高速銑削微量潤滑供液噴嘴結構、分離與回收機構及系統的制作方法

本發明涉及銑削加工領域，尤其涉及高速銑削微量潤滑供液噴嘴結構、分離與回收機構及系統。

背景技術：

銑削是指使用旋轉的多刃刀具切削工件，是高效率的加工方法。銑削加工時，銑刀的旋轉是主運動，銑刀或工件沿坐標方向的直線運動或回轉運動是進給運動，適用于平面類和溝槽類工件的加工。

高速銑削是以快速進給速度進行切屑量小，但金屬去除率比深度銑削效率高，從而延長刀具使用壽命，減少非加工時間的一種高效銑削方法，它的應用特別適合現代生產快速反應的特點。

目前，切削加工過程中大量使用潤滑劑，即澆注式加工，對環境和工人健康傷害很大。由于環保要求，潤滑劑的廢液必須經過處理、達標后才能排放，廢液處理耗資巨大，高達潤滑劑成本的54％，使人們不得不對潤滑劑作重新評價。

微量潤滑也叫做最小量潤滑Minimal Quantity Lubrication(MQL)，是一種金屬加工的潤滑方式，指將壓縮氣體(空氣、氮氣、二氧化碳等)與極微量的潤滑油混合霧化后，形成微米級的液滴，噴射到加工區進行有效潤滑的一種切削加工方法。這一技術在保證有效潤滑和冷卻效果的前提下，使用最小限度的磨削液(約為傳統澆注式潤滑方式用量的千分之一)，以降低成本和對環境的污染和對人體的傷害。

微量潤滑切削液通過高壓氣體的攜帶，切削液被噴射到加工區域，由于以壓縮空氣為動力的噴射霧滴噴射出以后便不再受到約束，其運動將會發生擴散、漂移等，不再可控。因此，顆粒微小的霧滴擴散到工作中，不僅對環境造成極大的污染而且會對工作人員造成極大的健康危害。當霧滴的直徑小于4μm甚至能引起操作人員的各種各樣的職業病，如呼吸系統疾病、皮膚癌等。根據實際報道即使短時間暴露在這種環境下也有可能損壞肺功能。為此美國職業安全健康研究所建議礦物油霧滴的暴露極限濃度為0.5mg/m³。為了確保工作人員的健康，必須對微量潤滑過程微小液滴加以控制。

高速銑削產生大量的切屑，并隨著工件的旋轉運動四散，不利于收集，嚴重影響環境衛生。

經檢索，上海金兆節能科技有限公司在微量潤滑供給系統方面做了大量的研究工作。

經檢索：李剛發明了節能微量潤滑系統(專利號：ZL201410012590.X)，設計了一種節能微量潤滑系統，包括儲油桶和噴嘴系統，儲油桶中裝有潤滑劑，設置在所述儲油桶一側與所述儲油桶入口端相連的流體控制閥，與所述流體控制閥連接的噴嘴系統，以及氣體流量閥；其中，所述調壓過濾網和氣體流量閥分別與所述噴嘴系統連通，所述氣體流量閥與所述調壓過濾網相通。該發明通過在儲油桶上設置氣體流量閥和流體控制閥，精確控制所述噴嘴系統噴出的油氣比例，避免造成潤滑劑霧化，影響環境，造成浪費。

經檢索，李剛發明了油水氣三相節能微量潤滑系統(專利號：ZL201410012609.0),設計了一種油水氣三相節能微量潤滑系統，包括：微量噴油裝置、噴水溶液裝置和噴嘴裝置，微量潤滑裝置中裝有水溶液；所述油水氣三相節能微量潤滑系統中通有壓縮空氣，壓縮氣體分為兩路，一路由到達噴水溶液裝置；另一路壓縮氣體分兩支路，一支路通過噴油裝置，另一支路經管道與噴嘴裝置相通；微量噴油裝置和噴水溶液裝置分別通過管道與噴嘴裝置連通。該發明通過控制油氣水的流量，進而解決現有技術中水油混合不均勻，出液效果不佳的問題，并可節省空氣壓縮機用電量70％～90％。與傳統潤滑技術相比，該發明可以減少潤滑劑的使用量和排放量95％以上，節能減排、環境保護效果顯著。

