固體顆粒磨削液復合加工供給系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種固體顆粒磨削液復合加工供給系統，它包括油箱，油箱通過電磁鐵與超聲波振動發生器連接；油箱內部設有粗粒徑區域、中粒徑區域和細粒徑區域，每個區域設有一個對應的供油口并與相應的液壓管路連接；液壓管路與電磁換向閥連接，電磁換向閥出口通液壓管路與泥漿泵、溢流閥連接，溢流閥通過金屬軟管與超聲波振動噴嘴連接；超聲波振動發聲器、電磁鐵均與控制器連接。它在一個裝置上連續進行磨削加工、研拋加工、在線修銳砂輪復合加工，充分利用了固體顆粒具有更強的冷卻性能和沖擊加工能力的優點，有效解決磨削燒傷，提高工件表面完整性和加工精度，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。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種機械加工領域中的復合加工裝置，尤其涉及一種固體顆粒磨削液復合加工供給系統。
技術介紹
在普通磨削中，由于高溫和碾壓產生的工件表層材料過度塑性變形、微裂紋、殘余應力和表面層污染等，會在工件上形成表面缺陷層，增大表面粗糙度和波紋度。這將影響零件疲勞強度、抗蝕性能和接觸剛度，使零件滿足不了較高的使用要求。因此，重要零件需要在磨削后進行去除表面缺陷層、降低粗糙度和波紋度的研拋加工。由強化換熱理論可知，固體的傳熱能力遠大于液體和氣體。常溫下固體材料的導 熱系數要比流體材料大幾十倍甚至上百倍。懸浮有金屬、非金屬或聚合物固體顆粒的液體的導熱系數要比純液體大許多。在磨削介質中添加固體顆粒，如研拋加工中普遍采用的氧化鋁、碳化硅、氮化硅、金剛石、立方氮化硼磨料可進一步增加磨削介質的導熱系數，提高對流熱傳遞的能力。為此，申請人在先申請了 201010004222. 2號納米磨削工藝及納米磨削液專利，它將固體顆粒加入磨削介質中制成固體顆粒磨削液，即固體顆粒與磨削液(礦物油、或乳化液)以一定體積分數含量配比混合。但目前，磨削加工和研拋加工這兩道工序需要在不同的設備上進行，這不僅增加了工時和成本，而且工件在傳輸過程中，其表面容易發生不必要的磕破、劃傷，影響到表面的加工質量和形位精度。工件的磨削和研拋加工不能在同一設備上連續進行的重要原因是兩個工序所用的介質不同，磨削加工時需要注入起冷卻、潤滑和清洗作用的磨削液，而研拋加工則需注入磨料與流體混合的研拋液，而目前尚沒有能實現磨削與研拋一體化的加工設備以及在一臺設備中能同時供應這兩種加工所用液體介質的裝置。若在同一磨床上裝配兩套供液裝置，既不便安裝，也不便操作，還會增加設備成本和作業成本。
技術實現思路
本技術的目的就是為解決目前磨削和研拋加工不能設置在同一設備上的問題，提供一種固體顆粒磨削液復合加工供給系統，它將油箱內盛裝的固體顆粒磨削液篩選成三個區域，分別是粗粒徑區域、中粒徑區域和細粒徑區域，細粒徑區域含有的磨料粒徑為5^10 μ m,中粒徑區域含有的磨料粒徑集中在If 50 μ m，粗粒徑區域含有的磨料粒徑集中在51^63 μ m。磨削加工使用細粒徑區域的固體顆粒磨削液,進一步提高磨削介質的換熱能力；研拋加工使用中粒徑區域的固體顆粒磨削液，對磨削加工后的工件進行研拋加工，進一步提高工件的表面質量與表面完整性；此外砂輪如果變鈍，喪失磨削能力，可使用粗粒徑區域的固體顆粒磨削液，借助于超聲波振動噴嘴給固體顆粒磨削液中懸浮的磨料以很大的速度和加速度撞擊砂輪表面，去除砂輪磨料間的結合劑，進行在線修銳砂輪。它在一個裝置上可連續進行磨削加工、研拋加工、在線修銳砂輪的復合加工過程，充分利用了固體顆粒具有更強的冷卻性能和沖擊加工能力的優點，有效解決磨削燒傷，提高工件表面完整性和加工精度，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。為實現上述目的，本技術采用如下技術方案一種固體顆粒磨削液復合加工供給系統，它包括油箱，油箱通過電磁鐵與超聲波振動發生器連接；油箱內部設有粗粒徑區域、中粒徑區域和細粒徑區域，每個區域設有一個對應的供油口并與相應的液壓管路連接；液壓管路與電磁換向閥連接，電磁換向閥出口通液壓管路與泥漿泵、溢流閥連接，溢流閥通過金屬軟管與超聲波振動噴嘴連接；超聲波振動發聲器、電磁鐵均與控制器連接。