CN109876945A - 一种喷口形式可变的二次雾化汽雾冷却喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明设计了一种喷口形式可变的二次雾化汽雾冷却喷嘴，喷嘴整体结构分为喷嘴前壳、喷嘴内芯、喷嘴后壳和密封盖四个部分，喷嘴内芯前端的喷口孔隙板与喷嘴前壳上的喷口挡板同轴安装，喷嘴内芯可实现周向转动，喷嘴内芯的内部设计了圆形撞击板和气液混合室等结构。该喷嘴能够在汽雾冷却***工作过程中实现喷嘴的喷口形式的改变；此外，相比于普通喷嘴，该喷嘴增强了雾化效果，能够有效的降低高温合金加工时产生的高温，减轻切屑粘刀和改善刀具磨损等问题。

Description

一种喷口形式可变的二次雾化汽雾冷却喷嘴

技术领域

本发明涉及一种喷口形式可变的二次雾化汽雾冷却喷嘴，属于汽雾冷却加工技术领域，主要应用于汽雾冷却下高温合金的切削加工过程中。

技术背景

科技进步迫使机械加工工业不断进行技术革新，近些年来，航空航天事业的蓬勃发展带动材料学的不断进步，各种难加工材料的不断出现，给机械制造行业提出了新的挑战。高温合金具有良好的热强性能、热稳定性能及热疲劳性能，能在600-1000℃的高温氧化气氛和腐蚀条件下工作，常用于制造航空发动机中的涡轮叶片、涡轮盘、燃烧室、涡轮传动轴、汽轮机转子等零件。而近些年来大量经验积累表明，良好的材料性能也使高温合金成为典型的难加工材料，在切削时常出现切削温度高、切屑粘刀、刀片磨损严重等加工问题。针对这些问题，对高温合金的切削加工中，采用汽雾冷却的冷却润滑方法。大量实验研究表明汽雾冷却能够显著降低高温合金切削过程中的切削温度，减轻刀屑粘结和改善刀具磨损问题。汽雾冷却是是一种绿色环保的冷却方式，相比于传统切削，能大大地减少切削液的用量，实现高效的冷却润滑效果，降低切削液对环境造成的污染和对操作者健康的影响。目前，国内外对汽雾冷却切削技术被广泛地应用到钻削、铣削、车削、磨削和锯切等多种切削工艺当中，加工范围相比干式切削更加广泛。

发明内容

本发明要解决的技术问题：对于汽雾冷却喷雾***，其喷嘴的喷口形式(喷口孔径尺寸、形状和数量)往往是不变的。若想改变必须在喷雾***停止工作的前提下，通过重新安装其他喷口形状的喷嘴才能得以实现，而这在实际加工过程中，操作十分不便且影响加工进度；此外，一些喷嘴的雾化效果较差，这不仅减弱了汽雾冷却对切削加工过程的冷却润滑效果，也造成切削液的浪费。为了解决汽雾冷却***工作时喷嘴的喷口形式无法改变以及喷嘴雾化效果差等问题，本发明提供了一种喷口形式可变的二次雾化汽雾冷却喷嘴，喷嘴能够在汽雾冷却***工作过程中实现喷嘴喷口形式的改变，并增强了喷嘴的雾化效果，能够有效的降低切削温度，减轻刀屑粘结和改善刀具磨损等问题。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种喷口形式可变的二次雾化汽雾冷却喷嘴，其结构主要分为4个部分：喷嘴前壳、喷嘴内芯、喷嘴后壳和密封盖。喷嘴前壳上的喷口挡板有3个均匀分布的扇形开口，在喷嘴内芯的喷口孔隙板上设计有呈扇形分布的三种不同尺寸、形状和数量的喷口孔隙，通过喷嘴内芯的喷口孔隙板与喷嘴前壳上的喷口挡板配合转位，即可在汽雾冷却***工作过程中实现喷嘴喷口三种形式的转变；在喷嘴内芯的内部，有储液室、液体通道、储气室、气体通道、气液混合室和撞击板。液体和气体通过各自入口分别进入储液室和储气室，液体通过液体通道在流到气液混合室的入口时，受到气体通道流出的高压气体的冲击，使其克服了液体的表面张力，而分散成小液滴。气体夹带着小液滴，先后撞击到气液混合室内的撞击板和喷口孔隙板内表面，使小液滴发生两次碎化，体积变得更小，最后随着高压气流从孔隙喷射而出，形成雾化效果较好的汽雾。

