流回收喷嘴的磁铁朝向车刀的端部极性相反，磁环流喷嘴的润滑液通道与第一软管的一端连接，第一软管经过蠕动泵后其另一端连接至润滑油罐，所述蠕动泵还与第二软管的一端连接，第二软管的另一端连接至过滤机构的抽气口，磁环流回收喷嘴与第三软管的一端连接，第三软管另一端与过滤机构的进液口连接。
3.如权利要求1或2所述的一种磁环流超声辅助浸润纳米润滑剂车削装置，其特征在于，磁环流喷嘴朝向车刀的前刀面设置且与车刀的前刀面呈设定锐角，磁环流回收喷嘴朝向车刀的后刀面设置且与车刀的后刀面呈设定锐角。
4.如权利要求3所述的一种磁环流超声辅助浸润纳米润滑剂车削装置，其特征在于，所述设定锐角的度数为45°。
5.如权利要求1或2所述的一种磁环流超声辅助浸润纳米润滑剂车削装置，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：王玉龙，崔歆，张彦彬，巩鹏，刘明政，杨敏，周宗明，王春锦，梁晓亮，李长河，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：
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