[发明专利]一种低温氮气冷却聚焦磨料气射流加工机床

权利要求书

1.一种低温氮气冷却聚焦磨料气射流加工机床，其特征是它包括：

一冷却射流发生部分：该冷却射流发生部分主要包括储气罐（3）、自增压式液氮罐（6）、液氮安全阀（7）、流量控制器（8）、泄压阀（9）、气化储气罐（11）、压力调节器（12）和数字压力计（13），液氮安全阀（7）一端与自增压式液氮罐（6）相连，另一端通过液氮液位监测装置（10）与气化储气罐（11）的一端相连，储气罐（3）的一个出气端通过流量控制器（8）与气化储气罐（11）相连，所述的泄压阀（9）安装在气化储气罐（11）上，自增压式液氮罐（6）中的液氮通过液氮安全阀（7）流入气化储气罐（11），在气化储气罐（11）中气化成低温氮气再流入与气化储气罐（11）相连的两个压力调节器（12）的进气口，每个压力调节器（12）的出气端分别连接两个数字压力计（13），数字压力计（13）的另一端连接聚焦射流喷嘴（17），到达聚焦射流喷嘴（17）的低温氮气形成两股稳定的聚焦冷却射流；

一聚焦加工部分：该聚焦加工部分主要包括数控工作平台（15）、加工室（14）、磨料射流喷嘴（16）、聚焦射流喷嘴（17）、喷嘴固定盘（18）和线性滑轨（19），数控工作平台（15）、磨料射流喷嘴（16）和聚焦射流喷嘴（17）均安装在加工室（14）中的喷嘴固定盘（18）上，工件固定在数控工作平台（15）的工作台上，磨料射流喷嘴（16）与喷砂机（20）相连，聚焦射流喷嘴（17）由气化储气罐（11）供气，磨料射流喷嘴（16）固定在线性滑轨（19）上，聚焦射流喷嘴（17）能在线性滑轨（19）上移动并定位，通过控制聚焦射流喷嘴（17）在线性滑轨（19）上的位置从而控制聚焦及加工距离；从聚焦射流喷嘴（17）中射出的低温氮气能对磨料射流喷嘴（16）中射出的磨料射流进行冷却和聚焦，以实现对数控工作平台（15）上工件的高效加工；

一磨料气射流发生部分：该磨料气射流发生部分主要包括空压机（1）、空气干燥机（2）、储气罐（3）和喷砂机（20），空压机（1）产生的压力空气进入空气干燥机（2）干燥后送入储气罐（3），储气罐（3）一路供喷砂机（20）使用，喷砂机（20）将干燥的空气与磨料混合后送入磨料射流喷嘴（16）中，用于产生稳定、均匀的磨料射流，储气罐（3）的另一路通过管道与流量控制器（8）相连，通过流量控制器（8）的控制输入到气化储气罐（11）以控制氮气的气化速度和温度；

一磨料回收部分：该磨料回收部分主要包括吸尘器（4）和收集漏斗（5），用于回收磨料和改善工作环境；收集漏斗（5）安装在加工室（14）的下部，用于在加工室（14）打开时收集加工后的磨料和切屑，收集漏斗（5）的下部通过管道与吸尘器（4）相连；

一控制器部分：该控制器部分主要包括PC控制平台（21）和液氮液位监测装置（10），用于实现数控工作平台（15）控制和气化储气罐（11）的自动补液。

2.根据权利要求1所述的低温氮气冷却聚焦磨料气射流加工机床，其特征在于所述的气化储气罐（11）利用储气罐（3）里的常温气体流量控制液氮气化速率，泄压阀（9）用于防止高压，可输出的低温氮气的温度约为-190℃，并使聚焦射流稳定、均匀、可控。

3.根据权利要求1所述的低温氮气冷却聚焦磨料气射流加工机床，其特征在于所述的喷嘴固定盘（18）可调节每个聚焦射流喷嘴（17）的聚焦射流角度θ的范围为10°~85°，聚焦射流喷嘴（17）关于磨料射流喷嘴（16）对称布置，磨料射流喷嘴（16）位于中轴线上，线性滑轨（19）固定安装在喷嘴固定盘（18）上，精确调节聚焦射流喷嘴（17）在线性滑轨（19）的位置能调节聚焦距离，大幅度的加工参数调整由数控工作平台（15）实现。

4.根据权利要求1所述的低温氮气冷却聚焦磨料气射流加工机床，其特征在于所述的气化储气罐（11）的换热管里的空气经过换热后进入加工室，能够降低加工室温度，并能提供干燥空气，防止空气内的水汽凝结堵塞喷嘴。

5.根据权利要求1所述的低温氮气冷却聚焦磨料气射流加工机床，其特征在于所述的聚焦射流喷嘴（17）连接的是液氮真空管，以防止低温液氮输送过程中的温升，靠近聚焦射流喷嘴（17）端的两个数字压力计（13）用于监测接近聚焦射流喷嘴（17）处的聚焦压力值，使两侧低温氮气射流严格相同，保证良好的冷却聚焦效果。