CN101934397A - 阵列式射流冲击热沉铣削加工装置 - Google Patents

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汪洪峰
左敦稳
邵定林
黎向锋
董学伟
王吉胜
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Abstract

一种阵列式射流冲击热沉铣削加工装置，它包括冷却介质(2)、过滤器(3)、油泵(4)、气体压缩机(5)、雾化发生器(6)和喷头(8)，其特征是所述的冷却介质(2)与过滤器(3)相连，过滤器(3)与油泵(4)相连，油泵(4)与雾化发生器(6)的液体输入端相连，雾化发生器(6)的气体输入端与气体压缩机(5)相连，雾化发生器(6)的一路输出流到铣刀(7)工作前方，另一路输出进入阵列式射流冲击热沉头(9)，阵列式射流冲击热沉头(9)上设有热沉头油道(25)，在阵列式射流冲击热沉头(9)上与工件已加工表面相对的一面上设有与热沉头油道(25)相通的呈阵列式排列的射流冲击孔(26)。本发明能有效降低铣削残余应用，减少变形量。

Description

阵列式射流冲击热沉铣削加工装置
技术领域
本发明涉及一种机械加工方法，尤其是一种能抑制大型结构板材件铣削加工变形的铣削加工装置，具体地说是一种阵列式射流冲击热沉铣削加工装置。
背景技术
目前，随着国家正在进行大飞机制造，其结构零件趋向于整体式结构的发展，如整体式机翼壁板、整体式框架件等，这类零件大多是一种壁板零件，其设计都按照整体化、大型化、复杂结构化，这有利于提升飞机的整体性能。由于这类零件的特殊性，数控加工时，通常会出现较大的加工变形，导致零件不能直接使用甚至报废。为了消除零件加工变形，通常在零件加工后进行变形校正，这种方法可能使得零件上的薄弱部位，从而影响其使用性能。大型壁板零件加工的变形控制难题一直是制约大型整体结构件制造发展的重要瓶颈，也是数控加工必须亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有的大型结构板材件铣削加工中易变形需二次校正，易造成零件损坏的问题，设计一种能有效抑制大型结构板材件的铣削加工变形的阵列式射流冲击热沉铣削加工装置。
本发明的技术方案是：
 一种阵列式射流冲击热沉铣削加工装置，它包括冷却介质2、过滤器3、油泵4、气体压缩机5、雾化发生器6和喷头8，其特征是所述的冷却介质2通过管道A15与过滤器3相连，过滤器3通过管道B16与油泵4相连，油泵4通过管道C14与雾化发生器6的液体输入端相连，雾化发生器6的气体输入端通过管道D17与气体压缩机5相连，冷却介质2与压缩气体经雾化发生器6雾化后分两路输出，雾化发生器6的一路输出经管道E18和喷头8流到铣刀7工作前方，雾化发生器6的另一路输出经管道F13和软管10进入阵列式射流冲击热沉头9，在软管10上安装有控制阵列式射流冲击热沉头9气压的增压器23和控制阀24，阵列式射流冲击热沉头9上设有热沉头油道25，在阵列式射流冲击热沉头9上与工件已加工表面相对的一面上设有与热沉头油道25相通的呈阵列式排列的射流冲击孔26。
所述的气体压缩机5连接有控制输出气压的控制阀A22；油泵4连接有控制冷却介质2输出流速的控制阀B21，雾化发生器6分别连接有控制喷头8油压的控制阀C20和控制阵列式射流冲击热沉头9油压的控制阀D19，控制阀D19、控制阀C20、控制阀B21、控制阀A22和控制阀24均与控制系统1电气连接。
