[发明专利]一种提高金属加工件表面亮度的切削工艺及设备

权利要求书

1.一种提高金属加工件表面亮度的切削工艺，其特征在于，其包括如下步骤：

（1）设置一加工机床，该机床主轴上设有高压油雾管道和中心通汽孔的刀头及喷嘴；

（2）设置一高压油雾压缩装置，该高压油雾压缩装置包括一冷却液储存箱和一空气压缩泵，该高压油雾压缩装置与加工机床主轴相连；

（3）将高压油雾压缩装置的冷却液储存箱注入冷却液，以及对空气压缩泵接入的压缩空气，压缩空气经分水滤气器滤除去水分杂质，高压油雾压缩装置通过将吸入的冷却液与通入的压缩空气在气液混合室内进行混合，将混合的高压油雾传送到机床主轴的高压油雾管道内，供切削区冷却之用；

（4）于切削区设置一红外线传感器，用于实时监控切削区温度变化，该红外线传感器与高压油雾压缩装置相连；

（5）将金属工件置于加工机床工作平台并加以固定后，根据工件三维尺寸确定其加工行程及参数，并将刀具行程设置为平行或垂直X轴/Y轴方向；

（6）启动加工机床，对金属工件进行切削加工，同时启动高压油雾压缩装置向切削区喷洒高压油雾，利用射流冲击、气液之间的对流和汽化三重强化换热效果来降低切削区的温度，使金属加工件表面的亮度提高。

2.根据权利要求1所述提高金属加工件表面亮度的切削工艺，其特征在于，所述步骤（2）还包括如下步骤：

在高压油雾压缩装置设置一液体流量控制器，其接受控制器的控制信号来调节冷却液流量；

在高压油雾压缩装置设置一气体流量控制器，其接受控制器的控制信号来调节气体流量。

3.根据权利要求2所述提高金属加工件表面亮度的切削工艺，其特征在于，所述步骤（4）还包括如下步骤：

设置一红外线传感器，实时监控切削区温度变化，切削温度通过红外线传感器将温度转化为电信号，控制器接收到电信号通过相应的计算分别送出两个控制信号，其中包括控制液体阀的开度和控制气体阀的开度，从而实现气液两相定量混合后喷洒在切削区。

4.根据权利要求3所述提高金属加工件表面亮度的切削工艺，其特征在于，所述红外线传感器根据其技术参数建立模型：

其中，U₁是传感器输出的电压，dU₁/dT是单位温度所表示的电压值，T是切削区的温度，-40℃是可测量的最低温度。

5.根据权利要求1所述提高金属加工件表面亮度的切削工艺，其特征在于，所述冷却液由以下原料组分制成：石油磺酸钡5～10、石油磺酸钠4.0、Span-802.0、三乙醇胺6.5、氢氧化钠0.5、油酸9～13、梓油4～10、乙醇2.0、20#机油45～60、水2.0。

6.根据权利要求1所述提高金属加工件表面亮度的切削工艺，其特征在于，所述刀具为单相纳米结晶涂层硬质球铣刀。

7.一种实施权利要求1～6之一所述工艺的提高金属加工件表面亮度的切削设备，其特征在于，其包括一加工机床和一高压油雾压缩装置，所述机床主轴上设有高压油雾管道和中心通汽孔的刀头及喷嘴，所述高压油雾压缩装置包括一冷却液储存箱和一空气压缩泵，该高压油雾压缩装置与加工机床主轴相连，高压油雾压缩装置的冷却液储存箱注入冷却液，以及对空气压缩泵接入的压缩空气，压缩空气经分水滤气器滤除去水分杂质，高压油雾压缩装置通过将吸入的冷却液与通入的压缩空气在气液混合室内进行混合，将混合的高压油雾传送到机床主轴的高压油雾管道内，供切削区冷却之用；于切削区包括一红外线传感器，用于实时监控切削区温度变化，该红外线传感器与高压油雾压缩装置相连，将金属工件置于加工机床工作平台并加以固定后，根据工件三维尺寸确定其加工行程及参数，并将刀具行程设置为平行或垂直X轴/Y轴方向，启动加工机床，对金属工件进行切削加工，同时启动高压油雾压缩装置向切削区喷洒高压油雾，利用射流冲击、气液之间的对流和汽化三重强化换热效果来降低切削区的温度。