微量润滑油雾供应系统的制作方法

本发明涉及微量润滑技术领域，特别是涉及一种微量润滑油雾供应系统。

背景技术：

深孔指的是孔的深度l与孔的直径d比大于5的孔，甚至多数情况下深孔的深径比l/d≥100。深孔加工是一种专业化程度较强的孔加工技术，刀具受孔径的限制，直径小、长度大，造成刀具的刚性差、强度低，切削时易产生振动、波纹、锥度，进而影响深孔的直线度和表面粗糙度。

在深孔的加工过程中，刀具依靠导向块的自导向作用来工作，导向块与孔壁之间由于相互挤压会产生较大的摩擦，在传统湿式深孔加工过程中，高压切削油会在导向块与孔壁之间形成一层油膜，加工时起润滑作用，减小摩擦力；如无油膜，导向块会很快被磨损和撕裂，造成切削振动或打刀。其次，深孔加工是在封闭的空间进行的，刀具排屑通道较长，加工中产生的切削热量远大于普通车削加工，又不能像普通干式车削加工，可以通过提高切削速度来加快散热，因为这会造成无法排屑及刀具急剧磨损。再次，深孔加工过程中普通的外喷冷却润滑系统很难讲切削液输送到切削区，从而导致刀具耐用度降低，而且排屑也困难。最后，深孔加工过程中会使用大量的循环切削油来完成排屑、冷却和润滑刀具，因此切削油的消耗量较大，不仅会增大加工成本，而且对加工场所会造成油污染，威胁操作人员的身体健康，同时带油铁屑的处理又会造成空气及环境的污染。

因此，为了解决深孔加工过程中的冷却润滑和排屑的问题，一种方案是采用内冷刀具和内冷机床来进行加工。主要是将切削液通入到内冷主轴当中，再通过内冷刀具的内冷孔喷射出来，将切削液输送到切削区域，同时将切屑通过内冷刀具上的排屑槽排出来。此种方案在一定程度上能够解决冷却润滑和排屑的问题，但是加工过程中还是需要使用大量的切削液，一方面增加了消耗成本，另一方面造成环境污染，也给操作人员的身体健康造成了影响。

另一种改进方案同样是采用内冷刀具和内冷机床，但是向内冷主轴通入的是微量的油和压缩气体的混合物，即微量润滑（minimalquantitylubrication，mql）。这是一种金属加工的润滑方式，即半干式切削，指的是将压缩气体（空气、氮气、二氧化碳等）与极微量的润滑油混合汽化后，形成微米级的液滴，喷射到加工区进行有效润滑。此种方案是将mql通过内冷主轴，经刀具的内冷孔喷射到切削区域，同时将切屑从刀具的排屑槽带出来，不仅能够解决冷却润滑和排屑，还节约切削液。然而不同直径大小的刀具，其内冷孔的大小也不同，在同一种压力状态下的微量润滑油雾从不同大小的内冷孔喷射出来，其冷却润滑和排屑效果差异较大，很难保证一致的效果。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种可以根据不同大小的内冷孔而调节微量润滑油雾量大小的微量润滑油雾供应系统。

一种微量润滑油雾供应系统，包括：

雾化罐，所述雾化罐内设置有至少两个雾化器，所述雾化罐上开设有油雾出口，所述油雾出口用于与内冷机床的主轴相连通；

第一压力传感器，用于检测所述雾化罐内的压力；

至少两根并联设置的第一输气管，所述第一输气管的一端至少与一所述雾化器的进气口相连通，所述第一输气管上设置有第一通断阀；

第一通气管，所述第一通气管的一端与压缩空气源相连通，所述第一通气管的另一端与所述第一输气管相连通，所述第一通气管上设置有第一控制阀，各所述第一输气管相互并联后再与所述第一通气管串联设置，所述第一控制阀用于控制通向所述第一输气管内的气体的压力；

第二通断阀、增压泵及储气罐，所述第二通断阀、所述增压泵及所述储气罐连接在所述第一通气管上，所述第二通断阀设置于所述增压泵的入口前，所述第二通断阀用于控制所述增压泵的入口的开闭，所述增压泵的出口与所述储气罐相连通，所述增压泵用于将压缩空气源的气体进行增压后储存到所述储气罐中，所述储气罐上设置有第二压力传感器；

