干式镗削静电冷却系统的设计.pdfVIP

学兔兔 干 式 镗 削 静 电 冷 却 系 统 的 设 计 口 成洪川 口 赵 娟 青 岛理工大学 机械工程学院 山东青岛 266033 摘 要 ：静电冷却技术是用于干式切削中的一种新型冷却工艺。在金属切 削加工过程 中．电晕放 电 装置产生的活性气体，可以对刀具及工件进行冷却、润滑，以提高刀具的寿命和 已加工工件的表面质 量。以镗削加工为例，设计 了具有外接气路的干式切削静 电冷却系统，搭建了活性气体浓度测量平台。 在不同气路 中进行活性气体浓度衰减规律实验。该干式静 电冷却系统应用于镗床切削加工．结果表明． 此系统具有 良好的可靠性和安全性，能够作为干式镗削的冷却装置在实际镗削加工中使用 关键词 ：静 电冷却 干式镗削 电晕放电 活性气体 中图分类号 ：TH122；TP16 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—4998f2015112—0067—03 干 式静 电冷 却切 削技 术 ，是利 用 静 电场装 置所 产 生 的间 隙放 电现 象 ，将 通人 的空气 流 电离 ，使经 过臭 氧 化 、离子 化 的空 气流 成为 活性 气 流 。在切 削加 工过 程 中 ，将 该 高速 活性 气 流通 过一 系列 装 置喷入 切 削 区 ，加 快气 体对 流 ，气流 中的负 氧离 子增 加 了气 流 的导热性 ， 降低 了切 削 区 的温度 。 同时 。活性 气体 中的臭 氧和 负 氧离 子具有 吸 附性 和渗透 性 ，能够渗 入刀具 与切 屑接 触 面 ，形 成 一层 氧 化 薄膜 ，起 到边 界 润滑 作 用 …。活 性 气 体 中 的臭 氧 还 可 以使 已加 工表 面迅 速 产生 钝 化 作 用 ，阻止 表 面进一 步 氧化 ，保 护 已加 工 表 面 。笔 者 以镗 削加 工 为例 ，对干 式切 削静 电冷却 系统 进行 了设 计 。并 将此 系 统应 用于 镗床 切 削 加 工 。 1 干式切削静 电冷却系统设计 干 式切 削静 电冷 却 系统包 括 ：作 为气 体输 送动 力 源 的空气 压缩 机 ；将 活性气 体 引入 切 削 区的通 气管路 ： 采 用 针 孑L电晕 放 电 电路 制 备 活 性 气 体 的 电晕 放 电装 置 ：优 化 电晕 放 电装 置参数 的臭氧 、负 氧离 子检 测器 以 及 供 电系统 等 4个 部 分 ，整体 结 构 原理 图如 图 1(a)所 示 ，实样 如 图 1(b)所 示 ，各部件 的作用 如 下 。 (1)空 气 压缩 机 。干 式切 削静 电冷 却 系统 所需 的 高速 气 流 ，由空气 压缩 机 提供 ，并利 用 单 向节流 阀控 制 进气 压力 。 (2)通气 管 路 。导管 采 用可 塑性 聚胺 脂材 料 的 PU 距 离 由 阴极 支撑 调 节 。 气动 压力 软 管 ，具 有 良好 的耐腐 蚀性 和绝缘 性 ，适用 于 (5)离 子 电流测 量装 置 。 由铜 板 和微安 表组 成 ，根 输送 活性 气 体 中的负 氧离 子 和臭氧 。 据 气体 流 量 p和 电流值 ，得 到负 氧离 子浓 度 P。 (3)供 电系统 。采用 型号 为 CX一300A高压 直 流 电 p=I／(e9) (1) 源 ，输 出为 3000V～30000V 的直 流 电压 ．10mA 额 式 中 ：e为 电子所 带 的 电荷 量 ，e=1．6x10 ’C。 定 电流 (6)臭 氧浓 度测 量 装置 。由含 有外 接 电路及 标 定 收稿 日期 ：