所述的阵列式射流冲击热沉头9位于铣刀7已加工表面上方，它与已加工表面成倾斜安装，倾斜角β=30～60°角，阵列式射流冲击热沉头9的最低点距离已加工表面垂直距离为3～5mm，阵列式射流冲击热沉头9随铣刀7一起前进。
所述的阵列式射流冲击热沉头9上的射流冲击孔26靠近热沉头油道25的一端上设有一个有利于高压冷却液流出的倒角。
所述的喷头8与待加工表面成α=20～80°角，喷头8与铣刀7的距离为6～10mm，铣削时，喷头8随铣刀7一起前进。
所述的气体压缩机5的输出压力范围为0.3～1MPa，冷却介质2流入雾化发生器6的速度为15～40mm/min。
本发明的有益效果：
本发明是一种基于射流冲击换热理论所研制的装置，当射流冲击到加工表面，迅速的降低了加工表面的温度，其传热效率很高，而且可根据具体需要，选择热沉头的射流冲击孔数量及孔之间的距离。
本发明的冷却介质可选择水及其他公知的冷却液。
本发明可以有效的抑制铣削加工变形。
采用本发明的装置进行铣削加工可以有效的降低铣削后已加工表面的温度，可实现对铣削加工变形的抑制，同时还可以延长铣刀的使用寿命。
本发明既可用于大型壁板材加工，也可用于普通板材的加工，可以适时的控制加工变形。
本发明的铣削加工装置能明显降低铣削加工残余应力和加工变形，本发明的铣削加工装置比普通的数控机床加工引起的残余应力降低20%～40%，，用本发明提供的铣削加工装置比普通的数控机床加工引起的加工变形减小40%～60%。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的热沉头安装角度示意图。
图3是本发明的热沉头射流孔的阵列式布置结构示意图。
图4是本发明的热沉头射流孔的剖视结构示意图。
图5是利用本发明的装置进行铣削加工后的残余应力分布与普通铣削装置铣削加工后的残余应力分布对比图。
图6是利用本发明的装置进行铣削加工后的加工变形分布与普通铣削装置铣削加工后的加工变形分布对比图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1-4所示。
 一种阵列式射流冲击热沉铣削加工装置，它包括冷却介质2、过滤器3、油泵4、气体压缩机5、雾化发生器6和喷头8等，所述的冷却介质2通过管道A15与过滤器3相连，过滤器3通过管道B16与油泵4相连，油泵4通过管道C14与雾化发生器6的液体输入端相连，冷却介质2流入雾化发生器6的速度即油泵4的输出流速最好在15～40mm/min之间，雾化发生器6（可直接从市场采购）的气体输入端通过管道D17与气体压缩机5相连，气体压缩机5的输出压力范围最好控制在0.3～1MPa之间，冷却介质2与压缩气体经雾化发生器6雾化后分两路输出，雾化发生器6的一路输出经管道E18和喷头8流到铣刀7工作前方，喷头8与待加工表面的夹角应保持在α=20～80°之间，喷头8与铣刀7的距离控制在6～10mm之间，以提高冷却效果，铣削时，喷头8随铣刀7一起前进。雾化发生器6的另一路输出经管道F13和软管10进入阵列式射流冲击热沉头9，阵列式射流冲击热沉头9悬置于铣刀7已加工表面上方，与已加工表面成倾斜安装，倾斜角可在β=30～60°之间（如图2），同时，阵列式射流冲击热沉头9的最低点距离已加工表面垂直距离应在3～5mm之间，阵列式射流冲击热沉头9随铣刀7一起前进，为了保证阵列式射流冲击热沉头9的冲击效果，还应在软管10上安装有控制阵列式射流冲击热沉头9气压的增压器23（可采用常规的小型压缩机、储能器、气缸等设备加以实现）和控制阀24（通用阀门，最好是电控阀门），阵列式射流冲击热沉头9上设有热沉头油道25，在阵列式射流冲击热沉头9上与工件已加工表面相对的一面上设有与热沉头油道25相通的呈阵列式排列的射流冲击孔26，如图3所示，阵列式射流冲击热沉头9上的射流冲击孔26靠近热沉头油道25的一端上设有一个有利于高压冷却液流出的倒角，如图4所示。