第二通气管，与所述第一通气管并联设置，所述第二通气管的一端与所述压缩空气源相连通，所述第二通气管上设置有第一单向阀；

第二输气管，所述第二输气管的一端与所述第二通气管的另一端相连通，所述第二输气管的另一端与所述雾化罐相连通，所述第二输气管上设置有第二控制阀；及

控制器，所述控制器与所述第一压力传感器、所述第一通断阀、所述第一控制阀、所述第二通断阀及所述第二压力传感器电连接。

在其中一个实施例中，还包括进气管，所述进气管的一端用于与压缩空气源相连接，另一端分别与所述第一通气管及所述第二通气管相连接，所述进气管上还设置有调压过滤二连件，所述调压过滤二连件与所述第一通气管及所述第二通气管串联。

在其中一个实施例中，所述第一输气管的数量为两根，其中一根所述第一输气管的一端与一所述雾化器的进气口相连通，另一根所述第一输气管的一端与两个所述雾化器的进气口相连通。

在其中一个实施例中，所述雾化器的吸油口通过油液输送管与所述雾化罐相连通，所述油液输送管上设置有第二单向阀。

在其中一个实施例中，所述第二输气管上还设置有第三单向阀，所述第三单向阀位于所述第二控制阀与所述雾化罐之间。

在其中一个实施例中，还包括补气管，所述补气管的一端与所述第一通气管相连通且与所述第一控制阀并联设置，所述补气管的另一端与所述第二输气管的一端相连通且与所述第二通气管并联设置，所述补气管上设置有第三通断阀。

在其中一个实施例中，所述第一通断阀为电磁阀；和/或

所述第二通断阀为电磁阀。

在其中一个实施例中，所述第一控制阀为比例阀；和/或

所述第二控制阀为比例阀。

在其中一个实施例中，所述雾化罐还设有加油口；和/或

所述雾化罐内还设有液位开关，所述液位开关与所述控制器电连接，所述液位开关用于检测所述雾化罐内的液位情况。

在其中一个实施例中，所述雾化罐还设有排压口，所述排压口分别连接手动泄压开关和泄压阀的入口，所述泄压阀的出口连接调节阀，所述泄压阀及所述调节阀与所述控制器电连接。

在其中一个实施例中，还包括人机交互一体机，所述人机交互一体机与所述控制器电连接，所述人机交互一体机具有人机交互界面。

上述微量润滑油雾供应系统至少具有以下优点：

通常在加工一个零件时，需要用到多把内冷刀具先后进行加工，而每把内冷刀具的内冷孔的孔径可能不一样。因此，在加工零件之前，需要对每一把内冷刀具进行调试，为每一把内冷刀具选定参数，参数包括压力差等级和雾化器开启的数量，压力差p3指的是第一控制阀的压力值p1与雾化罐内的设定压力值p2之差，p3=p1-p2。压力差不变时，雾化器制造油雾的能力不变，雾化器开启数量确定了雾化量的大小。

对内冷刀具进行调试时，将某一直径的内冷刀具装配至内冷机床的主轴上，选用控制器内预先设定的且与该直径的内冷刀具较为相关的其中一组参数进行调试，根据该组参数系统会自动设定第一控制阀的压力值为p1，设定雾化罐内所需的压力值为p2。也可以根据特定的要求，自定义设置第一控制阀的压力值为p1，雾化罐内所需的压力值为p2。

根据第一控制阀的压力值p1设定储气罐所需的压力值，与第二压力传感器反馈的压力值对比，当反馈的压力值小于设定的最小值时，控制第二通断阀打开，进而使增压泵处于增压工作状态，一旦反馈的压力值达到设定的最大值，控制第二通断阀关闭，同时控制增压泵停止工作，确保储气罐储存的气体压力值由始至终维持在设定的压力范围值内。

第一压力传感器实时监测雾化罐内的压力值为p2’，控制器控制第二控制阀的压力值为p2”，稳定工作后，系统会时刻将p2’与p2进行比对：

如果p2’等于p2，说明此时的参数设置合适，可选定该参数对应的压力差等级和雾化器开启数量作为该内冷刀具的工作参数；如果p2’始终小于p2，系统会对p2”进行微调使p2’增大，目的是使p2’与p2尽可能的相等；如果p2’小于p2达到一定范围时，说明所选用的设置参数不适合此内冷刀具的内冷孔，需增加雾化器的开启数量；当p2’大于p2时，控制器会将p2”值逐渐减小，目的是使p2’与p2尽可能的相等，当p2’大于p2达到一定范围时，说明所选用的设置参数不适合此内冷刀具的内冷孔，需减少雾化器的开启数量。如果通过增加或减少雾化器的开启数量仍然达不到要求，则需重新选择另外的一组压力差进行调试，直到p2’等于p2。