經檢索，吳啟東發明了電解水油氣三相節能微量潤滑冷卻系統(專利號：ZL201610405074.2)，設計了一種電解水油氣三相節能微量潤滑冷卻系統，其特征在于：包括：電解水發生器、至少一個微量噴油裝置、至少一個油水氣噴射裝置；所述電解水發生裝置的進水端外接水源，堿性水出水端通過軟管與油水氣噴射裝置連接；壓縮空氣分成兩路，一路直接與所述油水氣噴射裝置連接；另一路作為動力與所述微量噴油裝置連接，所述微量潤滑裝置的出油口與油水氣噴射裝置相連接。其優點在于解決傳統技術中潤滑劑用量大，環境污染嚴重，現有技術中水油混合不均勻，出液效果不佳的以及加水頻繁增加勞動強度的問題。

經檢索，張乃慶發明了油水氣三相微量潤滑系統專用微量潤滑劑及其制備方法(專利號：ZL201410265031.X)，設計了油水氣三相微量潤滑系統專用微量潤滑劑，其特征在于：包括油劑A和水劑B，其中，油劑A由如下重量百分比的組分組成：聚蓖麻油酸酯40-60％；低粘度合成酯30-50％；磷酸酯2-5％；乙醇胺硼酸酯2-5％；水劑B由如下重量百分比的組分組成：水95～98％；鉬酸鹽0.5～2％；磷酸鹽0.5～2％；低碳醇0.5～1％；苯并三氮唑或其衍生物0.01～0.05％。該發明制備的一種油水氣三相微量潤滑系統專用微量潤滑劑，配合微量潤滑裝置使用，可節省切削液的使用量95％以上。

經檢索，張乃慶發明了一種可降解微量潤滑油及其制備方法(專利號：ZL201510674332.2),設計了一種可降解微量潤滑油，其特征在于：包含有質量百分比濃度為1-99％的聚季戊四醇甲基丙烯酸油酸酯。該發明的一種微量潤滑油配合微量潤滑裝置使用，使用量可以減少至原來的5％以下，達到良好的潤滑、冷卻效果，節能減排、環境保護效果顯著。

經檢索，張乃慶發明了有機鉬微量潤滑油(專利號：ZL201310199579.4)，設計了一種有機鉬微量潤滑油，由以下原料的重量百分比制備而成：有機鉬31-100％；潤滑油基礎油0-69％；極壓抗磨劑0-10％；防銹劑0-10％。該發明的有機鉬微量潤滑油克服了現有技術中的微量潤滑油運用于難加工金屬的加工時效果不佳的問題。

經檢索，青島理工大學微量潤滑團隊在納米流體供給系統方面做了大量研究工作。

經檢索，李長河發明了納米粒子射流微量潤滑磨削潤滑劑供給系統(專利號：ZL201210153801.2)，設計了一種納米粒子射流微量潤滑磨削潤滑劑供給系統,它將納米級固體粒子加入可降解的磨削液中制成微量潤滑磨削的潤滑劑，由微量供給裝置將潤滑劑變為具有固定壓力、脈沖頻率可變、液滴直徑不變的脈沖液滴，在高壓氣體產生的空氣隔離層作用下以射流形式噴入磨削區。它具有微量潤滑技術的所有優點、并具有更強的冷卻性能和優異摩擦學特性，有效解決了磨削燒傷，提高了工件表面質量，實現高效、低耗、環境友好、資源節約的低碳綠色清潔生產，具有舉足輕重的意義。

經檢索，李長河發明了低溫冷卻與納米粒子射流微量潤滑耦合磨削介質供給系統(專利號：ZL201310180218.5)，設計了一種低溫冷卻與納米粒子射流微量潤滑耦合磨削介質供給系統。它包括至少一個微量潤滑和低溫冷卻噴嘴組合單元，該單元設置在砂輪的砂輪罩側面，并與工作臺上的工件相配合；所述單元包括微量潤滑霧化微量噴嘴和低溫冷卻噴嘴，微量潤滑霧化微量噴嘴與納米流體管路和壓縮空氣管路連接，低溫冷卻噴嘴與低溫冷卻液管路連接；每個單元的納米流體管路、壓縮空氣管路和低溫冷卻液管路均通過控制閥與納米流體供給系統、低溫介質供給系統和壓縮空氣供給系統連接，納米流體供給系統、低溫介質供給系統和壓縮空氣供給系統與控制裝置連接。它有效解決了磨削燒傷，提高了工件表面質量，實現高效、低耗、環境友好、資源節約的低碳綠色清潔生產。

