CN117182126A - 一种超大脉冲电流辅助车削机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超大脉冲电流辅助车削机床，包括机床本体，机床本体一端设置接电主轴箱，另一端设置接电尾座，接电主轴箱和接电尾座之间设置刀架，接电主轴箱内的主轴锁紧机构和接电尾座内的尾座锁紧机构锁紧工件，安装在接电主轴箱内的主轴电刷和安装在接电尾座内的尾座电刷连接脉冲电源，主轴本体和尾座套筒本体均不导电，将电流集中在工件上，提高电流大小和电流密度，可对工件施加超大脉冲电流，改善切削加工中的塑性变形行为和摩擦行为，实现提高金属材料的切削性能的目的，通过主轴接电机构和尾座接电机构可施加超大脉冲电流，具有结构简单、应用范围广且可靠性强等优点。

Description

一种超大脉冲电流辅助车削机床

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种超大脉冲电流辅助车削机床。

背景技术

随着航空航天、船舶工业、生物医疗等产业的快速发展，对材料的要求也日益变高，普通材料渐渐无法满足要求。钛合金、高温合金等新型材料的优异性能使其切削可加工性能差，电脉冲能够通过电致塑性效应，改善切削加工过程的塑性变形行为和摩擦摩擦行为，不仅可以显著提高金属材料的可加工性，而且可以提升被加工零部件的表面质量，从而为加工钛合金、高温合金等难加工材料提供了一种有效的方法，但是现有技术存在无法对工件施加超大脉冲电流的问题。

例如中国专利授权公告号CN 109365611 B公开了一种电脉冲辅助旋压成形机床，其电刷安装与芯模和旋轮之上，在芯模和旋轮之间施加高能脉冲电流，从而在芯模、工件、旋轮之间形成最短电流通路，避免由于过多的中间环节导致电流利用率降低，并能够始终把旋压变形区限制在高能脉冲电流密度最大的部位，虽然该专利能够施加高能脉冲电源，其电刷安装在芯模和旋轮上，在芯模、工件、旋轮之间形成最短电流通路，但由于旋轮与工件之间为点接触，施加超大脉冲电流产生的高温容易对已加工工件表面造成损伤，零部件长时间暴露在外部，长时间施加超大脉冲电流存在安全隐患，该电脉冲辅助旋压成形机床不适用于需要施加超大脉冲电流的场合。

另一方面，机床在切削过程中会产生大量的切屑，处理不恰当会缠绕在工件上，影响切削加工的进行和表面质量。中国专利公开号CN 115284057 A公开了一种压块式排屑装置，包括排屑机主体和挤压部，排屑机主体包括了排屑部，排屑部将长屑传送至挤压部，通过挤压部的多组挤压滚轮组将长屑进行挤压成块，实现了切屑的收集和再利用。但是机床工作产生的大部位切屑实际上并不会直接掉落在排屑部，切屑容易缠绕在工件之上，因此需要一种可防止切屑缠绕并可实现收集功能的切屑收集装置对切屑尽数回收。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、可施加超大脉冲电流、应用范围广且可靠性强的超大脉冲电流辅助车削机床。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种超大脉冲电流辅助车削机床，包括机床本体，所述机床本体两端分别设有接电主轴箱、接电尾座，在所述接电主轴箱和接电尾座之间设有刀架，所述接电主轴箱包括主轴箱体、主轴本体、主轴接电机构和主轴锁紧机构，所述主轴本体自主轴箱体内延伸至主轴箱体外且不导电，所述主轴锁紧机构连接在箱体外的主轴本体上，所述主轴接电机构包括自内向外依次同轴套装在主轴本体外周壁外侧的主轴导电环、主轴电刷和主轴盖，所述主轴盖与箱体连接并将主轴电刷、主轴导电环与外界分隔，所述主轴导电环一端位于主轴电刷和主轴本体之间，另一端与主轴锁紧机构扣接；所述接电尾座包括尾座箱体、尾座接电机构和尾座锁紧机构，所述尾座接电机构包括尾座套筒主体和自内向外依次同轴套装在尾座套筒主体外周壁外侧的尾座导电环和尾座电刷，所述尾座套筒主体位于尾座箱体内且不导电，所述尾座套筒主体的两端支承在尾座箱体上，所述尾座导电环一端位于尾座电刷和尾座套筒主体之间，另一端与尾座锁紧机构扣接；所述主轴锁紧机构和尾座锁紧机构与工件的接触面为面接触，所述主轴电刷和尾座电刷分别与脉冲电源的两极相连。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述主轴锁紧机构包括主轴卡爪组、主轴转动调节环和主轴调节齿轮，所述主轴卡爪组包括至少两个沿主轴本体周向设置的主轴卡爪，所述主轴卡爪与主轴转动调节环一侧滑动连接且相对于主轴转动调节环可沿主轴本体中心轴径向移动，所述主轴转动调节环另一侧与主轴调节齿轮啮合连接，转动所述主轴调节齿轮驱动主轴转动调节环旋转，使以主轴卡爪组的主轴卡爪相互靠近或远离以夹持或释放安装在主轴本体中心通孔内的工件。

