一种适用于铣床的可变位调压变径的环形微量润滑装置

1.本发明属于微量润滑技术领域，涉及一种适用于铣床的可变位调压变径的环形微量润滑装置。


背景技术：

2.在我国机床使用程度非常普及，对工业发展起到了巨大的推动作用，但是在切削的过程中需要大量的切削液，造成了一定的环境污染，而微量润滑技术(mql)也叫最小量润滑，只需采用极少量的润滑油与压缩空气混合雾化就可以实现润滑。相对于传统的浇注式润滑，微量润滑是一种绿色的冷却润滑方式，可以减少切削液的使用，降低环境污染，对现代工业的发展起到了推动作用，所以急需大力发展微量润滑技术。
3.就现今的微量润滑技术而言还有存在很多的缺陷。很多实验可以表明喷嘴的角度和喷嘴到铣刀的距离会影响实际的润滑效果进而影响加工质量，而由于喷嘴的角度和位置需要不断变化，但与其适配的喷嘴较少，容易造成润滑液的浪费。
4.在铣削的过程中，铣刀和工件接触的部分是切削热最大的部位，而铣刀于工件接触表面是不断变化的，比如在铣削端面时工件和刀具接触部分和铣削槽的接触位置是不同的，现有润滑技术来说喷嘴在铣削过程中都是定点喷射，那么有时喷嘴就不能准确的喷射到切削位置。特别地在微铣削领域，工件和铣刀的接触面积很小，如油雾喷射位置不准确，那么很难对铣削部位进行降温以及排削。
5.因此，研究一种适用于铣床的可变位调压变径的环形微量润滑装置具有十分重要的意义。