經檢索，張彥彬發明了納米流體微量潤滑靜電霧化可控射流內冷工藝用系統(專利號：ZL201410445730.2),設計了一種納米流體微量潤滑靜電霧化可控射流內冷工藝用系統，系統包括可調高壓直流電源、內冷刀具轉換器、高壓電轉換裝置和集成噴嘴。微量潤滑系統通過內冷刀具轉換器向內冷鉆頭供給微量潤滑切削液。可調高壓直流電源將正極電通過高壓電轉換裝置傳輸給集成噴嘴的電極針，將負極電接地并通過電磁接頭傳輸到工件，使電極針——工件區域形成電暈荷電場，對微量潤滑切削液電暈荷電，實現靜電霧化作用。通過靜電霧化原理可以使微量潤滑切削液霧滴在噴射中實現可控分布，能夠提高霧滴譜的均勻性、沉積效率和液體有效利用率，并且能夠有效的控制霧滴的運動規律，從而降低對環境的污染，為工作人員提供了更好的健康保障。

經檢索，李長河發明了納米粒子射流微量潤滑磨削三相流供給系統(專利號：ZL201110221543.2)，涉及一種機械加工領域，即一種納米粒子射流微量潤滑磨削三相流供給系統，其特點是：將納米流體經液路輸送至噴嘴處，同時高壓氣體經氣路進入噴嘴，高壓氣體與納米流體在噴嘴混合室中充分混合霧化，經加速室加速后進入渦流室，同時壓縮氣體經渦流室通氣孔進入，使三相流進一步旋轉混合并加速，然后三相流以霧化液滴的形式經噴嘴出口噴射至磨削區。有益效果是：噴嘴混合室的旋向通氣孔與混合室壁面相切，納米流體與氣體混合均勻；氣路和液路布有調壓閥、節流閥和流量計，納米流體和高壓氣體的壓力、流量可根據需要調節，達到最優的微量潤滑效果；解決了微量潤滑冷卻能力不足，澆注式磨削潤滑劑用量大，費液處理成本高，環境污染嚴重的難題。

經檢索，王勝設計了一種氣罩式微量潤滑供給裝置(實用新型專利號：ZL201220222932.7),它將納米級固體粒子加入可降解的磨削液中制成微量潤滑磨削的潤滑劑，由微量供給裝置將潤滑劑變為具有固定壓力、脈沖頻率可變、液滴直徑不變的脈沖液滴，在高壓氣體產生的空氣隔離層作用下以射流形式噴入磨削區。它具有微量潤滑技術的所有優點、并具有更強的冷卻性能和優異摩擦學特性，有效解決了磨削燒傷，提高了工件表面質量，實現高效、低耗、環境友好、資源節約的低碳綠色清潔生產，具有舉足輕重的意義。

經檢索，李長河發明了磁增強電場下納米粒子射流可控輸運微量潤滑磨削裝備(專利號：201310634991.4)，設計了一種磁增強電場下納米粒子射流可控輸運微量潤滑磨削裝備，通過在電暈區周圍增加磁場，提高液滴的荷電量。它包括：外部設有高壓直流靜電發生器和磁場形成裝置的噴嘴；噴嘴與納米粒子供液系統、供氣系統連接；高壓直流靜電發生器與可調高壓直流電源的負極連接，可調高壓直流電源的正極則與用于附著在工件不加工表面的工件加電裝置連接，從而形成負電暈放電的形式；在靜電放電的電暈區周圍是磁場形成裝置；納米流體磨削液從噴嘴的噴頭噴出霧化成液滴的同時在高壓直流靜電發生器及磁場形成裝置的作用下對液滴荷電并被送入磨削區。

經檢索，李長河設計了納米粉末微量潤滑冷卻磨削裝置(實用新型專利號：ZL200920177485.6),該實用新型涉及一種磨削設備，即一種納米粉末微量潤滑冷卻磨削裝置。其特點是：這種裝置設有潤滑油儲存罐，水儲存罐和納米級粉末儲存罐，每個儲存罐下方接有流量控制閥和動力供給裝置。工作時，高壓空氣、潤滑油、水、納米粉末被輸送至混合區進行霧化，形成納米顆粒及油包水磨削液，并通過軟管，噴頭輸送到磨削加工區。磨削液用量極少，一般潤滑油用量不大于50ml/h，只有傳統加工方法的1/20-1/50。納米粉末用量不大于100g/h，壓縮空氣還具有排屑冷卻作用，可簡化工件清洗工序，大幅度延長清洗劑的壽命，省去冷卻循環系統，大量降低能耗。可有效減小刀具與工件、刀具與切屑之間的摩擦，延長刀具壽命，提高加工質量，避免了現有澆注法大量使用磨削液的多種弊端，既提高了工效，又避免了環境污染。