所述主轴卡爪一侧表面设有间隔设置的条形槽，所述主轴转动调节环的一侧表面设有螺旋滑轨，所述条形槽和螺旋滑轨滑动连接。

所述主轴转动调节环的另一侧的外圆周侧设有齿轮环，所述齿轮环和主轴调节齿轮啮合连接。

所述尾座锁紧机构包括尾座卡爪组、尾座转动调节环和尾座调节齿轮，所述尾座卡爪组包括至少两个沿尾座套筒主体周向设置的尾座卡爪，所述尾座卡爪与尾座转动调节环一侧滑动连接且相对于尾座转动调节环可沿尾座套筒主体中心轴径向移动，所述尾座转动调节环另一侧与尾座调节齿轮啮合连接，转动所述尾座调节齿轮驱动尾座转动调节环旋转，使以尾座卡爪组的尾座卡爪相互靠近或远离以夹持或释放安装在尾座套筒主体中心孔内的工件。

所述尾座接电机构还包括回转支撑，所述尾座套筒主体两端通过回转支撑与尾座箱体连接；所述尾座调节齿轮连接于其中一个所述回转支撑内侧。

一种超大脉冲电流辅助车削机床还包括靠近刀架一侧设置的切屑收集组件，所述切屑收集组件包括入屑通道和吸屑机构，所述入屑通道的入屑口设有并排设置的滚轮组，所述吸屑机构设置在入屑口远离刀架一侧方向上，吸屑机构吸引切屑进入到入屑通道的入屑口，再由入屑通道的出屑口出去。

一种超大脉冲电流辅助车削机床还包括连接在入屑通道的出屑口的切屑压缩组件，所述切屑压缩组件包括压缩箱体和压缩系统，所述压缩箱体设有第二入屑口和出屑箱门，所述第二入屑口与入屑通道的出屑口相联通，在所述箱体底部设有压力传感器，当压力传感器检测所切屑的质量达到预设阈值时，启动所述压缩系统对压缩箱体内的切屑进行压缩。

所述刀架上安装有断屑车刀，所述断屑车刀包括刀柄和断屑刀片，所述断屑刀片通过刀柄安装在刀架上，所述断屑刀片包括上表面、下表面和连接在上表面和下表面之间的多个侧面，相邻所述侧面之间设有圆弧面，所述上表面、下表面分别和侧面相交边为侧切削刃，所述上表面、下表面分别和圆弧面相交边为圆弧切削刃。

在所述上表面、下表面上分别设有向外凸出的凸台，所述凸台位于侧切削刃和圆弧切削刃围成的区域内，所述凸台分别与上表面或下表面相交边为圆弧过渡。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明公开了一种超大脉冲电流辅助车削机床，包括机床本体，机床本体一端设置接电主轴箱，另一端设置接电尾座，接电主轴箱和接电尾座之间设置刀架，接电主轴箱内的主轴锁紧机构和接电尾座内的尾座锁紧机构锁紧工件，安装在接电主轴箱内的主轴电刷和安装在接电尾座内的尾座电刷连接机床外部脉冲电源，主轴锁紧机构和尾座锁紧机构与工件的接触面为面接触，而不是点接触，主轴本体和尾座套筒本体均不导电，构成“脉冲电源-主轴电刷-主轴锁紧机构-工件-尾座锁紧机构-尾座电刷-脉冲电源”或“脉冲电源-尾座电刷-尾座锁紧机构-工件-主轴锁紧机构-主轴电刷-脉冲电源”的最短电流通路，将电流集中在工件上，提高电流大小和电流密度，可对工件施加超大脉冲电流，改善切削加工中的塑性变形行为和摩擦行为，实现提高金属材料的切削性能的目的，通过主轴接电机构和尾座接电机构可施加超大脉冲电流，具有结构简单、应用范围广且可靠性强等优点。

