一种高精密加工中心的清洗系统

技术领域

本申请涉及高精密加工中心的技术领域，尤其是涉及一种高精密加工中心的清洗系统。

背景技术

目前迅速发展起来的加工中心是在数控铣床的基础上产生的，数控铣床是一种加工功能很强的数控机床，主要用于加工高精度的非回转型工件，且数控铣床有分为不带刀库和带刀库两大类，其中带刀库的数控铣床又称为加工中心。现在的加工中心一般包括三部分，固定在地面上的机座、安装在机座上方并位于机座中心处的加工机床和罩设在加工机床上的机壳。加工机床包括用于放置工件的工作台和用于加工工件的刀具。

在加工过程中，刀具切削工件产生的金属碎屑会附着在设备上，现有的清理方式大多是采用气压吹扫、清洗液淋洗等方式对金属碎屑进行处理。气压吹扫是常用的细微杂质清理方式，但是由于加工过程涉及大量的精密加工，产生的金属碎屑体积小、数量多，吹扫方式无法进行彻底的清除。采用清洗液冲洗工作台和工件，在一定的压力下金属碎屑更容易被冲洗带走，但高压的清洗液冲洗工作台和工件时，携带有金属碎屑的清洗液容易飞溅造成设备二次污染。

发明内容

为了改善上述背景技术中提出的高压的清洗液冲洗工作台和工件时，携带有金属碎屑的清洗液容易飞溅造成设备二次污染的问题，本申请提供一种高精密加工中心的清洗系统。

本申请提供的一种高精密加工中心的清洗系统采用如下的技术方案：

一种高精密加工中心的清洗系统，包括第一合件、第二合件、连接管、输水管、过滤装置和驱动装置，所述第一合件和所述第二合件相对设置于工作台的两侧，所述驱动装置能够驱动所述第一合件与所述第二合件相向运动并卡合，使得所述第一合件和所述第二合件围合形成清洗空间，工件和部分工作台位于所述清洗空间中；所述第一合件和所述第二合件的内壁上均设置有喷头，所述第一合件和所述第二合件的内部均具有冷却腔，所述喷头和所述冷却腔连通，所述冷却腔和所述过滤装置通过所述输水管连通；所述第一合件和所述第二合件的下部均设置有沉淀槽，所述沉淀槽与所述过滤装置通过所述连接管连通。

通过采用上述技术方案，驱动装置驱动第一合件和第二合件相向运动并卡合，使得第一合件和第二合件将工件和工作台围在清洗空间内，清洗液从喷头喷出并射向工作台和工作台上的工件，并裹挟工件和工作台表面的金属碎屑在重力作用下流向沉淀槽，同时部分裹挟有金属碎屑的清洗液会与工件和工作台相互作用向四周溅射，而第一合件和第二合件的内壁能够阻挡溅射的清洗液，并使清洗液沿第一合件和第二合件的内壁向下流入沉淀槽，使得带有金属碎屑的清洗液不会溅射到加工中心的其他部位造成二次污染；清洗液中的金属碎屑在沉淀槽中沉淀到底部，随后除去大部分金属碎屑的清洗液从连接管流入到过滤装置中，清洗液在过滤装置中经二次过滤后从输水管流入冷却腔，并从喷头喷出完成循环。

优选的，所述输水管和所述过滤装置之间设置有水泵。

通过采用上述技术方案，水泵设置于输水管和过滤装置之间，便于将二次过滤完的清洗液通过输水管泵送入冷却腔中，并对清洗液加压使得喷头喷出高压的清洗液更好地冲洗工件和工作台；并且水泵设置于输水管和过滤装置之间，而没有设置于连接管和过滤装置之间，有利于降低连接管和沉淀槽中清洗液的流速，使得金属碎屑更好地沉淀。

优选的，所述第一合件和所述第二合件均包括挡壳、沉淀槽和隔板，所述挡壳、所述隔板和所述沉淀槽从上至下依次连接，所述隔板上具有间隔设置的通孔；所述挡壳在竖直平面上具有投影，第一合件的所述挡壳和第二合件的所述挡壳能够卡接配合，所述挡壳的上端开设有供刀具伸入的开口。

