35、工业制造中的液氮应用与复合材料容器蠕变应力研究

工业制造中的液氮应用与复合材料容器蠕变应力研究

液氮在加工中的应用与装置设计

在工业加工领域，液氮作为一种高效的冷却液，正发挥着越来越重要的作用。当假设液氮的密度保持恒定时，其遵循连续性方程：$A_{in} \times v_{in} = A_{out} \times v_{out}$。这个方程表明，液氮在出口处的速度是入口处速度的 4 倍。较高的出口速度使得液氮的轨迹更加精确，因为它偏离预定路径的程度更小，从而能让更多的冷却液到达切割区域。然而，过小的出口孔可能无法在如此高的压力下保证足够的流量。因此，1 毫米的出口直径非常适合将液氮集中输送到切割区域。

在将相关组件固定到立式加工中心（VMC）时，有诸多要点需要注意。为确保液氮能准确到达所需位置，组件不能相对于钻头一直处于运动状态，而应与钻头同步移动。与以往在钻孔操作时组件静止、无法将制冷剂输送到加热区域的设置不同，现在需要将组件固定在 VMC 机器内，使其相对于钻头保持静止。

以 macpower V - 544 型号的 VMC 为例，其固定头有两个直径为 8 毫米、间距为 125 毫米的螺纹孔，可用于固定组件。整个夹具的通道由一个可通过螺纹连接上下移动的结构支撑。长螺栓的直径和螺距与 VMC 上的孔相匹配，将其固定在孔中可使夹具保持稳定。这种能够沿螺栓上下移动夹具的设计，解决了钻头长度不同的问题，无论钻头的尺寸和长度如何，都能将通道精确调整到钻头尖端上方特定的距离。

从实际效果来看，钻头的尖端能得到有效冷却，不仅是其凹槽部分。在加工过程中，通道会跟随钻头移动，冷却容易损坏刀具的加热区域，从而进一步延长刀具的使用寿命。

对于不同型号的 VMC 机器，如 macpower ECO - 5