为了提高加工质量，实现智能化控制，具体实施时，所述的气体压缩机5连接有控制输出气压的控制阀A22，油泵4连接有控制冷却介质2输出流速的控制阀B21，雾化发生器6分别连接有控制喷头8油压的控制阀C20和控制阵列式射流冲击热沉头9油压的控制阀D19，控制阀D19、控制阀C20、控制阀B21、控制阀A22和控制阀24均与控制系统1电气连接，如图1所示。
本发吸的工作过程为：
冷却介质2经油管15进入过滤器3，再经管道16被油泵4吸出，经管道14流入雾化发生器6；同时气体压缩机对气体施加压力后经管道17进入雾化发生器6；再由雾化发生器6经两路输出，一路经管道18和喷头8流到铣刀7工作前方，另一路经管道13和软管10进入热沉头9，并且在软管10上装有增压器23和控制阀24，用来控制热沉头9上的气压，再由热沉头9上的热沉头油道25流入各射流冲击孔26，最后射到铣刀7铣削的已加工表面。气体压缩机5产生的气压大小由控制阀22控制；油泵（也可为水泵，视冷却介质而定）泵出的冷却介质通过控制阀21控制流速进入雾化发生器6内；雾化发生器6里面高压冷却液经两路到铣削表面，喷头一侧的油压控制是通过控制阀20控制的，热沉头一侧的油压是通过控制阀19控制的。控制阀19、控制阀20、控制阀21、控制阀22和控制阀24与控制系统1连接，实现智能化控制，控制系统1为常规的电气控制系统或计算机控制系统，普通技术人员即可实现。
图2为热沉头安装角度示意图，热沉头9与已加工表面成β=30～60°角，热沉头9最低点距离已加工表面垂直距离为3～5mm；图1中喷头8与待加工表面成α=20～80°角，喷头8喷嘴始终与铣刀相距6～10mm，铣削时，热忱头9和喷头8随铣刀7一起前进。气体压缩机5压缩的气体产生的压力范围为0.3～1MPa，冷却介质2流入雾化发生器6的速度控制在15～40mm/min。
图3、4为热沉头射流孔布置及其结构示意图，热沉头9上射流冲击孔（26）是按阵列式排列的。热沉头9上射流冲击孔26开成倒角形式，这有利于高压冷却液进入射流冲击孔26内。
本发明的冷却介质可选择水及其他公知的冷却液并可有效的抑制铣削加工变形。
    下面是一种利用本发明的装置进行铣削加工的实例。
用材料为W9Mo3Cr4V的铣刀，其直径为Φ20mm，刀具前角为16°，后角为27°，螺旋角为30°，齿数为3。工件材料为7075-T7351铝合金。铣削深度为2mm，铣削速度为188.4m/min，进给量为416mm/min，铣削宽度为2mm。用本发明提供的阵列式射流冲击热沉铣削加工装置和普通的数控铣床加工装置分别进行铣削，所得的铣削残余应力结果如图5所示，变形结果如图6所示，从图5可以看出，本发明提供的铣削加工装置比普通的数控机床加工引起的残余应力最小低于40%，最大不低于20%。从图6变形结果可以看出，用本发明提供的铣削加工装置比普通的数控机床加工引起的加工变形最小要小60%，最大不低于40%。用本发明铣削加工装置明显降低了铣削加工残余应力和加工变形。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。 