附图说明

图1为本发明一种超大脉冲电流辅助车削机床整体结构示意图。

图2为本发明一种超大脉冲电流辅助车削机床另一视角的整体结构示意图。

图3为本发明的切屑收集组件的结构示意图(无切屑通道)。

图4为本发明的切屑收集组件另一视角的结构示意图(无切屑通道)。

图5为本发明的主轴本体的结构示意图(带有主轴盖)。

图6为本发明的主轴本体的另一视角结构示意图(无主轴盖)。

图7为本发明的主轴接电机构的结构示意图。

图8为本发明的主轴锁紧机构的结构示意图。

图9为图1中D处局部放大图。

图10为主轴锁紧机构和主轴接电机构的剖视立体图。

图11为接电尾座的结构示意图(移除接电尾座箱体)。

图12为图11中A-A线剖视图。

图13为尾座套筒本体的结构示意图。

图14为本发明的切屑压缩机构的结构示意图。

图15为本发明的切屑压缩机构的另一视角结构示意图。

图16为本发明的断屑车刀的结构示意图。

图17为本发明的断屑刀片的结构示意图。

图18为图17中B处的局部放大图。

图19为上表面和下表面均有圆弧状的凹陷时的切屑技术效果模拟图。

图20为上表面和下表面均为平面时的切屑技术效果模拟图。

图中各标号表示：1、机床本体；11、接电主轴箱；111、主轴本体；112、主轴接电机构；1121、主轴电刷；1122、主轴导电环；1123、主轴盖；113、主轴锁紧机构；1131、主轴卡爪组；1132、主轴转动调节环；1133、主轴调节齿轮；115、主轴导电轴承；116、主轴绝缘环片；12、接电尾座；121、尾座接电机构；1211、尾座电刷；1212、尾座套筒主体；1213、回转支撑；1214、尾座导电环；122、尾座锁紧机构；1221、尾座卡爪组；1222、尾座转动调节环；1223、尾座调节齿轮；1224、尾座绝缘环片；13、刀架；2、切屑收集组件；21、入屑口；22、出屑口；23、滚轮组；24、吸屑机构；3、切屑压缩组件；31、压缩箱体；311、第二入屑口；32、支架；33、液压系统；331、压缩平台；332、滑杆；333、液压推杆；4、断屑车刀；41、刀柄；42、断屑刀片；421、上表面；422、下表面；423、侧面；424、圆弧面；425、凸台；426、中心孔；5、入屑通道；6、脉冲电源。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“装配”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本实施例中，超大脉冲电流指的是电流密度达到1000A/m²的电流。

如图1至图18所示，本实施例的超大脉冲电流辅助车削机床，包括机床本体1，机床本体1两端分别设有接电主轴箱11、接电尾座12，在接电主轴箱11和接电尾座12之间设有刀架13，接电主轴箱11包括主轴箱体、主轴本体111、主轴接电机构112和主轴锁紧机构113，主轴本体111自主轴箱体内延伸至主轴箱体外且不导电，主轴锁紧机构113连接在箱体外的主轴本体111上，主轴接电机构112包括自内向外依次同轴套装在主轴本体111外周壁外侧的主轴导电环1122、主轴电刷1121和主轴盖1123，主轴盖1123与主轴箱体连接并将主轴电刷1121、主轴导电环1122与外界分隔，主轴导电环1122一端位于主轴电刷1121和主轴本体111之间，另一端与主轴锁紧机构113扣接；接电尾座12包括尾座箱体、尾座接电机构121和尾座锁紧机构122，尾座接电机构121包括尾座套筒主体1212和自内向外依次同轴套装在尾座套筒主体1212外周壁外侧的尾座导电环1214和尾座电刷1211，尾座套筒主体1212位于尾座箱体内且不导电，尾座套筒主体1212的两端支承在尾座箱体上，尾座导电环1214一端位于尾座电刷1211和尾座套筒主体1212之间，另一端与尾座锁紧机构122扣接；主轴锁紧机构113和尾座锁紧机构122与工件的接触面为面接触，主轴电刷1121和尾座电刷1211分别与脉冲电源6的两极相连。

本发明的超大脉冲电流辅助车削机床构成“脉冲电源6-主轴电刷1121-主轴锁紧机构113-工件-尾座锁紧机构122-尾座电刷1211-脉冲电源6”或“脉冲电源6-尾座电刷1211-尾座锁紧机构122-工件-主轴锁紧机构113-主轴电刷1121-脉冲电源6”的最短电流通路，主轴锁紧机构113和尾座锁紧机构122与工件的接触面为面接触，工件上的电流密度达到最大，将电流集中在工件上，提高电流大小和电流密度，可对工件施加超大脉冲电流，改善切削加工中的塑性变形行为和摩擦行为，实现提高金属材料的切削性能的目的，通过主轴接电机构112和尾座接电机构121可施加超大脉冲电流，具有结构简单、应用范围广且可靠性强等优点。

本实施例中，主轴电刷1121固定在主轴盖1123上，主轴盖1123通过螺栓与箱体连接，主轴盖1123起到了固定主轴电刷1121的作用，使主轴电刷1121在工作过程中不会因为主轴本体111的转动而旋转。