等所有内冷刀具的参数都选定好后，在零件的加工过程中，只要更换内冷刀具，系统就会自动切换到这把刀所需要的压力差等级和雾化器开启的数量，实现根据不同大小的内冷孔而调节微量润滑油雾量大小的目的，可以有效保证冷却润滑和排屑效果一致。

附图说明

图1为一实施方式中的微量润滑油雾供应系统的原理示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

请参阅图1，一实施方式中的微量润滑油雾供应系统1，能够根据具有不同大小的内径孔的内冷刀具2，自动调节微量润滑油雾量的大小，以保证冷却润滑和排屑效果一致。

具体地，微量润滑油雾供应系统1包括雾化罐10、雾化器11、第一压力传感器12、第一输气管13、第一通气管14、第二通断阀15、增压泵16、储气罐17、第二通气管18、第二输气管19及控制器21。

雾化罐10内用于盛装切削油。具体地，雾化罐10内具有切削油液区和雾化区，切削油液区主要位于雾化罐10的底部或底部和中部，切削油盛装在切削油液区，雾化区主要位于顶部或顶部和中部，产生的油雾位于雾化区。切削油液区与雾化区之间还可以设置有隔板22，隔板22上形成有开孔。

雾化器11的数量至少为两个。具体到本实施方式中，雾化器11的数量为三个。当然，在其他的实施方式中，雾化器11的数量还可以为两个、四个等等。雾化器11具有进气口、吸油口及喷口，吸油口与雾化罐10相连通，喷口与雾化罐10相连通，雾化罐10上还开设有油雾出口23，油雾出口23用于与内冷机床的主轴相连。雾化罐10内的切削油经过吸油口通入雾化器11内，经过雾化器11雾化后，由喷口喷入到雾化区，然后从油雾出口23喷出，输入到内冷机床的主轴24上，再输入到内冷刀具2的内冷孔中。

第一压力传感器12用于检测雾化罐10内的压力。具体地，第一压力传感器12设置于雾化罐10上，用于实时检测雾化罐10内的压力值p2’。第一压力传感器12与控制器21电连接。

第一输气管13的数量为至少两根，且各第一输气管13并联设置。第一输气管13的一端至少与一雾化器11的进气口相连通，第一输气管13上设置有第一通断阀25，第一通断阀25与控制器21电连接，控制通过控制第一通断阀25的开关控制第一输气管13的通断。例如，第一通断阀25可以为电磁阀。

具体到本实施方式中，第一输气管13的数量为两根，两根第一输气管13相互并联设置，每一第一输气管13上设置有一第一通断阀25。其中一根第一输气管13的一端与一雾化器11的进气口相连通，另一根第一输气管13的一端与两个雾化器11的进气相连通。因此，当只开启与一个雾化器11的进气口相连通的第一输气管13上的第一通断阀25时，油雾量为等级一；当只开启与两个雾化器11的进气口相连通的第一输气管13上的第一通断阀25时，油雾量为等级二；当同时开启两个第一通断阀25时，油雾量为等级三。

第一通气管14的一端与压缩空气源相连通，第一通气管14的另一端与第一输气管13相连通，压缩空气源的空气从第一通气管14通入并输送至第一输气管13内。第一通气管14上设置有第一控制阀26，各第一输气管13相互并联后再与第一通气管14串联设置，第一控制阀26用于控制通向第一输气管13内的气体的压力。第一控制阀26与控制器21电连接，通过控制器21控制第一控制阀26。具体地，第一控制阀26可以为比例阀，采用比例阀，电信号便于传递，能简单地实现远距离控制，而且输出的流量和压力可以不受负载变化的影响。

第二通断阀15、增压泵16及储气罐17连接在第一通气管14上，第二通断阀15设置于增压泵16的入口前，第二通断阀15用于控制增压泵16的入口的开闭，增压泵16的出口与储气罐17相连通，增压泵16用于将压缩空气源的气体进行增压后储存到储气罐17中。第二通断阀15可以为电磁阀，第二通断阀15与控制器21电连接，通过控制器21控制第二通断阀15的开闭，以控制第一通气管14的通断。储气罐17上设置有第二压力传感器27，第二压力传感器27与控制器21电连接，第二压力传感器27用于实时检测储气罐17内的压力值。