通过采用上述技术方案，挡壳阻挡带有金属碎屑的清洗液飞溅，并使得清洗液接触到挡壳内壁后沿着内壁从隔板上的通孔流入沉淀槽，隔板的存在也能阻挡流入沉淀槽的清洗液再向上溅射，第一合件的挡壳和第二合件的挡壳卡接配合使得清洗液不易从缝隙处溅出，在挡壳上端设置开口便于刀具从开口伸入，在加工的同时进行清洗。

优选的，所述冷却腔位于所述挡壳内，所述喷头安装于所述挡壳的内壁上，所述输水管和所述过滤装置之间还设置有冷却装置，经所述冷却装置制冷后的清洗液进入所述冷却腔中冷却所述挡壳。

通过采用上述技术方案，清洗液被冷却装置制冷后从输水管流入冷却腔，冷却腔内充满低温的清洗液后对挡壳进行冷却降温，使得挡壳内侧的清洗空间气温较低，有利于吸收加工工件时产生的热量，制冷的清洗液从喷头喷射到工件和刀具上对工件和刀具进行直接降温，因此清洗液不仅能冲洗金属碎屑还能对工件和刀具进行降温，使得工件和刀具始终保持良好的加工状态。

优选的，所述冷却装置包括半导体制冷片、散热翅片、风扇和换热箱，所述半导体制冷片的冷端与所述换热箱紧贴，所述半导体制冷片的热端与所述散热翅片紧贴，所述风扇安装于所述散热翅片远离所述半导体制冷片的一侧；所述换热箱连接有导管，所述换热箱和所述过滤装置通过所述导管连接。

通过采用上述技术方案，半导体制冷片的冷端与换热箱紧贴，清洗液从过滤装置流入换热箱与半导体制冷片的冷端进行热量交换被制冷，然后流向冷却腔，半导体制冷片的热端通过散热翅片和风扇将热量散发到外部空气中。

优选的，所述连接管连接于所述沉淀池靠近底面的侧壁处，所述连接管外套设有固定套，所述固定套固定连接于所述沉淀槽远离底面的侧壁处使得所述连接管在靠近所述沉淀槽处形成“n”形部，所述“n”形部的顶端低于所述隔板。

通过采用上述技术方案，连接管连接于沉淀池靠近底面的侧壁处，使得清洗液中的金属碎屑有较长的沉淀距离，能够更好地沉积于沉淀槽的底面上，去除大部分金属碎屑的清洗液再从连接管流出，同时由于固定套固定连接于沉淀槽远离底面的侧壁处，使得连接管在靠近沉淀槽处形成“n”形部，流入“n”形部的清洗液不会立即流向过滤装置，而是当沉淀槽内的液面高于“n”形部的顶端后清洗液才会流向过滤装置，清洗液在沉淀槽和“n”形部内暂时留存延长了金属碎屑的沉淀时间，有利于金属碎屑更好地沉淀。

优选的，所述固定套由磁性材料制成，所述沉淀槽远离底面的侧壁处安装有磁铁，所述固定套和所述磁铁磁吸连接。

通过采用上述技术方案，固定套和磁铁磁吸连接使得连接管在靠近沉淀槽处形成“n”形部，在停止清洗后，部分清洗液会在沉淀槽和“n”形部内留存，此时可以轻松分离固定套和磁铁，并将连接管平放使得清洗液流向过滤装置。

优选的，所述第一合件和所述第二合件相互靠近的一侧均设置有吸水层，所述吸水层贴装于所述沉淀槽靠近工作台的一侧。

通过采用上述技术方案，喷头喷出的清洗液冲洗工件和工作台后，大部分清洗液直接从清洗空间通过隔板上的通孔流入沉淀槽中，少量清洗液可能从第一合件和第二合件之间的缝隙流出，在沉淀槽靠近工作台的一侧贴装吸水层，则吸水层能够吸收流入缝隙内的清洗液，使得清洗液不会向下滴落对加工中心造成二次污染。