优选地，主轴盖1123为不导电材料制成，进一步提高机床的安全性，避免主轴电刷1121与主轴盖1123直接接触导致漏电。

主轴导电环1122另一端与主轴锁紧机构113扣接具体技术方案是：主轴导电环1122开设有供主轴导电环1122主轴锁紧机构113径向移动的通槽，通槽内壁与主轴锁紧机构113相接触传递电流。

主轴接电机构112还包括主轴导电轴承115，主轴电刷1121、主轴导电环1122通过主轴导电轴承115连接。

本实施例中，在主轴箱体上开两孔，电极通过主轴箱体与主轴电刷1121正负极相连。主轴锁紧机构113包括主轴卡爪组1131、主轴转动调节环1132和主轴调节齿轮1133，主轴卡爪组1131包括至少两个沿主轴本体111周向设置的主轴卡爪，主轴卡爪与主轴转动调节环1132一侧滑动连接且相对于主轴转动调节环1132可沿主轴本体111中心轴径向移动，主轴转动调节环1132另一侧与主轴调节齿轮1133啮合连接，转动主轴调节齿轮1133驱动主轴转动调节环1132旋转，使以主轴卡爪组1131的主轴卡爪相互靠近或远离以夹持或释放安装在主轴本体111中心通孔内的工件。主轴卡爪的夹持面呈弧形，与主轴本体111面接触。

主轴导电环1122开设通槽内壁便于主轴卡爪的径向移动，主轴导电环1122只是与主轴卡爪相互接触传递电流，通槽的设置可以平稳传递电流给主轴卡爪，不影响主轴卡爪正常的径向移动。本实施例中，每一组主轴卡爪组1131的主轴卡爪一共有四个，共有两组主轴卡爪组1131，因此主轴导电环1122有八个分别与八个主轴卡爪相匹配的通槽，由此与主轴卡爪相扣紧，保证在加工过程中主轴导电环1122相对主轴卡爪保持不动，以此来传递电流。主轴锁紧机构113还包括主轴绝缘环片116，主轴卡爪组1131的主轴卡爪穿过主轴绝缘环片116。由于主轴卡爪在夹持和远离工件过程中不断与主轴本体111摩擦，主轴本体111表面的绝缘涂层在使用过程中有失效风险。

主轴本体111外周壁上开设有连通主轴本体111内壁和外壁的安装孔，安装孔便于主轴卡爪组1131的主轴卡爪径向移动，主轴绝缘环片116设置于主轴本体111安装孔之中，且主轴绝缘环片116外侧面与主轴本体111外表面相切，主轴卡爪置于主轴绝缘环片116之中且主轴卡爪四面侧壁与主轴绝缘环片116紧密贴合，在径向移动夹紧过程中，主轴卡爪会穿过主轴绝缘环片116夹紧工件，工件不会与主轴本体111直接接触。主轴本体111和主轴导电环1122之间采用绝缘涂层绝缘，因此主轴绝缘环片116起到主轴卡爪与主轴本体111的绝缘目的。

本实施例中，主轴导电环1122外周壁与主轴盖1123内壁之间存在间隙，该间隙尺寸较小，不允许工件碎屑通过，另一方面避免主轴导电环1122转动时和主轴盖1123内壁摩擦产生磨损。

主轴电刷1121和主轴导电环1122同轴套装在主轴本体111上，主轴电刷1121和主轴导电环1122两表面是面接触，主轴导电环1122(通槽)和主轴锁紧机构113(夹爪侧壁)为面接触形式的扣接，主轴锁紧机构113和工件也是面接触(主轴夹爪的夹持面呈弧状，和工件表面的接触为面接触)，施加大脉冲电流时不容易对工件造成损害。

主轴绝缘环片116和主轴转动调节环1132采用不导电的陶瓷材料；在本实施中，主轴本体111表面涂抹绝缘涂层，使得主轴本体111不导电，在其他实施例中，主轴本体111可采用不导电材料制备而成。

本实施例中，在主轴本体111靠近主轴锁紧机构113一侧方向上，主轴本体111设有内轴和副盖，副盖和主轴盖1123并联设置且用于将主轴锁紧机构113和外界分隔开来，内轴用于安装主轴锁紧机构113，在副盖的外侧表面上设有调节孔，主轴调节齿轮1133的齿轮轴的一端位于调节孔内，便于对主轴调节齿轮1133进行调节。

本实施例中，主轴调节齿轮1133共有三个，调节孔的数量和主轴调节齿轮1133的齿轮轴一一对应设置，当其中一个主轴调节齿轮1133无法调节时，可以调节其他主轴调节齿轮1133。

