一种低温冷风装置的制作方法

本发明涉及机械加工冷却技术领域，具体涉及一种低温冷风装置及其使用方法。

背景技术：

目前线路板的机加工过程中，由于刀具与工件之间由于切削或钻削会产生大量的热量，如不加以冷却，会对加工精度和工件的理化性质具有诸多不利影响。现有的冷却方式包括冷却液冷却和风冷却，这些冷却方式普遍存在以下不足：采用特殊刀具和使用冷却液成本高；冷却效果不理想，并且冷却液飞溅，容易造成环境污染；冷却液进入切削屑，增大处理成本；冷却液对某些材质（如镁、铝等金属）有影响，容易造成这些材质产品的质量降低。

因此，风冷却由于具有使用、存储、保洁和处理方便等优点，且对环境和操作者身体健康不会像切削液一样造成不利后果，而受到普遍重视。但现有技术的冷风机，出风角度和出风位置不便调节，且不同工作区域的冷却需要不同的冷却温度，现有的有根据工件加工处的温度对冷风机的出风温度进行自动调节，但冷风机在使用过程中，其出风风速调节不方便，需要靠近冷风机进行操作，会对操作者的身体健康造成一定影响。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种在工作过程中出风角度和出风位置可调节，能够根据所加工的工作区域温度对冷风机的出风风速进行自适应调节，且操作安全、方便快捷，冷却效果好的低温冷风装置及其使用方法。

本发明是通过以下技术方案实现的 ：一种低温冷风装置及其使用方法，包括压缩机、至少一把冷风枪和用于固定冷风枪位置的机械臂；所述冷风枪包括枪体设置在枪体下方的进气管、设置在枪体一侧的热风管、设置在枪体内部与出风口连接的冷风管、位于枪体一侧的出风口，所述枪体内设置有与进气管连通的混气腔，所述枪体内部还设置有涡流室、隔热层和散热块，所述隔热层设置于所述冷风管外部，所述散热块设置于所述热风管外部，所述混气腔通过设置在散热块上的导气孔与涡流室相连通，所述热风管和冷风管的一侧与涡流室在不同的位置分别相贯通，所述冷风管另一侧设有出气管，所述出气管末端设置有出风口，所述进气管一端与压缩机连接，所述冷风枪出风口处设置有角度调节器。

所述枪体的横截面呈圆形，所述出风口为中空圆台体结构，所述出风口的径向尺寸沿冷风出气方向逐渐减小，所述圆台体的锥度为60-85°。

所述出风口在出风端的底面圆直径与出气管的内径比为1:1.5-1:3，所述出风口在出风端的底面圆直径与出气管沿中轴线的长度之比为1:8-1:15。

通过设置圆台体的出风口，以及出风口在出风端的底面圆直径与出气管的内径的比值和对出风口在出风端的底面圆直径与出气管沿中轴线的长度的比值进一步的限定，可以在压缩机提供的气体流量和气体压力一定的条件下，进一步增强出风口冷空气的流量，能够有效达到很好的节能效果。

所述低温冷风装置还设有至少一个温度传感器和风速调节器，所述温度传感器设置于所述冷风枪出风口周围，所述风速调节器设置于所述压缩机内部，所述温度传感器与所述风速调节器连接，所述冷风枪可通过风速调节器吹出不同流量的冷风。优选的，所述温度传感器为两个，并对称设置在出风口的两端。通过设置在出风口周围的温度传感器实时监测该冷风枪所处的工作区域的环境温度，将温度信息反馈至风速调节器，根据设定的工作环境温度，风速调节器通过调节压缩机的进气流量和进气压力来控制冷气流的温度及流量大小。

所述机械臂包括臂座、液压缸和连接臂，所述臂座底部设有转盘，所述转盘能够带动所述臂座在水平方向转动，所述臂座上部设置有所述液压缸，所述液压缸上的活塞杆与所述连接臂连接，所述连接臂可在竖直平面内转动的，所述连接臂上固定设置有至少一把所述冷风枪。通过将机械臂固定在加工区域周围，经转盘和连接臂的作用，可对冷风枪的出风角度和出风位置进行旋转调节，使出风口与加工件的工作区域获得很好的相对位置关系，以达到最佳的冷却效果。