Claims (6)

1.一种阵列式射流冲击热沉铣削加工装置，它包括冷却介质（2）、过滤器（3）、油泵（4）、气体压缩机（5）、雾化发生器（6）和喷头（8），其特征是所述的冷却介质（2）通过管道A（15）与过滤器（3）相连，过滤器（3）通过管道B（16）与油泵（4）相连，油泵（4）通过管道C（14）与雾化发生器（6）的液体输入端相连，雾化发生器（6）的气体输入端通过管道D（17）与气体压缩机（5）相连，冷却介质（2）与压缩气体经雾化发生器（6）雾化后分两路输出，雾化发生器（6）的一路输出经管道E（18）和喷头（8）流到铣刀（7）工作前方，雾化发生器（6）的另一路输出经管道F（13）和软管（10）进入阵列式射流冲击热沉头（9），在软管（10）上安装有控制阵列式射流冲击热沉头（9）气压的增压器（23）和控制阀（24），阵列式射流冲击热沉头（9）上设有热沉头油道（25），在阵列式射流冲击热沉头（9）上与工件已加工表面相对的一面上设有与热沉头油道（25）相通的呈阵列式排列的射流冲击孔（26）。
2.根据权利要求1所述的阵列式射流冲击热沉铣削加工装置，其特征是所述的气体压缩机（5）连接有控制输出气压的控制阀A（22）；油泵（4）连接有控制冷却介质（2）输出流速的控制阀B（21），雾化发生器（6）分别连接有控制喷头（8）油压的控制阀C（20）和控制阵列式射流冲击热沉头（9）油压的控制阀D（19），控制阀D（19）、控制阀C（20）、控制阀B（21）、控制阀A（22）和控制阀（24）均与控制系统（1）电气连接。
3.根据权利要求1所述的阵列式射流冲击热沉铣削加工装置，其特征是所述的阵列式射流冲击热沉头（9）位于铣刀（7）已加工表面上方，它与已加工表面成倾斜安装，倾斜角β=30～60°角，阵列式射流冲击热沉头（9）的最低点距离已加工表面垂直距离为3～5mm，阵列式射流冲击热沉头（9）随铣刀（7）一起前进。
4.根据权利要求1或3所述的阵列式射流冲击热沉铣削加工装置，其特征是所述的阵列式射流冲击热沉头（9）上的射流冲击孔（26）靠近热沉头油道（25）的一端上设有一个有利于高压冷却液流出的倒角。
5.根据权利要求1所述的采用阵列式射流冲击热沉铣削加工装置，其特征是所述的喷头（8）与待加工表面成α=20～80°角，喷头（8）与铣刀（7）的距离为6～10mm，铣削时，喷头（8）随铣刀（7）一起前进。
6.根据权利要求1所述的采用阵列式射流冲击热沉铣削加工装置，其特征是所述的气体压缩机（5）的输出压力范围为0.3～1MPa，冷却介质（2）流入雾化发生器（6）的速度为15～40mm/min。 
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102528855A (zh) * 2012-01-16 2012-07-04 中国林业科学研究院木材工业研究所 一种木竹材多锯片锯切冷却系统
CN103286630A (zh) * 2013-06-19 2013-09-11 杨伦 低温雾化冷风机及其实现方法
CN103286629A (zh) * 2013-05-14 2013-09-11 南京航空航天大学 一种将切削冷却介质形成高压低温喷雾射流的方法及其装置
CN105550485A (zh) * 2016-02-29 2016-05-04 西安交通大学 一种高速铣削过程中应力波效应的分析方法
CN110666703A (zh) * 2019-09-12 2020-01-10 武汉大学 一种闭合自生磨料射流装置及利用其的实验方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11320327A (ja) * 1998-05-14 1999-11-24 Ebara Corp 霧状冷却油吹き付け装置
CN1333107A (zh) * 1999-04-28 2002-01-30 报国株式会社 机床的切削液供给装置
CN2865992Y (zh) * 2005-11-11 2007-02-07 彭跃湘 金属切削加工喷雾冷却装置
CN101028669A (zh) * 2007-04-24 2007-09-05 中国航空工业第一集团公司北京航空制造工程研究所 阵列式射流冲击热沉搅拌摩擦焊接方法及装置
CN101642883A (zh) * 2008-08-05 2010-02-10 蒋斐祥 自动回收铝屑的冷却液循环节能装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11320327A (ja) * 1998-05-14 1999-11-24 Ebara Corp 霧状冷却油吹き付け装置
CN1333107A (zh) * 1999-04-28 2002-01-30 报国株式会社 机床的切削液供给装置
CN2865992Y (zh) * 2005-11-11 2007-02-07 彭跃湘 金属切削加工喷雾冷却装置
CN101028669A (zh) * 2007-04-24 2007-09-05 中国航空工业第一集团公司北京航空制造工程研究所 阵列式射流冲击热沉搅拌摩擦焊接方法及装置
CN101642883A (zh) * 2008-08-05 2010-02-10 蒋斐祥 自动回收铝屑的冷却液循环节能装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《电焊机》 20091020 韩文妥,等 带热沉装置的搅拌摩擦焊研究 54-60 1-6 , 第10期 2 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102528855A (zh) * 2012-01-16 2012-07-04 中国林业科学研究院木材工业研究所 一种木竹材多锯片锯切冷却系统
CN103286629A (zh) * 2013-05-14 2013-09-11 南京航空航天大学 一种将切削冷却介质形成高压低温喷雾射流的方法及其装置
CN103286630A (zh) * 2013-06-19 2013-09-11 杨伦 低温雾化冷风机及其实现方法
CN103286630B (zh) * 2013-06-19 2016-03-30 杨伦 低温雾化冷风机及其实现方法
CN105550485A (zh) * 2016-02-29 2016-05-04 西安交通大学 一种高速铣削过程中应力波效应的分析方法
CN105550485B (zh) * 2016-02-29 2018-06-26 西安交通大学 一种高速铣削过程中应力波效应的分析方法
CN110666703A (zh) * 2019-09-12 2020-01-10 武汉大学 一种闭合自生磨料射流装置及利用其的实验方法

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