主轴卡爪一侧表面设有间隔设置的条形槽，主轴转动调节环1132的一侧表面设有螺旋滑轨，条形槽和螺旋滑轨滑动连接。螺旋滑轨中心与主轴转动调节环1132的中心重合。在其他实施例中，条形槽的横截面形状可为弧形、半圆形、方形或矩形，螺旋滑轨横截面形状与条形槽相适应。

本实施例中，主轴卡爪组1131设有两组且并列间隔设置，主轴转动调节环1132内开设有槽，槽内表面设有螺旋滑轨，主轴卡爪的条形槽和螺旋滑轨滑动连接，其中一组主轴卡爪组1131与主轴导电环1122扣接，另一组主轴卡爪组1131并没有与主轴导电环1122扣接，两组主轴卡爪组1131相对于只有一组主轴卡爪组1131可以提升系统的刚度，提高系统的稳定性。

主轴转动调节环1132的另一侧的外圆周侧设有齿轮环，齿轮环和主轴调节齿轮1133啮合连接。

本实施例中，尾座锁紧机构122包括尾座卡爪组1221、尾座转动调节环1222和尾座调节齿轮1223，尾座卡爪组1221包括至少两个沿尾座套筒主体1212周向设置的尾座卡爪，尾座卡爪与尾座转动调节环1222一侧滑动连接且相对于尾座转动调节环1222可沿尾座套筒主体1212中心轴径向移动，尾座转动调节环1222另一侧与尾座调节齿轮1223啮合连接，转动尾座调节齿轮1223驱动尾座转动调节环1222旋转，使以尾座卡爪组1221的尾座卡爪相互靠近或远离以夹持或释放安装在尾座套筒主体1212中心孔内的工件。尾座卡爪的夹持面呈弧形，与尾座套筒主体1212面接触。本实施例中，尾座接电机构121还包括回转支撑1213，尾座套筒主体1212两端通过回转支撑1213与尾座箱体连接；尾座调节齿轮1223连接于其中一个回转支撑1213内侧。回转支撑1213的滚珠采用不导电材料，电流不会通过尾座箱体，可以提高系统的电流密度，提高升温的效率。

回转支撑1213内设置绝缘滚珠。电流通过尾座导电环1214从尾座电刷1211流向尾座卡爪组1221，由于回转支撑1213内设置绝缘滚珠，电流从尾座电刷1211直接流向工件，也不会流向尾座箱体，使得电流集中在工件上。

本实施例中，尾座锁紧机构122还包括尾座导电轴承，尾座电刷1211、尾座导电环1214之间通过尾座导电轴承连接。

尾座套筒主体1212外周壁上开设有连同尾座套筒主体1212内壁和外壁的安装孔，安装孔便于尾座卡爪组1221的尾座卡爪径向移动，尾座锁紧机构122还包括尾座绝缘环片1224，尾座卡爪组1221的尾座卡爪穿过尾座绝缘环片1224，尾座绝缘环片1224的设置与主轴绝缘环片116类似，尾座绝缘环片1224设置在尾座套筒主体1212安装孔内，且尾座绝缘环片1224外侧面与尾座套筒主体1212外表面相切，尾座卡爪置于尾座绝缘环片1224之中且尾座卡爪四面侧壁与尾座绝缘环片1224紧密贴合，尾座卡爪会穿过尾座绝缘环片1224夹紧工件，工件不会与尾座套筒主体1212直接接触，因此尾座绝缘环片1224起到尾座卡爪与尾座套筒主体1212的绝缘目的。类似于主轴导电环1122的设置，尾座导电环1214也开设有通槽，便于尾座卡爪的径向移动，尾座导电环1214和尾座卡爪相互接触传递电流，通槽的设置可以平稳传递电流给尾座卡爪，不影响尾座卡爪正常的径向移动。

本实施例中，每一组尾座卡爪组1221中有四个尾座卡爪，尾座导电环1214通槽数量与尾座卡爪数量对应设置，尾座卡爪和尾座套筒主体1212面接触。

本实施例中，尾座卡爪一侧表面设有间隔设置的条形槽，尾座转动调节环1222的一侧表面设有螺旋滑轨，条形槽和螺旋滑轨滑动连接。螺旋滑轨中心与尾座转动调节环1222的中心重合。在其他实施例中，条形槽的横截面形状可为弧形、半圆形、方形或矩形，螺旋滑轨横截面形状与条形槽相适应。