优选的，所述驱动装置包括电机、丝杆、第一滑块、第二滑块和滑槽，所述电机安装于加工中心内，所述丝杆与所述电机的输出轴连接，所述丝杆上设置有第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分的螺旋方向相反，所述第一部分与所述第一滑块螺纹连接，所述第二部分与所述第二滑块螺纹连接，所述第一滑块和所述第二滑块均与所述滑槽滑动配合，所述滑槽安装于工作台的下方，所述第一合件固定于所述第一滑块上，所述第二合件固定于所述第二滑块上。

通过采用上述技术方案，电机的输出轴转动驱动丝杆发生转动，由于第一部分和第二部分的螺旋方向相反，使得第一滑块和第二滑块相向运动，进而使得第一合件和第二合件卡合，第一合件和第二合件卡合时便围合形成清洗空间，便于对工件和工作台进行清洗；加工和清洗完毕后，电机反向转动使得第一滑块和第二滑块相背运动，进而使得第一合件和第二合件分离，方便取出加工完成的工件。

综上所述，与相关技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明通过驱动装置驱动第一合件和第二合件相向运动并卡合，使得第一合件和第二合件将工件和工作台围在清洗空间内，清洗液从喷头喷出并射向工作台和工作台上的工件，部分裹挟有金属碎屑的清洗液会与工件和工作台相互作用向四周溅射，而第一合件和第二合件的内壁能够阻挡溅射的清洗液，并使清洗液沿第一合件和第二合件的内壁向下流入沉淀槽，使得带有金属碎屑的清洗液不会溅射到加工中心的其他部位造成二次污染。

2.本发明在沉淀槽靠近工作台的一侧贴装吸水层，吸收从第一合件和第二合件之间的缝隙内流出的清洗液，使得清洗液不会向下滴落对加工中心造成二次污染。

3.本发明通过设置冷却装置和冷却腔，使得清洗液被冷却装置制冷后从输水管流入冷却腔，冷却腔内充满低温的清洗液后对挡壳进行冷却降温，使得挡壳内侧的清洗空间气温较低，有利于吸收加工工件时产生的热量，制冷的清洗液从喷头喷射到工件和刀具上对工件和刀具进行直接降温，因此清洗液不仅能冲洗金属碎屑还能对工件和刀具进行降温，从而使得工件和刀具始终保持良好的加工状态。

附图说明

图1是清洗系统集成于高精密加工中心的整体结构示意图。

图2是清洗系统的部分爆炸图。

图3是清洗系统的俯视图。

图4是清洗系统的剖面图。

图5是图2中A部分的放大图。

图6是冷却装置的爆炸图。

附图标记说明：1、第一合件；2、第二合件；3、连接管；4、导管；5、分水管；6、输水管；7、水泵；8、冷却装置；9、过滤装置；10、驱动装置；11、清洗空间；12、挡壳；13、隔板；14、沉淀槽；15、开口；16、喷头；17、冷却腔；18、通孔；19、吸水层；20、磁铁；21、固定套；22、“n”形部；23、半导体制冷片；24、散热翅片；25、风扇；26、换热箱；27、电机；28、丝杆；29、第一滑块；30、第二滑块；31、滑槽；32、第一部分；33、第二部分。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本申请作进一步详细说明。

参照图1，本申请实施例公开了一种高精密加工中心的清洗系统，该清洗系统集成于高精密加工中心内，在工件加工中、加工完成后或依照使用规定对高精密加工中心内的工作台和工件表面的金属碎屑进行清理。

参照图2和图3，该清洗系统包括第一合件1、第二合件2、连接管3、导管4、分水管5、输水管6、水泵7、冷却装置8、过滤装置9和驱动装置10。

参照图2和图3，驱动装置10固定在高精密加工中心的内底面上，能够驱动第一合件1与第二合件2相向运动并卡合，使得第一合件1和第二合件2围合形成清洗空间11，工件和部分工作台位于清洗空间11中。第一合件1和第二合件2对称设置且均固定在驱动装置10上，第一合件1和第二合件2卡合时可阻挡清洗液溅射到高精密加工中心的其他部位造成二次污染。第一合件1以及第二合件2与过滤装置9之间通过两条连接管3连接，过滤装置9和冷却装置8之间通过导管4连接，冷却装置8通过两条分水管5连接到两个水泵7，两个水泵7与第一合件1以及第二合件2通过两条输水管6连接，清洗液在连接管3、过滤装置9、导管4、冷却装置8、分水管5、水泵7、输水管6、第一合件1以及第二合件2之间循环流动。