第二通气管18与第一通气管14并联设置，第二通气管18的一端与压缩空气源相连通，第二通气管18上设置有第一单向阀28，第一单向阀28使得气体只能从压缩空气源经第二通气管18输入至雾化罐10内，而不能反向流动。

第二输气管19的一端与第二通气管18的另一端相连通，第二输气管19的另一端与雾化罐10相连通。即，气体经第二通气管18向第二输气管19的方向输入，并输入至雾化罐10内。第二输气管19上设置有第二控制阀29，第二控制阀29与控制器21电连接，通过控制器21控制第二控制阀29。第二控制阀29可以为比例阀，采用比例阀，电信号便于传递，能简单地实现远距离控制，而且输出的流量和压力可以不受负载变化的影响。

上述微量润滑油雾供应系统1至少具有以下优点：

通常在加工一个零件时，需要用到多把内冷刀具2先后进行加工，而每把内冷刀具2的内冷孔的孔径可能不一样。因此，在加工零件之前，需要对每一把内冷刀具2进行调试，为每一把内冷刀具2选定参数，参数包括压力差等级和雾化器11开启的数量，压力差p3指的是第一控制阀26的压力值p1与雾化罐10内的设定压力值p2之差，p3=p1-p2。压力差不变时，雾化器11制造油雾的能力不变，雾化器11开启数量确定了雾化量的大小。

对内冷刀具2进行调试时，将某一直径的内冷刀具2装配至内冷机床的主轴24上，选用控制器21内预先设定的且与该直径的内冷刀具2较为相关的其中一组参数进行调试，根据该组参数系统会自动设定第一控制阀26的压力值为p1，设定雾化罐10内所需的压力值为p2，p2的值必须设定成低于p1的值。也可以根据特定的要求，自定义设置第一控制阀的压力值为p1，雾化罐内所需的压力值为p2。

根据第一控制阀26的压力值p1设定储气罐17所需的压力值，与第二压力传感器27反馈的压力值对比，当反馈的压力值小于设定的最小值时，控制第二通断阀15打开，进而使增压泵16处于增压工作状态，一旦反馈的压力值达到设定的最大值，控制第二通断阀15关闭，同时控制增压泵16停止工作，确保储气罐17储存的气体压力值由始至终维持在设定的压力范围值内。

第一压力传感器12实时监测雾化罐10内的压力值为p2’，控制器21控制第二控制阀29的压力值为p2”，稳定工作后，系统会时刻将p2’与p2进行比对：

如果p2’等于p2，说明此时的参数设置合适，可选定该参数对应的压力差等级和雾化器11开启数量作为该内冷刀具2的工作参数；如果p2’始终小于p2，系统会对p2”进行微调使p2’增大，目的是使p2’与p2尽可能的相等；如果p2’小于p2达到一定范围时，说明所选用的设置参数不适合此内冷刀具2的内冷孔，需增加雾化器11的开启数量；当p2’大于p2时，控制器21会将p2”值逐渐减小，目的是使p2’与p2尽可能的相等。当p2’大于p2达到一定范围时，说明所选用的设置参数不适合此内冷刀具2的内冷孔，需减少雾化器11的开启数量。如果通过增加或减少雾化器11的开启数量仍然达不到要求，则需重新选择另外的一组压力差进行调试，直到p2’等于p2。

当一把刀具选定好参数后，系统会给这套参数分配一个程序代码，等所有内冷刀具2的参数都选定好后，也即是所有刀具2均有对应的程序代码，在零件的加工过程中，只要更换内冷刀具2，系统就会自动切换到这把刀所需要的压力差等级和雾化器11开启的数量，实现根据不同大小的内冷孔而调节微量润滑油雾量大小的目的，可以有效保证冷却润滑和排屑效果一致。

例如，在本实施方式中，雾化器11的数量为三个，系统内部设定好的压力差p3的等级有8个，因此，该系统已设置好3*8=24种特定的油雾量大小。在系统的使用过程中，可以根据实际情况对这24种特定油雾量大小进行调用。此外，为了应对一些特殊加工需求，系统还可以对油雾量的大小进行自定义设置，即自定义雾化器11的工作个数，同时自定义压力差p3的大小，从而自定义改变油雾量的大小。