經檢索，李本凱發明了電卡內冷卻砂輪與靜電技術耦合的納米流體微量潤滑磨削設備及其使用方法(專利號：ZL201610049625.6)，設計了一種電卡內冷卻砂輪與靜電技術耦合的納米流體微量潤滑磨削設備及其使用方法，將能產生電卡效應的材料制成納米或者微米級的粉末添加到砂輪結合劑中形成電卡砂輪，同時配合使用靜電霧化、磁增強靜電中和清洗和靜電沉積，集成為一套砂輪內冷卻與靜電技術耦合的磨削設備，不僅顯著降低了磨削區的溫度，而且對砂輪磨削表面進行清洗，避免砂輪堵塞，還能明顯降低磨削工程中周圍環境的油霧量，本設備顯著提高加工效率，達到環保的要求；該發明的設備可以有效地降低磨削區溫度，提高加工效率和質量，又可以減少油霧對環境的污染以及降低對人體健康的危害，既符合機械加工的要求又符合節能環保的要求。

經檢索，李長河發明了納米流體微量潤滑靜電霧化可控射流車削系統(專利號：ZL201410445271.8)，設計了一種納米流體微量潤滑靜電霧化可控射流車削系統，它包括：可調節多負極電源，可調節多負極電源具有多個不同電壓的負極接口和至少一個正極接口，各負極接口彼此獨立工作；在內冷車刀上分別設有內置集成噴嘴和外置集成噴嘴，所述兩噴嘴分布在車刀的附近為車削提供潤滑介質；所述兩噴嘴分別通過內冷車刀內部的內冷孔與微量潤滑系統連接提供潤滑切削液；同時所述兩噴嘴還分別通過導線與可調節多負極電源的不同負極接口連接；電磁接頭通過導線與可調節多負極電源的正極接口連接，并安裝在內冷車刀上，該導線同時接地。該發明在噴射過程中實現可控分布，提高霧滴譜的均勻性、沉積效率和液體有效利用率，控制霧滴運動規律，降低對環境的污染。

綜上所述，現有技術研究了微量潤滑系統在機械加工中的應用，但設計方案不適用于高速銑削盤類零件的潤滑、冷卻以及油、水、氣、切屑的分離與收集裝置的集成。

技術實現要素：

本發明的第一目的是提供一種適用于高速銑削盤類零件微量潤滑的噴嘴結構，根據工件的尺寸大小，調整噴嘴的直徑尺寸；噴嘴結構上分布多個噴頭，根據加工工件的尺寸，控制參與潤滑、冷卻的噴頭數目。

本發明的第二目的是提供一種高速銑削微量潤滑氣液切屑回收與分離裝置，該裝置可實現油氣屑分離與收集，避免潤滑劑飛揚到空氣中，減少了對空氣的污染，保證了工人生命安全。

為了達成上述目的，本發明提供的第一個技術方案：

高速銑削微量潤滑供液噴嘴結構，包括至少兩個噴嘴本體，噴嘴本體一端與管路殼體連接，相鄰的噴嘴本體之間間隔設定的角度設置，噴嘴本體的另一端為噴頭，噴嘴本體內設有由空心管內部形成的混合通道，混合通道一端與至少兩個管路連通，第一管路中通入氣體，第二管路中通入潤滑油，在管路殼體內部設有與第一管路連通的氣體管路和與第二管路連通的潤滑油管路，氣體管路與潤滑油管路均圍繞管路殼體的中心點設置，噴嘴本體的端部通過螺紋與管路殼體連接。

上述供液噴嘴，可呈環形形狀布置為銑刀加工部分提供潤滑、冷卻作用，因呈環形布置與銑削加工部分形狀相同或相近，與加工部分的接觸面積大，潤滑效果好。

所述管路殼體包括至少兩段，相鄰的管路殼體之間設置鉸接連接件，鉸接連接件可以是合頁，方便管路殼體的打開，以便于安裝或者適用于不同尺寸的銑削刀具或者是工件。

所述噴嘴本體外部為蛇形萬向節形狀設置，這樣便于對噴頭方向的調整，調整噴射流體的流動方向。

每相鄰的兩段管路殼體之間設有可調節兩段管路殼體張開角度的調節桿，通過調節桿對兩段管路殼體之間的距離進行確定，并實現二者張開角度的調節。

所述調節桿包括兩螺紋桿，兩個螺紋桿的一端共同連接到固定調節管，兩螺紋桿的另一端分別通過固定調節桿螺釘與管路殼體連接，進一步地，管路殼體為弧形殼體。

所述空心管內徑大于第一管路內徑，且第一管路與空心管連接端彎折設置，第一管路設置帶凸起的開口，所述第二管路一端彎折地插入到第一管路的開口處；

或者，第二管路與空心管連接端彎折設置，第二管路設置周邊帶凸起的開口，所述第一管路一端彎折地插入到第二管路的開口處；

進一步地，第一管路彎折端與第二管路彎折端的夾角ε滿足18°≦ε≦22°。

在本發明另一實施例中，所述噴嘴本體設有多個時，在管路殼體一側設有用于調整第一管路通氣量、第二管路內通潤滑油量的旋轉軟管夾，旋轉軟管夾一端部突出管路殼體設置，旋轉軟管夾呈圓柱形狀，且可旋入管路殼體，在管路殼體內部另一側設置凸起以便于旋轉軟管夾旋入后擠壓第一管路與第二管路，控制噴嘴結構兩側噴嘴本體的通氣量和油量，第一管路、第二管路以及第三管路均是軟管。