参照图2，第一合件1和第二合件2的结构完全相同且对称设置于工作台的两侧，因此以下只详细说明第一合件1的结构，对第二合件2的结构不再赘述。

参照图2和图4，第一合件1包括挡壳12、隔板13和沉淀槽14，挡壳12、隔板13和沉淀槽14从上至下依次连接。挡壳12在竖直方向上的截面为中空的竖向圆弧状，在水平方向上的截面为中空的半圆弧状，当第一合件1和第二合件2卡合时，第一合件1的挡壳12和第二合件2的挡壳12在竖直方向上的投影卡合成一个整圆。挡壳12的上端开设有半圆形的开口15，第一合件1的开口15和第二合件2的开口15共同形成一个圆形孔，刀具可从圆形孔中伸入清洗空间11对工件进行加工。挡壳12的内壁上设置有喷头16，喷头16的出水口朝向工作台和工件。中空的挡壳12内具有冷却腔17，喷头16和冷却腔17连通，冷却腔17和水泵7通过输水管6连通。清洗液由水泵7通过输水管6泵送到冷却腔17中并逐渐充满冷却腔17，随后清洗液便从挡壳12内壁上的喷头16射向工作台和工件，对工作台和工件进行清洗。隔板13为半圆形板，挡壳12的下端焊接在隔板13的弧形边缘处，隔板13上开设有若干间隔设置的通孔18。沉淀槽14为半圆柱形槽，沉淀槽14和隔板13的半径相同，隔板13覆盖并焊接在沉淀槽14的上端，清洗液通过隔板13上的通孔18流入沉淀槽14中。

参照图2和图4，在进行清洗作业时，清洗液从喷头16喷出并射向工作台和工作台上的工件，并裹挟工件和工作台表面的金属碎屑在重力作用下流向下方的沉淀槽14，同时部分裹挟有金属碎屑的清洗液会与工件和工作台发生碰撞向四周溅射，此时围合在四周的挡壳12便能够阻挡溅射的清洗液，由于挡壳12的内壁为弧形，清洗液容易沿挡壳12的弧形内壁向下流至隔板13上，再从隔板13上的通孔18中流入沉淀槽14，使得带有金属碎屑的清洗液不会溅射到加工中心的其他部位造成二次污染，隔板13的存在也能阻挡流入沉淀槽14的清洗液再向上溅射到清洗空间11中。

参照图2，喷头16喷出的清洗液冲洗工件和工作台后，大部分清洗液直接从清洗空间11通过隔板13上的通孔18流入沉淀槽14中，少量清洗液可能从第一合件1和第二合件2之间的缝隙流出，因此在沉淀槽14靠近工作台的一侧贴装有吸水层19，吸水层19能够吸收流入缝隙内的清洗液，使得清洗液不会向下滴落对加工中心造成二次污染。

参照图4和图5，沉淀槽14与过滤装置9通过连接管3连通，清洗液中的金属碎屑在沉淀槽14中缓慢沉淀到沉淀槽14底部，随后除去大部分金属碎屑的清洗液从连接管3流入到过滤装置9中。沉淀槽14远离底面的侧壁处安装有磁铁20，连接管3由软质材料制成，连接管3连接于沉淀池靠近底面的侧壁处，并且连接管3外套设有由磁性材料制成的固定套21，固定套21和磁铁20磁吸连接使得连接管3在靠近沉淀槽14处形成“n”形部22，“n”形部22的顶端低于隔板13所在平面。

参照图4和图5，连接管3连接于沉淀池靠近底面的侧壁处，使得清洗液中的金属碎屑有较长的沉淀距离，能够更好地沉积于沉淀槽14的底面上，去除大部分金属碎屑的清洗液再从连接管3流出。同时由于连接管3在靠近沉淀槽14处形成“n”形部22，流入“n”形部22的清洗液不会立即流向过滤装置9，而是当沉淀槽14内的液面高于“n”形部22的顶端后清洗液才会流向过滤装置9，清洗液在沉淀槽14和“n”形部22内暂时留存延长了金属碎屑的沉淀时间，有利于金属碎屑更好地沉淀。在停止清洗后，部分清洗液会在沉淀槽14和“n”形部22内留存，此时可以轻松分离固定套21和磁铁20，并将连接管3平放使得清洗液自然流向过滤装置9。

