CN109174486B - 一种低温加工喷嘴 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温加工喷嘴，包括喷嘴主体，喷嘴主体中设有气流通道，气流通道的两端分别为进气口和喷口，喷嘴主体中还设有冷却媒介管道和润滑油管道，冷却媒介管道的一端位于喷口处，气流通道包括混合腔，混合腔的一侧与喷口连通，混合腔的另一侧连通进气口，且润滑油管道的一端位于混合腔中，冷却媒介管道用于将超临界二氧化碳输送至喷口处，而进气口则通入高压空气，润滑油管道则输送润滑油，高压空气和润滑油在混合腔中混合形成油雾，而后从喷口处喷出，喷口处在高压空气的冲刷下能保持一定的温度，从而避免润滑油结冰，从而获得较好的喷出效果，此发明用于机械加工领域。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工领域，特别是涉及一种低温加工喷嘴。
背景技术
通过实际切削实验发现单纯使用液态/超临界二氧化碳进行冷却切削的工件表面粗糙度数值较大，且刀具寿命较短。而同时使用液态/超临界二氧化碳冷却系统和润滑油润滑系统进行冷却切削的工件表面粗糙度数值较低，且刀具寿命较长。因此同时使用液态/超临界二氧化碳冷却系统和润滑油润滑系统进行冷却切削有利于提高工件的精度及刀具的寿命。
但在液态状态下的二氧化碳压力约在7.5MPA以上，导致润滑油难以加入二氧化碳液体，即使添加进去，加入的量也会受到较大的限制。而且，当润滑油加入液态二氧化碳中，由于二氧化碳温度很低(约为-78摄氏度)，因此临近出口部分的润滑油会存在结冰的情况，影响润滑油的喷出。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简洁、复合效果好的低温加工喷嘴。
本发明所采取的技术方案是：
一种低温加工喷嘴，包括喷嘴主体，喷嘴主体中设有气流通道，气流通道的两端分别为进气口和喷口，喷嘴主体中还设有冷却媒介管道和润滑油管道，冷却媒介管道的一端位于喷口处，气流通道包括混合腔，混合腔的一侧与喷口连通，混合腔的另一侧连通进气口，且润滑油管道的一端位于混合腔中。
进一步作为本发明技术方案的改进，喷嘴主体中设有中心堵头，中心堵头与喷嘴主体围成混合腔，中心堵头上设有供冷却媒介管道和润滑油管道通过的通孔，中心堵头上设有容空气流通的通气孔。
进一步作为本发明技术方案的改进，混合腔为变径圆孔，混合腔包括第一混合区和第二混合区，第二混合区位于第一混合区靠近喷口的一侧，第一混合区的直径大于第二混合区的直径。
进一步作为本发明技术方案的改进，第一混合区邻近第二混合区的一侧直径沿径向逐渐缩小至与第二混合区直径相同。
进一步作为本发明技术方案的改进，喷嘴主体的外围还设有空气喷口，空气喷口连通气流通道与喷嘴主体的外表面。
进一步作为本发明技术方案的改进，喷嘴主体具备喷口的一端的截面形状为圆台形和矩形的组合。
进一步作为本发明技术方案的改进，喷嘴主体包括固定连接的喷嘴固定座和喷嘴导向环，气流通道由位于喷嘴固定座和喷嘴导向环中的孔洞共同组成。
进一步作为本发明技术方案的改进，喷嘴导向环一端的截面形状呈多边形，喷嘴导向环的四周的棱边卡固在喷嘴固定座中，喷嘴导向环的四周的平面与喷嘴固定座的内侧面围成空气喷口。
进一步作为本发明技术方案的改进，冷却媒介管道由喷口向外伸出。
进一步作为本发明技术方案的改进，冷却媒介管道由喷口向外伸出的长度X的取值范围为0<X≤0.5mm。
本发明的有益效果：此低温加工喷嘴，冷却媒介管道用于将超临界二氧化碳输送至喷口处，而进气口则通入高压空气，润滑油管道则输送润滑油，高压空气和润滑油在混合腔中混合形成油雾，而后从喷口处喷出，喷口处在高压空气的冲刷下能保持一定的温度，从而避免润滑油结冰，从而获得较好的喷出效果。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例的内部结构示意图；
图2是本发明实施例的喷口处的结构示意图。
具体实施方式
参照图1～图2，本发明为一种低温加工喷嘴，包括喷嘴主体1，喷嘴主体1中设有气流通道，气流通道的两端分别为进气口13和喷口14，喷嘴主体1中还设有冷却媒介管道2和润滑油管道3，冷却媒介可以为超临界二氧化碳、液氮及其他任何低温介质，冷却媒介管道2的一端位于喷口14处，气流通道包括混合腔4，混合腔4的一侧与喷口14连通，混合腔4的另一侧连通进气口13，且润滑油管道3的一端位于混合腔4中。
此低温加工喷嘴，冷却媒介管道2用于将超临界二氧化碳输送至喷口14处，而进气口13则通入高压空气，润滑油管道3则输送润滑油，高压空气和润滑油在混合腔4中混合形成油雾，而后从喷口14处喷出，具体是从冷却媒介管道2与喷口14之间的间隙喷出，喷口14处在高压空气的冲刷下能保持一定的温度，从而避免润滑油结冰，从而获得较好的喷出效果。