進一步地，所述管路殼體包括有兩段，每段管路殼體一側設有3個噴嘴本體，一段管路殼體上相鄰噴嘴本體的夾角γ、兩段管路殼體之間夾角β以及噴嘴本體與噴嘴本體所在管路殼體邊緣夾角δ參數分別為2°≦β≦5°，35°≦γ≦40°，10°≦δ≦15°。

此外，為了降低對環境的污染，上述噴嘴還包括與所述空心管連通的第三管路，第三管路內通入水；

進一步地，第一管路與空心管連接端彎折設置，第一管路設置周邊帶凸起的開口，所述第二管路、第三管路的一端均彎折地插入到第一管路的開口處；

第一管路的內徑大于第二管路、第三管路的內徑且小于空心管的內徑；

第一管路與第二管路的夾角，第一管路與第三管路的夾角η，滿足10°≦η≦14°。

本發明提供的第二方案是：

一種高速銑削用氣液分離與回收機構，包括油水氣切屑收集罩，油水氣切屑收集罩開口設置于銑削處，油水氣切屑收集罩通過管路與半圓周形蝸旋旋風除塵器連接，在半圓周形蝸旋旋風除塵器的下部設置管道，管道底部設置落料斗，落料斗底部通過落料口與潤滑油收集箱連接，在落料口頂部設置過濾網。

其中，落料口內部為空心結構，落料口外部通過螺紋與落料斗進行螺紋連接，管道通過法蘭與落料斗連接，二者連接處設置有密封圈，避免漏油。

根據旋風分離器求得的分離最小的切屑長度尺寸d_c，為了防止進入落料斗的切屑從過濾網中落下，為了起到油水與切屑分離的目的，過濾網網格直徑d應滿足過濾網的直徑大于落料口內徑。

本發明提供的第三方案是：

一種高速銑削微量潤滑供液系統，包括所述的設于箱體內的高速銑削微量潤滑供液噴嘴結構，在高速銑削微量潤滑供液噴嘴結構的一側設置油水氣切屑收集罩，油水氣切屑收集罩與設于箱體外部的油水氣切屑分離裝置連接，所述管路殼體圍繞銑刀圓周方向設置，若銑刀軸線水平設置，則管路殼體豎直設置，管路殼體呈半圓形狀圍繞銑刀進行設置，在箱體的一側面設置有觀察窗，便于對銑削情況的觀測。

箱體的一側設置開口，箱體開口一側朝向機床設置，實現對現有銑削工序中的潤滑和切屑的收集，其中，油水氣切屑收集罩的入口管路與銑刀的設置位置垂直。

上述油水氣切屑分離裝置，將帶有切屑的氣體進行分離，降低對空氣的污染；其中，水氣切屑收集罩的開口靠近切削部分的切削處設置。

進一步地，第一管路與第二管路穿過箱體設置，且第一管路與第二管路通過輸送管固定夾進行統一夾持，輸送管固定夾設于箱體內部，在箱體表面設置輸送軌道。若設置有第三管路，三個管路通過第二輸送管固定夾進行固定，這樣油水氣切屑分離裝置同樣因重力作用對水進行收集。

輸送管固定夾包括兩半夾，兩半夾的兩端各自呈弧形形狀，兩半夾相對設置，在固定管路后，兩半夾通過螺釘進行緊固。

所述油水氣切屑分離裝置為半圓周形蝸旋旋風除塵器，旋風除塵器入口處設有錐角α，為了使進入除塵器中的流速加快以及避免混合氣體由于在除塵器入口受到阻礙導致進入除塵器的流量減少5°≦α≦10°，保證氣體能夠沿壁面切向進入，旋風除塵器內部設置以D₀/2為半徑，高度為h₁，θ°的圓弧片(D₀為圓筒直徑，h₁為除塵器入口高度)，圓弧片的設置增大了進入分離裝置內氣流的切向速度v，使油水氣切屑更易分離，在旋風除塵器的底部設有落料斗，旋風除塵器固定于支架上。旋風除塵器是用于氣固體系或者液固體系分離的一種設備。工作原理為靠氣流切向引入，造成其旋轉運動，使具有較大慣性離心力的固體顆粒或液滴甩向外壁面分開。

