切削机床和磨床中冷却液的供给的方法和装置制造方法及图纸

一种用于完成切削和磨削操作的含气泡的冷却液被持续地供给至被加工部位，气泡的全向散布撞击和喷溅到此部位，且冷却液中的气泡促使已加速飞溅进入切削工具与工件的接触表面间隙，改善了加工区的冷却和润滑。气泡达不到要被加工的部位或达到该部位但经过此部位，进入回流管路，沉积在液体冷却剂中悬浮着的切屑等异物上，由此加快了这些异物的漂浮。液体冷却剂作为一种细粒湍流的汇合物且通常以一种螺旋流方式向下排出，由此形成包围铣刀或磨削刀具并到达工件表面下端的液体冷却剂圆柱罩，至少一部分这种螺旋流沿工件表面从圆柱罩的下端被涡旋式地引向螺旋流中心部位，并因此将冷却液供给到铣刀或磨削刀具的被加工部位。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术专利申请为1997年2月12日申请，申请号97193816.4，专利技术名称为“切削机床和磨床中冷却液的供给及其分离和回收的方法和装置”的分案申请。然而，在常规金属加工机床中，通过一个喷咀直接注入这种瞬时域(刀具接触区域)的冷却液由于刀具或工件的旋转而被甩弃，并只能肤浅地沿刀具和工件的表面滑过，因此很难说冷却液能够有效地冷却和润滑。
技术实现思路
为了确保金属加工机床内的冷却液能够形成其作为一种具有理想的抗离心力流动性的薄膜成形流从旋转表面到达刀具/工件接触区的方式，并令人满意地进入剪切区，专利技术人用实验方法创造了各种用于试验研究的不同条件的冷却液。结果是，专利技术人发现在一种冷却液中连续地混入空气可以降低液体的质量，所以由于液体冲击到邻接刀具接触区的旋转体时降低了的离心力，气泡爆裂而向四周喷溅的液滴，以及流向刀具接触区同时也进入狭窄的前切区的液体使得液体冷却剂很难被甩弃，因此改善了的润滑。专利技术人还发现余留的气泡附着在异物上(如切屑)以增强液体的流动性和浮力，因此有助于冷却液的分离和回收。相应地，本专利技术的第一方面提供了一种向一切削机床或一磨床供给一种冷却液的方法，其特征是通过在切削或磨削操作中的一加工区进给一种其中不断形成气泡的冷却液，气泡撞击到加工区上爆裂时加速气泡在各方向的喷溅，同时加快被加速的喷溅液体粒子进入一切割刀具/工件的压力接触平面，由此改善了所述加工区的冷却和润滑，所以在未到达加工区的冷却液或尽管到达未加工区但留下输送给回收管道的冷却液中的气泡可附着在上述液体中悬浮的异物上由此可以加快这些异物浮出表面。然后，为使冷却液被流畅地注入加工区，专利技术人试着不直接地从一喷咀喷向加工区而是使之以流体形式进入加工区。为此目的设计出一喷咀以将冷却液喷向包围着加工区的非旋转周边区域。专利技术人发现在喷咀内部有一种冷却液的散粒性湍流，且通过冷却液的螺旋转动，使到达周围区域的冷却剂就象旋转状蠕动一样移动至包括转动工具在内的中心区域。所以本专利技术的另一方面提供一种向一切削机床一磨床供给冷却液的方法，即在连接一垂直主轴的铣刀或研磨工具上方安设一用来发射冷却液的环状喷咀，使其对一实质上同轴位置正面向下，延伸至出口的所述喷咀的内壁由弯曲表面和扭曲通道形成以产生湍流，输送出的冷却液通常成为散粒性湍流汇合而成的涡流通过所述出口向下排出，因此形成了包围所述铣刀和研磨工具且其低端抵达工件表面的冷却液的涡流的圆柱罩，使至少一部分所述涡流从所述圆柱罩的低端沿工件表面旋转着向中心区流动直到馈送至和铣刀或研磨工具接触的加工区，这至少一部分所述的涡流连同沿工件表面分散的加工切屑和摩擦热一起被排出所述圆柱罩外。在上述设置中，圆柱罩本身就有助于形成所述表面盘旋流，也可通过封闭因切削使工件表面的油或油膜焦化产生的烟而防止环境污染。当然，很明显的是如果在被送入所述圆柱罩内的冷却液中能生成气泡，则将冷却液送至加工区的盘旋流的效果和由气泡所引起的上述影响会同时增强。为利用所述冷却液供给方法而专利技术出的喷咀结构形成一个用以向下排放冷却液的环状喷咀，此喷咀适宜于安装在上方并与连接一垂直主轴的铣刀或研磨工具同轴。所述喷咀包括(a)限定一环形进液室的进液环，(b)轴向邻接所述环状进液室的环状管道，包括至少两个在轴对称位置与所述进液室连通的引入路径，分别与所述引入路径连通并在同一方向上扭曲的向外或向内扭曲管道，和与所述扭曲管道终端连通的环状湍流形成部分，(c)与所述环状管道内的湍流形成部分的各环形面积相连通的喷咀环，该喷咀环限定出向下并向内或向外开口的环状喷咀空间，(d)由管道环内的湍流形成部分延展到所述喷咀空间的管道壁具有至少一个弯曲表面和径向弯曲背面以形成湍流，由此被输送的冷却液从所述的喷咀空间排出，通常成为散粒性湍流汇合而成的涡流，形成由所述湍流构成并包围所述铣刀和磨削刀具的基本呈圆柱状的罩。