参照图3，过滤装置9通过离心分离的方式分离金属碎屑和清洗液，将金属碎屑留存于过滤装置9中，并通过导管4将二次过滤的清洗液输送至冷却装置8。

参照图6，冷却装置包括半导体制冷片23、散热翅片24、风扇25和换热箱26。半导体制冷片23通电后会在相对的两端分别形成冷端和热端，半导体制冷片23的冷端与换热箱26紧贴，半导体制冷片23的热端与散热翅片24紧贴，风扇25安装于散热翅片24远离半导体制冷片23的一侧。导管4与换热箱26的一侧连接，分水管5与换热箱26远离导管4的一侧连接。清洗液从过滤装置9通过导管4流入换热箱26与半导体制冷片23的冷端进行热量交换被制冷，然后通过分水管5流向水泵7，半导体制冷片23的热端通过散热翅片24和风扇25将热量散发到外部空气中。

参照图3和图4，清洗液在换热箱26中冷却后从分水管5流向水泵7，再从水泵7由输水管6流入冷却腔17，冷却腔17内充满低温的清洗液后对挡壳12进行冷却降温，使得挡壳12内侧的清洗空间11气温较低，有利于吸收加工工件时产生的热量，制冷的清洗液从喷头16喷射到工件和刀具上对工件和刀具进行直接降温，因此清洗液不仅能冲洗金属碎屑还能对工件和刀具进行降温，使得工件和刀具始终保持良好的加工状态。

参照图3，水泵7设置于挡壳12和冷却装置之间，便于将二次过滤完并冷却的清洗液通过输水管6泵送入冷却腔17中，并对清洗液加压使得喷头16喷出高压的清洗液更好地冲洗工件和工作台。并且水泵7设置于挡壳12和冷却装置之间，而没有设置于连接管3和过滤装置9之间，有利于降低连接管3和沉淀槽14中清洗液的流速，使得金属碎屑更好地沉淀。

参照图4，驱动装置10包括电机27、丝杆28、第一滑块29、第二滑块30和滑槽31，电机27安装于加工中心内，丝杆28与电机27的输出轴连接，丝杆28上设置有第一部分32和第二部分33，第一部分32和第二部分33的螺旋方向相反，第一部分32与第一滑块29螺纹连接，第二部分33与第二滑块30螺纹连接。第一滑块29和第二滑块30均与滑槽31滑动配合，滑槽31安装于工作台的下方，第一合件1固定于第一滑块29上，第二合件2固定于第二滑块30上。

参照图4，当电机27的输出轴转动驱动丝杆28发生转动，由于第一部分32和第二部分33的螺旋方向相反，可使得第一滑块29和第二滑块30相向运动，进而使得第一合件1和第二合件2卡合，第一合件1和第二合件2卡合时便围合形成清洗空间11，便于对工件和工作台进行清洗。当第一合件1和第二合件2卡合时，第一合件1的挡块和第二合件2的挡块卡合，并且第一合件1的挡块和第二合件2的挡块将工作台卡固在中间，且此时第一合件1上的吸水层19和第二合件2上的吸水层19紧贴。加工和清洗完毕后，电机27反向转动使得第一滑块29和第二滑块30相背运动，进而使得第一合件1和第二合件2分离，方便取出加工完成的工件。

本实施例的实施原理为：第一合件1的挡壳12和第二合件2的挡壳12卡合使得工作台和工件被挡壳12包围在清洗空间11中，挡壳12便能够阻挡溅射的清洗液，并使得清洗液容易沿挡壳12的弧形内壁向下流至隔板13上，再从隔板13上的通孔18中流入沉淀槽14，使得带有金属碎屑的清洗液不会溅射到加工中心的其他部位造成二次污染。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。