本發明具有以下優點：

1)本發明提供的高速銑削微量潤滑供液噴嘴結構，根據工件的尺寸大小，調整噴嘴的直徑尺寸；噴嘴結構上分布多個噴頭，根據加工工件的尺寸，控制參與潤滑、冷卻的噴頭數目，實現對銑削加工部分的潤滑、冷卻，潤滑效果好。

2)本發明通過箱體的設置可有效避免切屑和霧滴的飛濺，減少加工過程對環境及操作人員造成的危害，同時，通過高速銑削微量潤滑油水氣切屑分離與回收裝置，可有效實現對潤滑劑、切屑和氣體的分離，降低對環境的污染。

3)本發明提供的噴嘴不僅可以實現油氣兩相潤滑及冷卻而且可以實現水氣油三相潤滑與冷卻。

附圖說明

圖1高速銑削加工及油水氣切屑收集裝置軸測圖；

圖2高速銑削加工部分軸測圖；

圖3、4、5高速銑削加工及油水氣切屑收集裝置右視圖、主視圖、俯視圖；

圖6微量潤滑噴嘴裝置軸測圖；

圖7油水氣切屑分離裝置軸測圖；

圖8油水氣切屑分離支撐裝置軸測圖；

圖9為圖8的局部剖視圖；

圖10微量潤滑噴嘴噴頭全剖圖；

圖11(a)、11(b)微量潤滑噴嘴噴頭混合件實施例一軸測圖以及剖視圖；

圖12(a)、12(b)微量潤滑噴嘴噴頭混合件實施例二軸測圖以及剖視圖；

圖13微量潤滑噴嘴與輸送管萬向連接件；

圖14油水氣輸送管固定夾軸測圖；

圖15(a)、15(b)、16(a)、16(b)油水氣切屑分離裝置剖視圖；

圖17(a)、17(b)過濾網環、過濾網與落料口的裝配軸測圖及俯視圖；

圖18(a)、18(b)、18(c)分別為落料口、過濾網、過濾網環軸測圖；

圖19(a)、19(b)、19(c)微量潤滑噴嘴實施例一局部剖視圖；

圖20(a)、20(b)、20(c)微量潤滑噴嘴實施例二局部剖視圖；

其中，Ⅰ-01-輸送管，Ⅰ-02-輸送管固定塊，Ⅰ-03-箱體，Ⅰ-04-觀察窗，Ⅰ-05-銑刀，Ⅰ-06-固定塊螺釘，Ⅰ-07-工件，Ⅰ-08-萬向連接件，Ⅰ-09-輸送管固定夾，Ⅰ-10-固定夾螺釘，Ⅰ-11-固定夾螺母，Ⅰ-12-油水氣輸送管軌道，Ⅰ-13-固定調節桿螺釘，Ⅰ-14-固定調節桿，Ⅰ-15-固定調節管，Ⅰ-16-氣管，Ⅰ-17-油管，Ⅰ-18-管路殼體，Ⅰ-19-合頁，Ⅰ-20-合頁螺釘，Ⅰ-21-軟管夾，Ⅰ-22-噴頭，Ⅰ-23-混合件，Ⅰ-24-水管；Ⅱ-01-收集罩，Ⅱ-02-分離裝置頂蓋，Ⅱ-03-油水氣切屑分離裝置，Ⅱ-04-落料斗，Ⅱ-05-分離器螺栓，Ⅱ-06-密封圈，Ⅱ-07-分離器螺母，Ⅱ-08-過濾網環，Ⅱ-09-過濾網，Ⅱ-10-落料口；Ⅲ-01-分離裝置支架，Ⅲ-02-分離裝置支架圓環，Ⅲ-03-分離支架螺釘，Ⅲ-04-分離支架螺母。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述。