另外，专利技术人已注意到一个事实，即冷却液的有效循环供给即建立一个足以在通常的循环过程中将异物如，切屑和磨屑及流动油从被送入加工区后又被回收的冷却液中分离出来的系统是减少机器停工时间进行清洁管道、更换液体或再提供添加剂(防锈剂、润滑剂等)等等，确保有效顺畅地供给冷却液的一个重大因素，从而引导专利技术人研制出连同在冷却液中混入气泡的方法使用的分离和回收装置。所以，本专利技术的另一目的是提供一种对切削机床或磨床中的冷却液的分离和回收装置，以收集送入加工区的冷却液再从其中将杂质分离出去并排放冷却液，所述分离和回收装置包括(a)在冷却液被使用后接收冷却液的进流箱；(b)一排套筒束连通箱包括至少一组两个设置在所述进流箱下游或与其组合的互连箱，其中具有一基本上似蜂窝状的横截面并穿过两互连箱之间的间壁延展的套筒束被设置为从上游箱延伸至下游箱并略朝向上方；(c)一排开口连通箱包括至少一组两个设置在所述进流箱下游或与其组合的互连箱，其中所述两互连箱之间的间壁上的连通口具有一下端边和一上端边，下端边较箱底的水平略高，而上端边则比调至最终溢流水平的正常液面水平略低；(d)在多组系列互连箱中通过所述套筒束或所述开口连接后达到一最后终端的出流箱，包括所述套筒互连通箱排与所述开口互连箱排的结合，所述出流箱具有一用以在最终溢流水平上排放已分离和回收的冷却液的出流口；(e)一异物分离轴辊包括一具有水平轴线的可旋转轴辊设置在从多个所述入流箱至出流箱中至少一个中，所述轴辊的一部分浸入至少一箱中的冷却液中另外还结合一镀层刮削刀，该刀的前刀刃与轴辊表面露在液面外的那部分相对，在轴辊表面露出部分与所述刀片之间限定出一非常窄的间隙；(f)所述套筒束的向上的倾斜是使得上游箱中从所述套筒束的低水平入口流入的冷却液中包含的粘附了异物如切屑的大量气泡，在浮力作用下顶在很多套筒的顶表面上而形成气泡团，且这些气泡团存留在套筒中时，又与后来的气泡相聚合而越变越大，然而所述大量气泡被流入套筒的液体推动在套筒的顶面上向高水平出口方向移动，这些气泡团从高水平出口排出汇入下游箱中而成为冷却剂的形式并最终浮在表面。在上述设置中，通常无需大型装置如离心分离机就可实现固体微粒的分离，同时又因为未使用象纸过滤器这样的过滤装置，不会出现由于油容物造成过滤器堵塞而使冷却剂中的添加剂被除掉。异物刮削刀片与轴辊相对并在二者之间保留一窄间隙的原因是可使油容物沉积在外周的轴辊表面上形成具有一个与所述窄间隙对应的厚度的油容物沉积层(基层)，并进一步使粘附有切屑或类似物的气泡的油膜很容易地被混在所述基层上，从而形成可以说是同一物质的群落。所以，在轴辊穿过冷却液的顶层时在周边轴辊表面上每一部分上的被注入而形成的异物一出现在液体表面上并到达刀片时就会被刮掉。专利技术人还发现当被细分的含有气泡的冷却液的湍流呈基本为矩形截面的方式涌出以从连接在一轴向至少延展至所述加工区的区域上的车床的加工部位的旋转周边表面上方进行冲击时，湍流的膜就象沿旋转周边表面和切削刀具徐徐前进一样朝刀具/工件接触区域移动。也即，本专利技术的另一方面提供一种向车床供给冷却剂的方法，包括如下步骤在车床的工作卡盘上方设置一喷咀，所述喷咀包括一基本为矩形截面的排出口，和一个内壁上的收缩曲面部分延展至其排出口以便产生湍流，还包括非紧固安装的刚性或弹性材料制成的舌件，该舌件横在所述排出口的截面中并向外突出，由此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种向车床供给冷却剂的方法，其特征在于，它包括如下步骤：在车床的工作卡盘上方设置一喷咀，所述喷咀包括一基本为矩形截面的排出口，和一个内壁上的收缩曲面部分，该部分延展至其排出口以便产生湍流，还包括非紧固安装的刚性或弹性材料制成的舌件，该舌 件横在所述排出口的截面中并向外突出，由此所述的喷咀被设计成使通过所述收缩曲面部分上游的入口收到的冷却液从所述排出口成为散粒湍流的汇流而排出，而当冷却液流经所述舌件时有气泡被包含而进入冷却液中，所述基本为矩形截面的排出口的所述横截面被设置为基本上与含有车床主轴并倾斜向下偏离工件投入方向的面正交，从所述喷咀排出冷却液冲击所述卡盘的周边表面并至少轴向延展到加工区的区域，从而形成包围卡盘和工件的周边表面的含有气泡的冷却的湍流膜，至少部分所述含有气泡的湍流沿卡盘表面和工件表面移动从而被送入与切削刀具接触的加工区内，然后带着切屑和摩擦热朝向冷却液回收管道流出。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中井义和，
申请(专利权)人：株式会社泽塔平和，
类型：发明
国别省市：JP[日本]