本发明的低温冷风装置的工作原理为：通过压缩机将压缩空气从进气管流入混气腔，高压气流在通过导气孔时由于压力增高温度上升，气流携带的热量经过散热块吸收传导至枪体外，散热块可以用吸热较快的铜、铝等金属，更加快散热，导气孔引导高压气流进入涡流室，气流在涡流室内高速旋转，外圈空气以高达每分钟两百万转的速度旋转，内圈空气以相同速度反向旋转，涡流内外圈空气会发生热交换，涡流的中心区温度会急剧下降，外层气流和内层气流在旋转的同时向相反的方向运动，外圈的热气流通过热风管排出，内圈的冷风通过冷风管流向出风口排出，气流在通过混气腔时由于保温层的作用可阻止冷气流与混气腔内的气体发生热交换，冷气流通过冷风枪出风口对工作区域进行降温。通过设置在出风口周围的温度传感器实时监测该冷风枪所处的工作区域的环境温度，将温度信息反馈至风速调节器，根据设定的工作环境温度，风速调节器通过调节压缩机的进气流量和进气压力来控制冷气流的温度及流量大小。

一种上述低温冷风装置的使用方法，具体步骤包括：

S1. 在切削或钻削的过程中，通过机械臂固定冷风枪的位置，对不同工作区域进行冷风冷却，以降低被加工区域的温度 ；

S2. 通过温度传感器对加工过程中的温度进行监测，并将监测的信息反馈到风速调节器，风速调节器根据所检测的温度控制压缩机的进气流量和进气压力，以控制低温冷风装置冷风的温度和流量。

在步骤S1中，所述不同工作区域包括工件的加工区域、已加工区域和待加工区域，低温冷风装置包括有至少一把冷风枪对三个区域形成吹冷风降温，所述冷风枪可通过风速调节器分别吹出不同流量的冷风。

在步骤 S2中，在步骤 S2中，冷风枪出风口的工作高度为7-13mm，即出风口的出风端距离工作区域的垂直距离为7-13mm。

在步骤S1中，冷风枪出风口与加工区域、已加工区域或待加工区域的中心位点的角度在30-75°之间。

在步骤S1中，通过冷风枪吹风，加工区域、已加工区域或待加工区域的环境温度保持在20-25℃之间。

本发明的积极进步效果在于 ：

1. 本发明提供的低温冷风装置及其使用方法，在工作过程中低温冷风装置可根据不同工作区域的要求通过机械臂调节出风角度和出风位置，并通过温度传感器对不同工作区域的环境温度进行实时监测，并反馈至风速调节器上的控制模板，对位于不同工作区域的冷风枪出风风速进行自适应调节，且操作安全、方便快捷，冷却效果好；

2. 本发明中冷风装置不使用冷却液，无需氟利昂及臭氧等化学品，无冷却油污，零化学损耗或残留，不污染工作环境，对加工的任何部件没有腐蚀性。

3. 本发明制冷风过程中不产生任何废弃物，产生洁净的冷却气体，适用于大规模的工业化生产使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图 ；

图2为本发明冷风枪的剖视图；

图3为本发明的局部结构示意图；

图4为本发明的一种具体加工方法应用示意图；

图5为本发明的另一具体加工方法应用示意图；

图6为本发明的另一具体加工方法应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

实施例1

一种低温冷风装置，包括压缩机3、单把冷风枪1和用于固定冷风枪位置的机械臂2；所述冷风枪包括枪体 11、设置在枪体下方的进气管12、设置在枪体一侧的热风管13、设置在枪体内部与出风口连接的冷风管14、位于枪体一侧的出风口15，所述枪体11内设置有与进气管12连通的混气腔16，所述枪体内部还设置有涡流室17、隔热层18和散热块19，所述隔热层设置于所述冷风管14外部，所述散热块设置于所述热风管13外部，所述混气腔16通过设置在散热块19上的导气孔191与涡流室17相连通，所述热风管12和冷风管14的一侧与涡流室17在不同的位置分别相贯通，所述冷风管另一侧设有出气管152，所述出气管末端设置有出风口151，所述进气管12一端与压缩机3连接，所述冷风枪出风口处设置一角度调节器，以便调节吹出冷风与钻针中心线形成的角度。