如圖1至圖5所示，是一種高速銑削微量潤滑供液系統的結構圖。

如圖1所示，一種高速銑削微量潤滑供液系統分為三部分，由高速銑削加工部分Ⅰ、油水氣切屑收集部分Ⅱ、油水氣切屑分離支撐部分Ⅲ組成。

如圖2至圖5、圖13、圖14所示，輸送管Ⅰ-01通過蛇形萬向節Ⅰ-08連接管路殼體，兩段管路殼體可構成一個半圓，且上下圍繞銑刀上下設置。噴嘴放置在工件和高速銑刀加工接觸的區域，與弧線相齊。在箱體的上部，輸送管固定塊Ⅰ-02固定油水氣輸送管Ⅰ-01并與箱體Ⅰ-03接觸，裝置中的兩根輸送管通過輸送管固定夾Ⅰ-09來保持固定兩管。連接有半圓型噴嘴的氣、輸送管Ⅰ-01通過輸送管固定塊Ⅰ-02固定在箱體Ⅰ-03上，輸送管固定塊為兩塊拼接的磁性材料，箱體Ⅰ-03材料為鐵，輸送管固定塊可吸附在箱體Ⅰ-03上表面。箱體Ⅰ-03上開有油水氣輸送管軌道Ⅰ-12，油水氣輸送管軌道Ⅰ-12水平設置在箱體Ⅰ-03上，通過輸送管固定塊帶動輸送管可以沿軌道移動，調整輸送管以及噴嘴相對于銑刀的位置；通過固定塊上的固定塊螺釘Ⅰ-06來固定輸送管在箱體以及噴嘴的位置；能夠通過觀察窗Ⅰ-04觀察工件加工狀況。

如圖6、圖10、圖11(a)、11(b)所示，是半圓型微量潤滑噴嘴，油氣分別由連接噴嘴上下結構的油氣輸送管提供。該結構設有6個噴頭分布在兩段連接的管路殼體Ⅰ-18上，噴嘴本體外部通過螺紋與管路殼體連接，其中考慮到噴頭噴射角度避免交叉浪費噴射，一段管路殼體上相鄰噴嘴本體的夾角γ、兩段管路殼體之間夾角β以及噴嘴本體與噴嘴本體所在管路殼體邊緣夾角δ參數分別為2°≦β≦5°，35°≦γ≦40°，10°≦δ≦15°，管路殼體Ⅰ-18通過合頁Ⅰ-19連接，一側通過固定調節桿螺釘Ⅰ-13連接固定調節桿Ⅰ-14，兩個固定調節桿Ⅰ-14通過固定調節管Ⅰ-15螺紋連接，其中兩固定調節桿Ⅰ-14螺紋旋向相反，固定調節管Ⅰ-15兩端螺紋旋向分別與對應的固定調節桿Ⅰ-14相同；另一側設有軟管夾Ⅰ-21。6個噴頭可以對工件-刀具進行有效的潤滑及冷卻，輸送管輸送的氣、油、水通過6個噴頭分別通過混合件Ⅰ-23進行混合噴出，根據工件的尺寸，噴嘴結構的管路殼體可以通過合頁Ⅰ-19調整，通過固定調節桿螺釘Ⅰ-13、固定調節桿Ⅰ-14、固定調節管Ⅰ-15固定。由于噴嘴內部的水、氣、潤滑油管均是軟管，當工件尺寸較小時，噴嘴內部的水、氣、油管通過旋轉軟管夾Ⅰ-21旋轉調整，使得噴嘴內部的軟管受到擠壓，達到使流經管路殼體兩側噴頭的氣、油減少至零。

如圖7、15(a)、15(b)和圖16(a)、16(b)、17(a)、17(b)所示，油水氣切屑分離裝置Ⅱ-03前端套入收集罩Ⅱ-01，油水氣切屑分離裝置Ⅱ-03下端通過法蘭與落料斗Ⅱ-04螺栓連接，分離裝置Ⅱ-03與落料斗Ⅱ-04中間設置密封圈Ⅱ-06，防止氣壓下降，落料口Ⅱ-10通過螺紋連接與落料斗Ⅱ-04相連，過濾網Ⅱ-09通過過濾網環Ⅱ-08固定在落料口Ⅱ-10上端部。高速銑削加工部分通過噴嘴噴出的高壓、高速混合液攜帶著切屑進入油水氣切屑收集罩Ⅱ-01，分離裝置入口有錐角α，5°≦α≦10°，使得油、水、氣、切屑混合物沿壁面進入分離器，分離器為半圓周形蝸旋旋風除塵器(尺寸參數根據《除塵裝置系統及設備設計選用手冊》設計)。

旋風除塵器內塵粒獲得的離心力課根據物理學方程(1)求得

式中F-塵粒獲得的離心力，N；

ω-塵粒繞除塵器軸旋轉的角速度(即旋轉角速度)，rad/s；

R-塵粒與除塵器軸的距離(旋轉半徑)，m；

m-塵粒質量，kg；

d-塵粒直徑，m；

ρ-塵粒真密度，kg/m³；

v-塵粒的切線速度，m/s。

氣流進入旋風除塵器后，作旋轉運動，在慣性離心力的作用下移向外壁，在氣流和重力共同作用下沿壁面落下，分離的切屑落入落料斗Ⅱ-04，分離裝置頂蓋Ⅱ-02防止切屑隨著旋轉的氣體由上方排出。