本实施例中，尾座卡爪组1221设有两组且并列间隔设置的安装孔，尾座转动调节环1222内开设有槽，槽内表面设有螺旋滑轨，尾座卡爪的条形槽和螺旋滑轨滑动连接，其中一组尾座卡爪组1221与尾座转动调节环1222扣接，另一组尾座卡爪组1221并没有与主轴导电环1122扣接，两组尾座卡爪组1221相对于只有一组尾座卡爪组1221可以提升系统的刚度，提高系统的稳定性。

本实施例的超大脉冲电流辅助车削机床还包括靠近刀架13一侧设置的切屑收集组件2，切屑收集组件2包括入屑通道5和吸屑机构24，入屑通道5的入屑口21设有并排设置的滚轮组23，吸屑机构24设置在入屑口21远离刀架13一侧方向上，吸屑机构24吸引切屑进入到入屑通道5的入屑口21，再由入屑通道5的出屑口22出去。

本实施例中，滚轮组23的滚轮之间具有细小间隙，出屑口22设置在间隙下方，相邻滚轮外圆周壁上分别设有互相啮合传动的齿轮，其中一滚轮与电机输出端连接，相邻滚轮的转速相同但是转向相反。使用时，通过吸屑机构24吸引工件切削产生的切屑进入入屑口21，由入屑口21处设置的滚轮组23对切屑提供拉力，避免切屑缠绕于工件上，进一步将切屑由出屑口22送出。

本实施例中，吸屑机构24为风扇，入屑口21为开口向外的喇叭状口，风扇安装在喇叭状口的背部(开口方向为前部)，喇叭状口背部侧壁上间隔开设有多个风口，风口的尺寸小于切屑尺寸，以防止切屑被吸入进风扇，风扇转动时，将切屑从车架一侧吸引到入屑口21，堆积到一定程度后，受到重力的作用，掉落在滚轮组23上。

本实施例的超大脉冲电流辅助车削机床还包括连接在入屑通道5的出屑口22的切屑压缩组件3，切屑压缩组件3包括压缩箱体31和压缩系统，压缩箱体31设有第二入屑口311和出屑箱门，第二入屑口311与入屑通道5的出屑口22相联通，在压缩箱体31底部设有压力传感器，当压力传感器检测所切屑的质量达到预设阈值时，启动压缩系统对压缩箱体31内的切屑进行压缩。

本实施例中，压缩箱体31上部设有支架32，压缩系统为液压系统33，液压系统33通过支架32安装在压缩箱体31上，在压缩箱体31顶部开设有供液压系统33工作的开口，液压系统33设有压缩平台331和第一液压泵，在压缩平台331外周设有滑杆332，压缩平台331和滑杆332滑动连接，滑杆332可定位压缩平台331的移动方向，第一液压泵驱动压缩平台331向下压缩压缩箱体31内的切屑压缩。压缩完成后，从压缩箱体31的出屑箱门将切屑移出。

本实施例中，液压系统33在出屑箱门相对侧面设有液压推杆333和第二液压泵，第二液压泵用于驱动液压推杆333将压缩完成后的切屑从出屑箱门推出。

刀架13上安装有断屑车刀4，断屑车刀4包括刀柄41和断屑刀片42，断屑刀片42通过刀柄41安装在刀架13上，断屑刀片42包括上表面421、下表面422和连接在上表面421和下表面422之间的多个侧面423，相邻侧面423之间设有圆弧面424，上表面421、下表面422分别和侧面423相交边为侧切削刃，上表面421、下表面422分别和圆弧面424相交边为圆弧切削刃。

由于本申请的机床需要通入电脉冲进行工作，因此相对于未施加脉冲电源6的机床，刀具与切屑间的摩擦状态较高，为改善金属材料的切削性能，会提高金属材料塑性，但是提高了塑性变形能力，加剧了切屑缠绕工件的现象，恶化了刀具寿命，降低了工件表面质量。因此，在进行电脉冲辅助车削加工中，必须实现对切屑的控制。

本实施例中，在上表面421、下表面422上分别设有向外凸出的凸台425，凸台425位于侧切削刃和圆弧切削刃围成的区域内，凸台425底部分别与上表面421或下表面422相交边为过渡圆弧。断屑刀片42的上表面421、下表面422能改变电脉冲辅助车削实验中切屑的流向，使切屑卷曲半径减小，实现断屑刀片42的断屑功能或对切屑进行优异的导屑、排屑功能；避免切屑对切削加工造成不良影响。

切屑的流向、卷曲半径并不是有凸台425和过渡圆弧来实现的，主要由水平的上表面421、下表面422、凸台425和接上下表面422与凸台425的过渡圆弧来实现，当上表面421与下表面422在凸台425的四周外侧均有圆弧状的凹陷时，切屑在切削过程中不发生断裂(技术效果图如图19所示)，当上表面421与下表面422在凸台425的四周外侧均为平面时(没有凹陷时)，切屑在切削过程中发生断裂(技术效果图如图20所示)，断裂的切屑不会缠绕在工件上。