进一步地，微量润滑油雾供应系统1还包括进气管31，进气管31的一端用于与压缩空气源相连接，另一端分别与第一通气管14及第二通气管18相连接。进气管31上还设置有调压过滤二连件32，调压过滤二连件32与第一通气管14及第二通气管18串联设置。因此，压缩空气源的气体经过调压过滤二连件32过滤后，通过三通接头分成两路，一路连接到第一通气管14，另一路连接到第二通气管18。

进一步地，雾化器11的吸油口通过油液输送管33与雾化罐10相连通。油液输送管33的一端与吸油口相连，另一端与雾化罐10的底部相连，雾化罐10底部的切削油通过油液输送管33输入雾化器11进行雾化。油液输送管33的数量至少为两根。例如，油液输送管33的数量与雾化器11的数量相等。油液输送管上设置有第二单向阀34，当雾化器11工作时，切削油从雾化罐10的底部流向油液输送管33，然后流向雾化器11的吸油口以制造油雾。当雾化器11停止工作时，每条油液输送管33上设置的第二单向阀34可以阻止被吸入油液输送管33的切削油流回雾化罐10而储存在油液输送管33中，为下一次工作节省时间。

微量润滑油雾供应系统1还包括补气管20，补气管20的一端与第一通气管14相连通且与第一控制阀26并联设置，补气管20的另一端与第二输气管19的一端相连通且与第二通气管18并联设置，补气管20上设置有第三通断阀30。第三通断阀30与控制器21电连接，通过控制器21控制第三通断阀30的开闭，以控制储气罐17内的增压气体是否补入雾化罐10内。具体地，第三通断阀30可以为电磁阀。

当p2大于压缩空气源的压力值时，控制器21控制第三通断阀30打开，储气罐17中的高压气体通过第二控制阀29调压至p2，进而由补气管20经第二输气管19通入雾化罐10内，目的是使雾化罐10内的压力值尽量保持至p2；当p2小于压缩空气源的压力值时，控制器21第三通断阀30关闭，此时未经过增压泵16增压的气体由第二通气管18经第二输气管19通过第一单向阀28，再经过第二控制阀29调压至p2后进入雾化罐10内，目的是确保雾化罐10内的压力。

进一步地，第二输气管19上还设置有第三单向阀35，第三单向阀35位于第二控制阀29与雾化罐10之间。因此，可以有效保证气体只能经由第二输气管19输入至雾化罐10内，而无法从雾化罐10内回流至第二输气管19内。

进一步地，雾化罐10还设置有加油口36，当雾化罐10中的切削油太少时，需停止工作，从加油口36向雾化罐10内假如切削油。

进一步地，油雾出口23通过油雾喷出管37与内冷机床的主轴24相连接，油雾喷出管37上设置有开关阀38，开关阀38与控制器21电连接，通过控制器21控制开关阀38的开闭。

进一步地，微量润滑油雾供应系统1还包括人机交互一体机3，人机交互一体机3与控制器21电连接，人机交互一体机3具有人机交互界面，可以通过人机交互界面向人机交互一体机3输入信息，方便操作人员快捷地响应。

进一步地，雾化罐10内还设有液位开关39，液位开关39与控制器21电连接，液位开关39用于检测雾化罐10内的液位情况。具体地，雾化罐10内设有至少两个浮球的液位开关39，液位开关39的电信号传递至控制器21，实时反馈当前的液位情况。当切削油太少时，低液位触发，通过电信号传递至控制器21，控制器21传递至人机交互界面显示及时加油处理信息。

进一步地，雾化罐10还设有排压口40，排压口40分别连接手动泄压开关41和泄压阀42的入口，泄压阀42的出口连接调节阀43，泄压阀42及调节阀43与控制器21电连接。泄压阀43的电信号连接到控制器21，由控制器21控制泄压阀43打开和关闭。当运行过程中，需要自动更换时，参数调用也随之改变，当需要比较的低的雾化罐10内压力时，多余的压力通过泄压阀43打开，从排压口40快速的排出。

进一步地，雾化罐10的底部还设置有排液口，排液口处设置有排液阀44，开启排液阀44时，雾化罐10内的切削油可以通过排液口排出雾化罐10。雾化罐的顶部还设置有排气口，排气口处设置有排气阀45，开启排气阀45时，雾化罐10内的油雾可以通过排气口排出雾化罐10。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。