所述枪体11的横截面呈圆形，所述出风口15为中空圆台体结构，所述出风口15的径向尺寸沿冷风出气方向逐渐减小，所述圆台体的锥度为85°。

所述出风口15在出风端151的底面圆直径与出气管152的内径比为1:3，所述出风口在出风端151的底面圆直径与出气管152沿中轴线的长度之比为1:8。

所述低温冷风装置还设有两个温度传感器4和风速调节器，所述温度传感器设置于所述冷风枪出风口15周围，所述风速调节器设置于所述压缩机内部，所述温度传感器与所述风速调节器连接，所述冷风枪可通过风速调节器吹出不同流量的冷风。

所述机械臂2包括臂座21、液压缸22和连接臂23，所述臂座底部设有转盘20，所述转盘20能够带动所述臂座21在水平方向转动，所述臂座21上部设置有所述液压缸22，所述液压缸上的活塞杆221与所述连接臂23连接，所述连接臂可在竖直平面内转动的，所述连接臂上固定设置有一把所述冷风枪1。

一种上述低温冷风装置的使用方法，具体步骤包括：

S1. 在切削或钻削的过程中，通过机械臂2固定冷风枪1的位置，对线路板5不同工作区域进行冷风冷却，以降低被加工区域的温度 ；

S2. 通过温度传感器对加工过程中的温度进行监测，并将监测的信息反馈到风速调节器，风速调节器根据所检测的温度控制压缩机的进气流量和进气压力，以控制低温冷风装置的的冷风的温度和流量。

在步骤S1中，所述不同工作区域包括工件的加工区域、已加工区域和待加工区域，低温冷风装置包括有单把冷风枪对三个区域形成吹冷风降温，所述冷风枪可通过风速调节器分别吹出不同流量的冷风。

在步骤 S2中，冷风枪出风口的工作高度为10mm，即出风口的出风端151距离工作区域的垂直距离为10mm。

在步骤S1中，冷风枪出风口与加工区域、已加工区域或待加工区域的中心位点的角度为60°。

在步骤S1中，通过冷风枪吹风，加工区域、已加工区域或待加工区域的环境温度保持在22℃。

实施例2

一种低温冷风装置，包括压缩机3、两把冷风枪1和用于固定冷风枪位置的机械臂2；所述冷风枪包括枪体 11、设置在枪体下方的进气管12、设置在枪体一侧的热风管13、设置在枪体内部与出风口连接的冷风管14、位于枪体一侧的出风口15，所述枪体11内设置有与进气管12连通的混气腔16，所述枪体内部还设置有涡流室17、隔热层18和散热块19，所述隔热层设置于所述冷风管14外部，所述散热块设置于所述热风管13外部，所述混气腔16通过设置在散热块19上的导气孔191与涡流室17相连通，所述热风管12和冷风管14的一侧与涡流室17在不同的位置分别相贯通，所述冷风管另一侧设有出气管152，所述出气管末端设置有出风口151，所述进气管12一端与压缩机3连接，所述冷风枪出风口处设置一角度调节器，以便调节吹出冷风与钻针中心线形成的角度。

所述枪体11的横截面呈圆形，所述出风口15为中空圆台体结构，所述出风口15的径向尺寸沿冷风出气方向逐渐减小，所述圆台体的锥度为60°。

所述出风口15在出风端151的底面圆直径与出气管152的内径比为1:1.5，所述出风口在出风端151的底面圆直径与出气管152沿中轴线的长度之比为1:15。

所述低温冷风装置还设有一个温度传感器4和风速调节器，所述温度传感器设置于所述冷风枪出风口15周围，所述风速调节器设置于所述压缩机内部，所述温度传感器与所述风速调节器连接，所述冷风枪可通过风速调节器吹出不同流量的冷风。