优选地，凸台425与上表面421或下表面422的夹角α角度处于130°≤α≤150°时断屑效果最佳。

使用时，首先将断屑刀片42放置于刀架13上，随后将工件放入接电主轴箱11内，由主轴锁紧机构113将工件夹紧，然后移动接电尾座12至适当位置(接电尾座12相对于加工平台可以移动)，由尾座锁紧机构122夹紧工件另一端。最后，接主轴接电机构112和尾座接电机构121通上电流，电流由主轴电刷1121和尾座电刷1211传递至工件，施加超大脉冲电流。

断屑刀片42设有贯穿上表面421、下表面422的中心孔426，便于安装断屑刀片42。

该超大脉冲电流辅助车削机床的工作过程为：

当使用该机床时，先将断屑车刀4置于刀架13上，随后将工件放入主轴锁紧机构113内使工件与主轴卡爪组1131相接触，再通过转动主轴调节齿轮1133带动主轴转动调节环1132上的主轴卡爪组1131夹紧工件。随后移动接电尾座12使其位于适当的位置，通过旋转尾座调节齿轮1223带动尾座转动调节环1222上的尾座卡爪组1221夹紧工件，当主轴接电机构112通上电流，由于主轴本体111表面涂有绝缘涂层，主轴卡爪组1131与主轴接电机构112之间设置有主轴绝缘环片116，与主轴卡爪组1131相接触的主轴转动调节环1132采用绝缘材料，因此构成“脉冲电源6-主轴电刷1121-工件-尾座电刷1211-脉冲电源6”的最短电流通路，集中于工件。当接电尾座12通上电流，电流通过尾座导电环1214传达至尾座套筒主体1212和尾座卡爪组1221，最后集中于工件，两端回转支撑1213的滚珠采用绝缘材料，使得电流不会流经尾座外壳，构成“脉冲电源6-尾座电刷1211-工件-主轴电刷1121-脉冲电源6”的最短电流通路，电流集中于工件，提升系统电流密度。当进行车削实验时，断屑车刀4会改变切屑的流向，使切屑卷曲半径减小，实现断屑刀片42的断屑功能或对切屑进行优异的导屑，随后由吸屑机构24吸引至入屑口21的滚轮组23处，由于两滚轮组23转向相反转速相同，且留有微小的缝隙，因此起到拉扯的作用，可以通过调节电机的转速来控制拉扯的速度，再由滚轮组23拉扯至出屑口22通过入屑通道5进入切屑压缩组件3。随着切屑的不断增多，达到一定的质量触发压缩箱体31底部的压力传感器，液压系统33随之启动，进行压缩切屑，压缩完成之后由液压推杆333将压缩切屑推出箱门。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种超大脉冲电流辅助车削机床，包括机床本体(1)，所述机床本体(1)两端分别设有接电主轴箱(11)、接电尾座(12)，在所述接电主轴箱(11)和接电尾座(12)之间设有刀架(13)，其特征在于：

所述接电主轴箱(11)包括主轴箱体、主轴本体(111)、主轴接电机构(112)和主轴锁紧机构(113)，所述主轴本体(111)自主轴箱体内延伸至主轴箱体外且不导电，所述主轴锁紧机构(113)连接在箱体外的主轴本体(111)上，所述主轴接电机构(112)包括自内向外依次同轴套装在主轴本体(111)外周壁外侧的主轴导电环(1122)、主轴电刷(1121)和主轴盖(1123)，所述主轴盖(1123)与箱体连接并将主轴电刷(1121)、主轴导电环(1122)与外界分隔，所述主轴导电环(1122)一端位于主轴电刷(1121)和主轴本体(111)之间，另一端与主轴锁紧机构(113)扣接；

所述接电尾座(12)包括尾座箱体、尾座接电机构(121)和尾座锁紧机构(122)，所述尾座接电机构(121)包括尾座套筒主体(1212)和自内向外依次同轴套装在尾座套筒主体(1212)外周壁外侧的尾座导电环(1214)和尾座电刷(1211)，所述尾座套筒主体(1212)位于尾座箱体内且不导电，所述尾座套筒主体(1212)的两端支承在尾座箱体上，所述尾座导电环(1214)一端位于尾座电刷(1211)和尾座套筒主体(1212)之间，另一端与尾座锁紧机构(122)扣接；