所述油箱側面設有液位計，在底部設有放油塞，頂部設有換氣閥；同時在油箱內還設有回油區，回油區設有回油口，回油區由交錯布置的隔板組成半 包圍區域；在該半包圍區域外為細粒徑區域、中粒徑區域以及粗粒徑區域，其中，細粒徑區域由孔徑為粒徑為5-lOum的篩板圍成，中粒徑區域由粒徑為ll-50um的篩板圍成，粗粒徑區域為細粒徑區域、中粒徑區域外的剩余區域，其磨料粒徑在51-63um。所述電磁換向閥為三位四通閥，它包括閥體和閥芯，在閥體上設有A、B、C三個入口，分別與粗粒徑區域、中粒徑區域和細粒徑區域相連接；還設有一個P出口與管路連接；閥芯安裝在閥體的通道內，通過沿通道的運動打開或關閉A、B、C、P各口。所述超聲波振動噴嘴包括上端塊和下端塊，兩者之間設有壓電陶瓷，并由壓緊螺栓將三者壓緊；下端塊通過螺栓與變幅桿固連，變幅桿下端為圓錐面，其內設有橫截面為矩形的噴孔II，沿高度方向，寬度不變為2 5_，而長度逐漸變大；在噴孔II的上方為與其垂直設置的橫向進孔I ;壓電陶瓷與鎳片連接，鎳片與超聲波發生器連接，超聲波發生器與控制器連接。所述溢流閥與金屬軟管之間還設有壓力表、流量計。所述變幅桿為陶瓷材料變幅桿。所述變幅桿的長度為聲波半波長的整數倍，壓電陶瓷加上下端塊的長度為聲波半波長的整數倍；變幅桿上部圓柱橫截面積與下端塊的橫截面積相等，控制變幅桿下部圓錐橫截面積，使圓錐下端面振幅放大I. 2^2. 6倍。一種采用固體顆粒磨削液復合加工供給系統的加工工藝，對工件進行普通磨削、研拋以及普通磨削過程中對砂輪修銳的操作過程如下對工件進行普通磨削(I)電磁鐵通電，使其吸住油箱；(2)超聲波振動發生器通電，使油箱內的磨削液與磨料混合均勻；(3)調整好超聲波振動噴嘴角度；(4)調節溢流閥的溢流壓力，使其設置為O. 4^0. 5MPa ；(5)電磁換向閥的得電，閥芯移動，使油箱細粒徑區域即磨料粒徑為5 10μπι的固體顆粒磨削液通過管路與泥漿泵相連接；(6)工件定位、夾緊，啟動砂輪與泥漿泵，固體顆粒磨削液經電磁換向閥、泥漿泵、流量計、金屬軟管、超聲波振動噴嘴進入砂輪\工件之間，即進行普通磨削；普通磨削過程中，當工件表面粗糙度Ra為3. 2 I. 6 μ m時，即結束普通磨削，開始對工件進行研拋；在普通磨削過程中，若砂輪磨鈍，工件的表面質量及精度都會下降，此時需要對砂輪進行在線修銳，去除磨料間的結合劑，此時轉入步驟(9)；對工件進行研拋(7)電磁換向閥失電，閥芯回到中間位置，使油箱中粒徑區域即磨料粒徑為1Γ50 μ m的固體顆粒磨削液通過管路與泥漿泵相連接；(8)砂輪停止切入進給，調節其他磨削參數，含有中粒徑磨料的固體顆粒磨削液在砂輪拖拽作用下進入磨削區，開始對工件進行研拋；(9)修銳時，先停止砂輪，關閉泥漿泵；(10)調整噴嘴位置，使噴嘴垂直于砂輪外圓表面，并使噴嘴與砂輪外圓表面的距 離為5 10mm ；(11)電磁換向閥5得電，閥芯移動，使油箱粗粒徑區域即磨料粒徑為51飛3μπι的固體顆粒磨削液通過管路與泥漿泵相連接；(12)啟動砂輪，砂輪轉速不要太高，速度為2(T60r/min ；(13)開啟泥漿泵，使含粗粒徑磨料的固體顆粒磨削液進入電磁換向閥、泥漿泵、流量計、金屬軟管、超聲波振動噴嘴垂直噴向砂輪外圓；(14)超聲波發生器通電，使超聲波振動噴嘴開始振動，為固體顆粒磨削液修銳砂輪提供能量；(15)修銳結束時，依次關閉泥漿泵、超聲波發生器、電磁換向閥、超聲波振動發聲器、電磁鐵。本技術的有益效果是在一個裝置上可連續進行磨削加工、研拋加工、在線修銳砂輪的復合加工過程。將油箱內盛裝的固體顆粒磨削液經過超聲波振動混合均勻后篩選成三個區域，分別是粗粒徑區域、中粒徑區域和細粒徑區域，細粒徑區域含有的磨料粒徑為5 10 μ m,中粒徑區域含有的磨料粒徑為If 50 μ m,粗粒徑區域本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種固體顆粒磨削液復合加工供給系統，其特征是，它包括油箱，油箱通過電磁鐵與超聲波振動發生器連接；油箱內部設有粗粒徑區域、中粒徑區域和細粒徑區域，每個區域設有一個對應的供油口并與相應的液壓管路連接；液壓管路與電磁換向閥連接，電磁換向閥出口通液壓管路與泥漿泵、溢流閥連接，溢流閥通過金屬軟管與超聲波振動噴嘴連接；超聲波振動發聲器、電磁鐵均與控制器連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張強，李長河，王勝，
申請(專利權)人：青島理工大學，
類型：實用新型
國別省市：