而除塵器的除塵效率的高低體現在除塵器能夠捕集的最小粉塵顆粒直徑，即臨界粒徑d_c。臨界粒徑按式(2)表達，即

式中d_c-捕集塵粒的臨界粒徑，m；

K-塵粒性質校正系數；

μ-氣體動力黏度，P(1Pa·s＝10P)；

ρ-塵粒密度，kg/m³；

v-氣流切線速度，m/s；

b、h₁、h-旋風除塵器結構尺寸(其中h為內圓筒高度，b為進口寬度，h₁為進口高度)，m。

臨界粒徑越小，除塵器的除塵效率越好。為了提高除塵效率，盡可能增大h以及入口氣流切線速度v。

由連續性方程(3)

Av＝C (3)

式中A-橫截面積，m²；

v-流體流速，m/s；

C-恒定，m³/s。

通過在除塵器內部設置以D₀/2為半徑，高度為h₁，θ°的圓弧片(D₀為圓筒直徑，h₁為除塵器入口高度)，50°≦θ≦70°，切線速度相對于進口速度增大，更有利于油、水、氣、切屑的分離與收集。

根據旋風分離器求得的分離最小的切屑長度尺寸d_c，為了防止進入落料斗Ⅱ-04的切屑從過濾網Ⅱ-09中落下，起到油水與切屑分離的目的，網格直徑d應滿足當切屑、油、水落入落料斗后，由于過濾網的作用，尺寸大于過濾網尺寸的切屑落在過濾網上，而油、水通過過濾網落下。當切屑收集到一定程度，旋下過濾網將收集的切屑進行回收。

如圖8和圖9所示，分離裝置支架圓環Ⅲ-02通過分離支架螺釘Ⅲ-03、分離支架螺母Ⅲ-04固定在分離裝置支架Ⅲ-01上。

如圖10所示，為微量潤滑噴嘴本體，噴嘴本體外部具有可以調節噴射方向的蛇形萬向節。

如圖11(a)、(b)所示，夾角ε，在保證氣體為主，氣體方向不可大幅度改變以免導致能量損失，18°≦ε≦22°。油管插入氣管，并在結合處氣、油混合。其中氣管內徑大于油管，以氣管為主體，油管插入氣管時氣、油能夠充分混合。

如圖12(a)、(b)所示，夾角η，10°≦η≦14°。水管、油管插入氣管，并在結合處氣、油、水混合。其中氣管內徑大于油管、水管，以氣管為主體，水管、油管插入氣管時氣、油、水能夠充分混合。

如圖13所示，為微量潤滑噴嘴與輸送管萬向連接件，既可以起到調節角度的作用，又可以支撐重量不大的噴嘴。

如圖17(a)、17(b)、18(a)、18(b)、18(c)所示，為油水氣過濾裝置，其中過濾網格為d×d的方格，過濾網Ⅱ-09放置在落料口Ⅱ-10上端部，直徑尺寸小于落料口Ⅱ-10外徑，大于落料口Ⅱ-10內徑；過濾網環Ⅱ-08的圓環直徑尺寸稍小于落料口Ⅱ-10外徑，將過濾網Ⅱ-09固定在落料口Ⅱ-10上。

如圖19(a)、(b)、(c)所示，為微量潤滑噴嘴實施例一，此方案為油、氣混合，潤滑油既可以是可降解植物油、潤滑脂以及不可降解礦物油。油氣管的支管連接混合件Ⅰ-23，混合件Ⅰ-23與氣管Ⅰ-16、油管Ⅰ-17分別通過混合件Ⅰ-23上的凸起定位。

如圖20(a)、(b)、(c)所示，為微量潤滑噴嘴實施例二，此方案為油、氣、水三相混合，工作原理同上。

上述潤滑系統，在箱體中銑刀與工件接觸的一側放置有半圓型微量潤滑噴嘴，在另一側放置切屑分離裝置。通過噴嘴噴出的高壓氣體攜帶著切削液對銑削部分進行潤滑和冷卻，高壓氣體攜帶著切屑進入油水氣切屑分離裝置，在分離裝置中，氣、液、固混合物沿著分離器壁面旋轉，由于慣性離心力的作用，使得切屑、液滴甩向外壁面進而與氣體分離，分離的切屑進入落料斗，由于過濾網的作用，將尺寸較大的切屑留在過濾網上，油水通過過濾網流下，達到油水氣切屑的分離與收集。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。