所述主轴锁紧机构(113)和尾座锁紧机构(122)与工件的接触面为面接触，所述主轴电刷(1121)和尾座电刷(1211)分别与脉冲电源(6)的两极相连。

2.根据权利要求1所述的超大脉冲电流辅助车削机床，其特征在于：所述主轴锁紧机构(113)包括主轴卡爪组(1131)、主轴转动调节环(1132)和主轴调节齿轮(1133)，所述主轴卡爪组(1131)包括至少两个沿主轴本体(111)周向设置的主轴卡爪，所述主轴卡爪与主轴转动调节环(1132)一侧滑动连接且相对于主轴转动调节环(1132)可沿主轴本体(111)中心轴径向移动，所述主轴转动调节环(1132)另一侧与主轴调节齿轮(1133)啮合连接，转动所述主轴调节齿轮(1133)驱动主轴转动调节环(1132)旋转，使以主轴卡爪组(1131)的主轴卡爪相互靠近或远离以夹持或释放安装在主轴本体(111)中心通孔内的工件。

3.根据权利要求2所述的超大脉冲电流辅助车削机床，其特征在于：所述主轴卡爪一侧表面设有间隔设置的条形槽，所述主轴转动调节环(1132)的一侧表面设有螺旋滑轨，所述条形槽和螺旋滑轨滑动连接。

4.根据权利要求3所述的超大脉冲电流辅助车削机床，其特征在于：所述主轴转动调节环(1132)的另一侧的外圆周侧设有齿轮环，所述齿轮环和主轴调节齿轮(1133)啮合连接。

5.根据权利要求1所述的超大脉冲电流辅助车削机床，其特征在于：所述尾座锁紧机构(122)包括尾座卡爪组(1221)、尾座转动调节环(1222)和尾座调节齿轮(1223)，所述尾座卡爪组(1221)包括至少两个沿尾座套筒主体(1212)周向设置的尾座卡爪，所述尾座卡爪与尾座转动调节环(1222)一侧滑动连接且相对于尾座转动调节环(1222)可沿尾座套筒主体(1212)中心轴径向移动，所述尾座转动调节环(1222)另一侧与尾座调节齿轮(1223)啮合连接，转动所述尾座调节齿轮(1223)驱动尾座转动调节环(1222)旋转，使以尾座卡爪组(1221)的尾座卡爪相互靠近或远离以夹持或释放安装在尾座套筒主体(1212)中心孔内的工件。

6.根据权利要求5所述的超大脉冲电流辅助车削机床，其特征在于：所述尾座接电机构(121)还包括回转支撑(1213)，所述尾座套筒主体(1212)两端通过回转支撑(1213)与尾座箱体连接；所述尾座调节齿轮(1223)连接于其中一个所述回转支撑(1213)内侧。

7.根据权利要求1所述的超大脉冲电流辅助车削机床，其特征在于：还包括靠近刀架(13)一侧设置的切屑收集组件(2)，所述切屑收集组件(2)包括入屑通道(5)和吸屑机构(24)，所述入屑通道(5)的入屑口(21)设有并排设置的滚轮组(23)，所述吸屑机构(24)设置在入屑口(21)远离刀架(13)一侧方向上，吸屑机构(24)吸引切屑进入到入屑通道(5)的入屑口(21)，再由入屑通道(5)的出屑口(22)出去。

8.根据权利要求7所述的超大脉冲电流辅助车削机床，其特征在于：还包括连接在入屑通道(5)的出屑口(22)的切屑压缩组件(3)，所述切屑压缩组件(3)包括压缩箱体(31)和压缩系统，所述压缩箱体(31)设有第二入屑口(311)和出屑箱门，所述第二入屑口(311)与入屑通道(5)的出屑口(22)相联通，在所述箱体(31)底部设有压力传感器，当压力传感器检测所切屑的质量达到预设阈值时，启动所述压缩系统对压缩箱体(31)内的切屑进行压缩。

9.根据权利要求1至8任一项所述的超大脉冲电流辅助车削机床，其特征在于：所述刀架(13)上安装有断屑车刀(4)，所述断屑车刀(4)包括刀柄(41)和断屑刀片(42)，所述断屑刀片(42)通过刀柄(41)安装在刀架(13)上，所述断屑刀片(42)包括上表面(421)、下表面(422)和连接在上表面(421)和下表面(422)之间的多个侧面(423)，相邻所述侧面(423)之间设有圆弧面(424)，所述上表面(421)、下表面(422)分别和侧面(423)相交边为侧切削刃，所述上表面(421)、下表面(422)分别和圆弧面(424)相交边为圆弧切削刃。

10.根据权利要求9所述的超大脉冲电流辅助车削机床，其特征在于：在所述上表面(421)、下表面(422)上分别设有向外凸出的凸台(425)，所述凸台(425)位于侧切削刃和圆弧切削刃围成的区域内，所述凸台(425)分别与上表面(421)或下表面(422)相交边为圆弧过渡。