具体的，喷嘴主体1的后部设有内螺纹，可通过此内螺纹将喷嘴主体1与高压空气源固定连接，同时将冷却媒介管道2与冷却媒介源连接，而润滑油管道3与油箱连接。
作为本发明优选的实施方式，喷嘴主体1中设有中心堵头5，中心堵头5与喷嘴主体1围成混合腔4，中心堵头5上设有供冷却媒介管道2和润滑油管道3通过的通孔，中心堵头5上设有容空气流通的通气孔51。
中心堵头5具有两个主要功能。其一是与喷嘴主体1围成混合腔4，从而实现油雾与进气口13一定程度上的隔离，混合腔4通过通气孔51补充高压空气；其二是起到固定冷却媒介管道2的作用，具体的，中心堵头5上设有螺孔，通过在螺孔中设置机米螺丝以对冷却媒介管道2进行固定。
作为本发明优选的实施方式，混合腔4为变径圆孔，混合腔4包括第一混合区41和第二混合区42，第二混合区42位于第一混合区41靠近喷口14的一侧，第一混合区41的直径大于第二混合区42的直径。具体的，润滑油和高压空气在第一混合区41发生撞击雾化，而雾化后的油雾则进入第二混合区42中并流向喷口14。
作为本发明优选的实施方式，第一混合区41邻近第二混合区42的一侧直径沿径向逐渐缩小至与第二混合区42直径相同。使得润滑油和高压空气在体积较小的空间中进行混合雾化，提高雾化速率和雾化效果。
作为本发明优选的实施方式，喷嘴主体1的外围还设有空气喷口15，空气喷口15连通气流通道与喷嘴主体1的外表面。
作为本发明优选的实施方式，喷嘴主体1具备喷口14的一端的截面形状为圆台形和矩形的组合。
具体的，空气喷口15中可喷出高压空气，高压空气的方向朝向喷口14，由文丘尔原理可知，高压空气邻近喷嘴主体1一侧的压强较低，因此高压空气会贴紧喷嘴主体1前行，最后到达喷口14处，可以使得冷却媒介和润滑油油雾形成聚集效应，让冷却和润滑效果更加明显。
作为本发明优选的实施方式，喷嘴主体1包括固定连接的喷嘴固定座11和喷嘴导向环12，气流通道由位于喷嘴固定座11和喷嘴导向环12中的孔洞共同组成。
作为本发明优选的实施方式，喷嘴导向环12一端的截面形状呈多边形，喷嘴导向环12的四周的棱边卡固在喷嘴固定座11中，喷嘴导向环12的四周的平面与喷嘴固定座11的内侧面围成空气喷口15。
作为本发明优选的实施方式，冷却媒介管道2由喷口14向外伸出，避免冷却媒介喷出时使得喷口14处结冰。
作为本发明优选的实施方式，冷却媒介管道2由喷口14向外伸出的长度X的取值范围为0<X≤0.5mm。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (7)
1.一种低温加工喷嘴，其特征在于：包括喷嘴主体，所述喷嘴主体中设有气流通道，所述气流通道的两端分别为进气口和喷口，所述喷嘴主体中还设有冷却媒介管道和润滑油管道，所述冷却媒介管道的一端位于所述喷口处，所述气流通道包括混合腔，所述混合腔的一侧与所述喷口连通，所述混合腔的另一侧连通所述进气口，且所述润滑油管道的一端位于所述混合腔中；
所述冷却媒介管道用于将超临界二氧化碳输送至所述喷口；
在所述混合腔中高压空气和润滑油可混合形成油雾，且冷却媒介管道与喷口之间形成的间隙用于所述油雾喷出；
所述喷嘴主体的外围还设有可喷出高压空气的空气喷口，所述空气喷口连通所述气流通道与喷嘴主体的外表面，且高压空气的方向朝向所述喷口。
2.根据权利要求1所述的低温加工喷嘴，其特征在于：所述喷嘴主体中设有中心堵头，所述中心堵头与喷嘴主体围成所述混合腔，所述中心堵头上设有供冷却媒介管道和润滑油管道通过的通孔，所述中心堵头上设有容空气流通的通气孔。
3.根据权利要求2所述的低温加工喷嘴，其特征在于：所述混合腔为变径圆孔，所述混合腔包括第一混合区和第二混合区，所述第二混合区位于所述第一混合区靠近喷口的一侧，所述第一混合区的直径大于所述第二混合区的直径。
4.根据权利要求1所述的低温加工喷嘴，其特征在于：所述喷嘴主体包括固定连接的喷嘴固定座和喷嘴导向环，所述气流通道由位于所述喷嘴固定座和喷嘴导向环中的孔洞共同组成。
5.根据权利要求4所述的低温加工喷嘴，其特征在于：所述喷嘴导向环一端的截面形状呈多边形，所述喷嘴导向环的四周的棱边卡固在喷嘴固定座中，所述喷嘴导向环的四周的平面与喷嘴固定座的内侧面围成所述空气喷口。
6.根据权利要求1所述的低温加工喷嘴，其特征在于：所述冷却媒介管道由所述喷口向外伸出。
7.根据权利要求1所述的低温加工喷嘴，其特征在于：所述冷却媒介管道由所述喷口向外伸出的长度的取值范围为。
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