技术实现要素：

6.为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种适用于铣床的可变位调压变径的环形微量润滑装置。
7.为达到上述目的，本发明采用的方案如下：
8.一种适用于铣床的可变位调压变径的环形微量润滑装置，包括旋转盘、固定盘、微量润滑系统、喷嘴、旋转机构和升降机构；
9.旋转盘水平放置，其上表面设有环形油路i，其下表面设有两个以上不同直径的出油口；环形油路i同时与微量润滑系统的出油口和旋转盘的出油口连通；旋转盘的出油口中只有一个与喷嘴连接；
10.固定盘位于旋转盘的上方，且密封环形油路i；
11.微量润滑系统内设有调压器，不同气体需要的压力不一样所以需要调压器调压，可适应不同工件的切削以及可使用不同种类的气体雾化；
12.铣床的铣刀从旋转盘的中心处穿出，旋转盘的出油口环绕铣刀分布；
13.旋转机构用于带动旋转盘水平旋转，升降机构用于带动旋转盘上下运动，旋转机构和升降机构配合实现了铣床在切削工作时可以任意的变化喷嘴的位置实现了变位的功
能。
14.本发明的适用于铣床的可变位调压变径的环形微量润滑装置中的“可变位”是指喷嘴高度角度都可改变，进而可实现调整变动喷嘴位置；“可调压”是指可调整管道的压力；“可变径”是指可以改变出油口的直径。
15.作为优选的技术方案：
16.如上所述的一种适用于铣床的可变位调压变径的环形微量润滑装置，旋转盘的出油口的数量为4，且环绕铣刀圆周均布。
17.如上所述的一种适用于铣床的可变位调压变径的环形微量润滑装置，4个旋转盘的出油口的分别为直径20mm的出油口、直径24mm的出油口、直径30mm的出油口和直径36mm的出油口，在切削不同工件和使用不同气体时需要哪种直径的出油口，则将喷嘴安装在此出油口上，其余出油口则用盖子拧上。
18.如上所述的一种适用于铣床的可变位调压变径的环形微量润滑装置，旋转盘的出油口与喷嘴通过一段直管和一段弯管连接，弯管同时与直管和喷嘴连接，旋转盘的出油口与喷嘴的连接方式如此设置可确保喷嘴到铣刀的距离合适。
19.如上所述的一种适用于铣床的可变位调压变径的环形微量润滑装置，还包括压板；固定盘由共轴的上圆柱和下圆柱构成，下圆柱的直径小于上圆柱；压板位于下圆柱的下方，且与其连接；旋转盘套在下圆柱上，夹在上圆柱和压板之间；
20.上圆柱的下端面设有环形油路ii，环形油路i和环形油路ii的断面都为半圆形，二者合成一个断面为圆形的环形油路；上圆柱的上端面设有进油口，进油口同时与微量润滑系统的出油口和环形油路ii连通；
21.铣刀从压板内穿出。
22.如上所述的一种适用于铣床的可变位调压变径的环形微量润滑装置，旋转机构包括步进电机i、电机固定板i、小齿轮和大齿轮；步进电机i通过电机固定板i与上圆柱连接；小齿轮套在步进电机i的输出轴上且与其固定连接，且与大齿轮啮合；大齿轮套在旋转盘上且与其固定连接；步进电机i与机床的数控系统连接。
23.如上所述的一种适用于铣床的可变位调压变径的环形微量润滑装置，升降机构包括步进电机ii、同步带轮ii、同步带轮i、同步带、轴套和螺杆；同步带轮ii与同步带轮i通过同步带连接；同步带轮ii套在步进电机ii的输出轴上；同步带轮i套在轴套上，轴套套在螺杆上，二者滚珠丝杠连接；螺杆的下端与上圆柱连接(具体可采用螺钉固定)；步进电机ii与机床的数控系统连接。
24.如上所述的一种适用于铣床的可变位调压变径的环形微量润滑装置，升降机构还包括轴承、电机固定板ii和轴承固定板；升降机构安装在主轴箱的内部；步进电机ii通过电机固定板ii与主轴箱连接；轴承套在轴套上；轴承通过轴承固定板与主轴箱连接。
25.如上所述的一种适用于铣床的可变位调压变径的环形微量润滑装置，升降机构共两组，二者对称布置，不会阻碍到铣刀的运动轨迹，使整体机构受力均匀。
26.如上所述的一种适用于铣床的可变位调压变径的环形微量润滑装置，每组升降机构对应两个轴承和两个轴承固定板，两个轴承分别位于同步带轮i的上下两侧，轴承需成对使用才能抵消轴向力，使用轴承可使轴套做旋转运动而固定板实现固定升降机构的功能。
27.有益效果
28.(1)本发明的一种适用于铣床的可变位调压变径的环形微量润滑装置，通过旋转机构可以按实际切削情况改变喷嘴的角度(角度是指喷嘴绕铣刀中心轴旋转的角度，而旋转盘旋转则带动喷嘴旋转，改变了这个角度)，而通过升降机构可以改变喷嘴的高度，在铣削的过程中只要提前根据铣刀的位置将喷嘴的位置变化编程，将此程序放入铣削程序中，这样喷嘴在铣削的过程中就能不断改变位置使得喷嘴始终对准铣削中心位置，不需要适配多种喷嘴就可以实现了对铣刀各方面的润滑，从而获得更好的加工质量；
29.(2)本发明的一种适用于铣床的可变位调压变径的环形微量润滑装置，通过不同直径的出油口配合微量润滑系统里的调压器可根据需求改变流速，可适应不同工件的切削以及可使用不同种类的气体雾化。
附图说明
30.图1为本发明的适用于铣床的可变位调压变径的环形微量润滑装置的整体结构示意图；
31.图2和图4为本发明的适用于铣床的可变位调压变径的环形微量润滑装置的部分结构示意图；
32.图3为本发明的适用于铣床的可变位调压变径的环形微量润滑装置中旋转机构、固定盘、旋转盘、压板构成的整体的剖视图；
33.图5为本发明的适用于铣床的可变位调压变径的环形微量润滑装置中升降机构的分解结构示意图；