所述机械臂2包括臂座21、液压缸22和连接臂23，所述臂座底部设有转盘20，所述转盘20能够带动所述臂座21在水平方向转动，所述臂座21上部设置有所述液压缸22，所述液压缸上的活塞杆221与所述连接臂23连接，所述连接臂可在竖直平面内转动的，所述连接臂上固定设置有两把所述冷风枪1。

一种上述低温冷风装置的使用方法，具体步骤包括：

S1. 在切削或钻削的过程中，通过机械臂2固定冷风枪1的位置，分别对线路板5不同工作区域进行冷风冷却，以降低被加工区域的温度 ；

S2. 通过温度传感器对加工过程中的温度进行监测，并将监测的信息反馈到风速调节器，风速调节器根据所检测的温度控制压缩机的进气流量和进气压力，以控制低温冷风装置的的冷风的温度和流量。

在步骤S1中，所述不同工作区域包括工件的加工区域、已加工区域和待加工区域，低温冷风装置包括有两把冷风枪对三个区域形成环绕式吹冷风降温，所述冷风枪可通过风速调节器分别吹出不同流量的冷风。

在步骤 S2中，冷风枪出风口的工作高度为7mm，即出风口的出风端151距离工作区域的垂直距离为7mm。

在步骤S1中，冷风枪出风口与加工区域、已加工区域或待加工区域的中心位点的角度为30°。

在步骤S1中，通过冷风枪吹风，加工区域、已加工区域或待加工区域的环境温度保持在20℃。

实施例3

一种低温冷风装置，包括压缩机3、三把冷风枪1和用于固定冷风枪位置的机械臂2；所述冷风枪包括枪体 11、设置在枪体下方的进气管12、设置在枪体一侧的热风管13、设置在枪体内部与出风口连接的冷风管14、位于枪体一侧的出风口15，所述枪体11内设置有与进气管12连通的混气腔16，所述枪体内部还设置有涡流室17、隔热层18和散热块19，所述隔热层设置于所述冷风管14外部，所述散热块设置于所述热风管13外部，所述混气腔16通过设置在散热块19上的导气孔191与涡流室17相连通，所述热风管12和冷风管14的一侧与涡流室17在不同的位置分别相贯通，所述冷风管另一侧设有出气管152，所述出气管末端设置有出风口151，所述进气管12一端与压缩机3连接，所述冷风枪出风口处设置一角度调节器，以便调节吹出冷风与钻针中心线形成的角度。

所述枪体11的横截面呈圆形，所述出风口15为中空圆台体结构，所述出风口15的径向尺寸沿冷风出气方向逐渐减小，所述圆台体的锥度为70°。

所述出风口15在出风端151的底面圆直径与出气管152的内径比为1:2.5，所述出风口在出风端151的底面圆直径与出气管152沿中轴线的长度之比为1:11。

所述低温冷风装置还设有四个温度传感器4和风速调节器，所述温度传感器设置于所述冷风枪出风口15周围，所述风速调节器设置于所述压缩机内部，所述温度传感器与所述风速调节器连接，所述冷风枪可通过风速调节器吹出不同流量的冷风。

所述机械臂2包括臂座21、液压缸22和连接臂23，所述臂座底部设有转盘20，所述转盘20能够带动所述臂座21在水平方向转动，所述臂座21上部设置有所述液压缸22，所述液压缸上的活塞杆221与所述连接臂23连接，所述连接臂可在竖直平面内转动的，所述连接臂上固定设置有三把所述冷风枪1。

一种上述低温冷风装置的使用方法，具体步骤包括：

S1. 在切削或钻削的过程中，通过机械臂2固定冷风枪1的位置，分别对线路板5不同工作区域进行冷风冷却，以降低被加工区域的温度 ；

S2. 通过温度传感器对加工过程中的温度进行监测，并将监测的信息反馈到风速调节器，风速调节器根据所检测的温度控制压缩机的进气流量和进气压力，以控制低温冷风装置的的冷风的温度和流量。