本发明的有益效果是：一种喷口形式可变的二次雾化汽雾冷却喷嘴，能够在汽雾冷却***工作过程中实现喷嘴喷口形式的改变；增强了喷嘴的雾化效果，有效的降低切削温度，减轻刀屑粘结及改善刀具磨损问题；安装方便，操作简单，实用性强。

附图说明

图1喷口形式可变的二次雾化汽雾冷却喷嘴***图及装配图。

图2喷嘴前壳结构图。

图3喷嘴内芯结构图。

图4喷嘴内芯的喷口孔隙板放大图。

图5喷嘴后壳结构图。

图6密封盖结构图。

图7喷嘴内芯气液雾化原理图。

图中标记：1喷嘴前壳；2喷嘴内芯；3喷嘴后壳；4密封盖；5喷口挡板；6转动旋钮；7喷口孔隙板；8孔隙；9螺纹A；10螺纹B；11进气口；12进液口；13橡胶密封圈；14连接螺纹；15撞击板；16气液混合室；17液体通道；18气体通道；19储液室；20储气室。

具体实施方式

在图1中，本发明提供的一种喷口形式可变的二次雾化汽雾冷却喷嘴整体结构主要分为喷嘴前壳(1)、喷嘴内芯(2)、喷嘴后壳(3)和密封盖(4)等四个部分，采用螺纹连接，结构紧凑安装方便。

结合图2、图3、图4、图5和图6所示，喷嘴前壳(1)前端的喷口挡板(5)有3个均匀分布的扇形开口，喷嘴内芯(2)的喷口孔隙板(7)上设计有呈扇形均匀分布的三种不同尺寸、形状和数量的孔隙(8)，通过调节转动旋钮(6)使得同轴安装的喷嘴内芯(2)的喷口孔隙板(7)与喷嘴前壳(1)上的喷口挡板(5)配合转位，实现喷嘴三种喷口形式的转变。喷嘴后壳(3)前端加工有螺纹A(9)，与喷嘴前壳(1)后端的内螺纹配合，形成螺纹连接；喷嘴后壳(3)后端加工有螺纹B(10)，与密封盖(4)的内螺纹配合，形成螺纹连接，三者将喷嘴内芯(2)牢固地囊括在内部，并使其可实现轴向转动。密封盖(4)的两个橡胶密封圈(13)一方面可以起到密封作用，防止气体或液体漏出；另一方面在安装时，起到一定的弹性容差的作用，使接触更加密切牢固。液体和气体通过密封盖(4)后端的进气口(11)和进液口(12)流入喷嘴，连接螺纹(14)，用于配合外部连接的管道。

在图7中，为喷嘴内芯气液雾化原理图，在喷嘴内芯的内部，设计有撞击板(15)、气液混合室(16)、液体通道(17)、气体通道(18)、储液室(19)和储气室(20)。液体和气体通过各自入口分别进入储液室(19)和储气室(20)，储液室(19)内的液体通过液体通道(17)在流到气液混合室(16)的入口时，受到气体通道(18)流出的高压气体的冲击，使其克服了液体的表面张力，而分散成小液滴。气流夹带着小液滴，撞击到气液混合室(16)内的撞击板(15)，使小液滴发生第一次碎化，体积变得更小。碎化后的小液滴随着气液混合室(16)内部形成的气体涡流扩散到喷口孔隙板(7)内表面附近，并再次与喷口孔隙板(7)内表面发生第二次撞击，液滴进一步碎化，个体体积变得更小，并随着气流从孔隙(8)喷射而出，形成雾化效果较好的汽雾。

Claims (3)

1.一种喷口形式可变的二次雾化汽雾冷却喷嘴，整体结构主要有喷嘴前壳、喷嘴内芯、喷嘴后壳和密封盖四个部分，采用螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的一种喷口形式可变的二次雾化汽雾冷却喷嘴，其特征是：喷嘴内芯前端的喷口孔隙板上设计有呈扇形均匀分布的三种不同尺寸、形状和数量的孔隙，且喷口孔隙板与喷嘴前壳上的喷口挡板同轴安装，喷嘴内芯可实现周向转动。

3.根据权利要求1所述的一种喷口形式可变的二次雾化汽雾冷却喷嘴，其特征是：喷嘴内芯的内部，设计有圆形撞击板、气液混合室、液体通道、气体通道、储液室和储气室。