34.图6为本发明的适用于铣床的可变位调压变径的环形微量润滑装置中升降机构和主轴箱的装配示意图；
35.其中，1-微量润滑系统，2-调压器，3-微量润滑系统的出油口，4-升降机构，5-旋转机构，6-进油口，7-铣刀，9-喷嘴，10-固定盘，11-大齿轮，12-旋转盘，13-压板，14-步进电机i，15-电机固定板i，16-小齿轮，17-环形油路i，18-环形油路ii，19-直径20mm的出油口，20-轴承固定板，21-轴承，22-同步带轮i，23-同步带，24-螺杆，25-同步带轮ii，26-电机固定板ii，27-步进电机ii，28-直径24mm的出油口，29-直径30mm的出油口，30-直径36mm的出油口，31-弯管，32-直管，34-步进电机i的输出轴，35-主轴箱，36-轴套。
具体实施方式
36.下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。
37.一种适用于铣床的可变位调压变径的环形微量润滑装置，如图1～6所示，包括旋转盘12、固定盘10、压板13、微量润滑系统1、喷嘴9、旋转机构5和升降机构4；
38.旋转盘12水平放置，其上表面设有环形油路i17；
39.固定盘10由共轴的上圆柱和下圆柱构成，下圆柱的直径小于上圆柱；压板13位于下圆柱的下方，且与其连接；旋转盘12套在下圆柱上，夹在上圆柱和压板13之间；
40.上圆柱的下端面设有环形油路ii 18，环形油路i17和环形油路ii 18的断面都为
半圆形，二者合成一个断面为圆形且密封的环形油路；上圆柱的上端面设有进油口6，进油口6同时与微量润滑系统的出油口3和环形油路ii 18连通；
41.铣床的铣刀7依次从旋转盘12的中心处、压板13的中心处穿出，旋转盘的下表面设有4个不同直径的出油口，且环绕铣刀7圆周均布；4个旋转盘的出油口与环形油路i17连通，分别为直径20mm的出油口19、直径24mm的出油口28、直径30mm的出油口29和直径36mm的出油口30；旋转盘的出油口只有一个与喷嘴9通过一段直管32和一段弯管31连接，弯管31同时与直管32和喷嘴9连接；
42.微量润滑系统1内设有调压器2；
43.旋转机构5包括步进电机i14、电机固定板i15、小齿轮16和大齿轮11；步进电机i14通过电机固定板i15与上圆柱连接；小齿轮16套在步进电机i的输出轴34上且与其固定连接，同时与大齿轮11啮合；大齿轮11套在旋转盘12上且与其固定连接；步进电机i14与机床的数控系统连接；旋转机构5用于带动旋转盘12水平旋转；
44.升降机构4包括步进电机ii 27、同步带轮ii 25、同步带轮i 22、同步带23、轴套36、螺杆24、轴承21、电机固定板ii 26和轴承固定板20；同步带轮ii 25与同步带轮i 22通过同步带23连接；同步带轮ii 25套在步进电机ii 27的输出轴上；同步带轮i 22套在轴套36上且与其固定连接，轴套36套在螺杆24上，二者滚珠丝杠连接；螺杆24的下端与上圆柱连接(具体可采用螺钉固定)；步进电机ii 27与机床的数控系统连接；升降机构4安装在主轴箱35的内部；步进电机ii 27通过电机固定板ii 26与主轴箱35连接；轴承21套在轴套36上；轴承21通过轴承固定板20与主轴箱35连接；升降机构4用于带动旋转盘12上下运动；升降机构4共两组，二者对称布置；每组升降机构4对应两个轴承21和两个轴承固定板20，两个轴承21分别位于同步带轮i 22的上下两侧。
45.本发明的适用于铣床的可变位调压变径的环形微量润滑装置在工作时需要选择不同气体则可调整调压器2调节管道压力，再者可以选择合适的直径的出油口，将喷嘴9安装到选择的位置，其余出油口用盖子盖上；
46.在铣削工作时，油雾从微量润滑系统装置的出油口3流到固定盘的进油口6，进入半圆环形油路18和半圆环形油路17，再进入出油口，最后从喷嘴9喷出；
47.若切削部分的位置不能够被油雾喷射到，那么可以在铣床上输入指令控制步进电机i14转动，随之带动小齿轮16一起转动，小齿轮16与大齿轮11做啮合传动，大齿轮11带动旋转盘12旋转，则喷嘴9角度改变，角度是指喷嘴绕铣刀中心轴旋转的角度，改变这个角度是为了使喷射位置正对铣削中心，避免工件遮挡影响润滑效果；
48.亦可以输入指令控制步进电机ii 27同步转动，以左侧升降机构为例，步进电机ii 27带动同步带轮ii 25转动，使同步带23带动同步带轮i 22，则轴套36在固定位置做旋转运动，而螺杆24仅做升降运动，则喷嘴9高度改变；
49.旋转机构5和升降机构4相配合，将喷嘴调到合适位置从而能够精准喷射到切削部位。
50.本发明的适用于铣床的可变位调压变径的环形微量润滑装置的润滑过程如下：
51.在铣刀7刚刚碰到工件时，铣刀与工件只有一个平面接触，则喷嘴9此时是定点喷射；在铣刀7铣削端面时是一个侧面和前端平面和工件接触，接触部分呈90
°
，则喷嘴9以铣刀7为旋转中心按90
°
来回旋转喷射；在铣刀7进入工件时，一般铣刀7的两侧面和前端面与
工件接触，接触部分成180
°
，则喷嘴9以铣刀7为旋转中心按180
°
来回旋转喷射；在铣刀退刀远离工件时，铣刀与工件接触部分逐渐减少，此时铣刀刀尖部分热量最高，则喷嘴逐渐下降移动至对准刀尖部分，定点喷射。这种在铣削过程中不断变化喷射位置的润滑方法能够精准的为切削部分降温并带走切削。