在步骤S1中，所述不同工作区域包括工件的加工区域、已加工区域和待加工区域，低温冷风装置包括有三把冷风枪对三个区域形成环绕式吹冷风降温，所述冷风枪可通过风速调节器分别吹出不同流量的冷风。

在步骤 S2中，冷风枪出风口的工作高度为10mm，即出风口的出风端151距离工作区域的垂直距离为10mm。

在步骤S1中，冷风枪出风口与加工区域、已加工区域或待加工区域的中心位点的角度为60°。

在步骤S1中，通过冷风枪吹风，加工区域、已加工区域或待加工区域的环境温度保持在22℃。

实施例4

一种低温冷风装置，包括压缩机3、三把冷风枪1和用于固定冷风枪位置的机械臂2；所述冷风枪包括枪体 11、设置在枪体下方的进气管12、设置在枪体一侧的热风管13、设置在枪体内部与出风口连接的冷风管14、位于枪体一侧的出风口15，所述枪体11内设置有与进气管12连通的混气腔16，所述枪体内部还设置有涡流室17、隔热层18和散热块19，所述隔热层设置于所述冷风管14外部，所述散热块设置于所述热风管13外部，所述混气腔16通过设置在散热块19上的导气孔191与涡流室17相连通，所述热风管12和冷风管14的一侧与涡流室17在不同的位置分别相贯通，所述冷风管另一侧设有出气管152，所述出气管末端设置有出风口151，所述进气管12一端与压缩机3连接，所述冷风枪出风口处设置一角度调节器，以便调节吹出冷风与钻针中心线形成的角度。

所述枪体11的横截面呈圆形，所述出风口15为中空圆台体结构，所述出风口15的径向尺寸沿冷风出气方向逐渐减小，所述圆台体的锥度为75°。

所述出风口15在出风端151的底面圆直径与出气管152的内径比为1:2，所述出风口在出风端151的底面圆直径与出气管152沿中轴线的长度之比为1:9。

所述低温冷风装置还设有三个温度传感器4和风速调节器，所述温度传感器设置于所述冷风枪出风口15周围，所述风速调节器设置于所述压缩机内部，所述温度传感器与所述风速调节器连接，所述冷风枪可通过风速调节器吹出不同流量的冷风。

所述机械臂2包括臂座21、液压缸22和连接臂23，所述臂座底部设有转盘20，所述转盘20能够带动所述臂座21在水平方向转动，所述臂座21上部设置有所述液压缸22，所述液压缸上的活塞杆221与所述连接臂23连接，所述连接臂可在竖直平面内转动的，所述连接臂上固定设置有三把所述冷风枪1。

一种上述低温冷风装置的使用方法，具体步骤包括：

S1. 在切削或钻削的过程中，通过机械臂2固定冷风枪1的位置，分别对线路板5不同工作区域进行冷风冷却，以降低被加工区域的温度 ；

S2. 通过温度传感器对加工过程中的温度进行监测，并将监测的信息反馈到风速调节器，风速调节器根据所检测的温度控制压缩机的进气流量和进气压力，以控制低温冷风装置的的冷风的温度和流量。

在步骤S1中，所述不同工作区域包括工件的加工区域、已加工区域和待加工区域，低温冷风装置包括有三把冷风枪对三个区域形成环绕式吹冷风降温，所述冷风枪可通过风速调节器分别吹出不同流量的冷风。

在步骤 S2中，冷风枪出风口的工作高度为13mm，即出风口的出风端151距离工作区域的垂直距离为13mm。

在步骤S1中，冷风枪出风口与加工区域、已加工区域或待加工区域的中心位点的角度为75°。

在步骤S1中，通过冷风枪吹风，加工区域、已加工区域或待加工区域的环境温度保持在25℃。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。对于本发明中所有未详尽描述的技术细节，均可通过本领域任一现有技术实现。