CN219725496U - 一种静电微量润滑微细铣削加工装置 - Google Patents
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Abstract
一种静电微量润滑微细铣削加工装置，属于静电微量润滑技术领域，包括底座、移动模块、微铣刀、润滑液导管、高速工业相机，所述微铣刀、润滑液导管、高速工业相机均固定于移动模块上，润滑液喷嘴对向微铣刀，所述润滑液导管与雾化液滴荷电器相连，所述雾化液滴荷电器与微量润滑系统、高压静电发生器相连，所述底座上设有陶瓷载物台，所述陶瓷载物台上设有与计算机相连的三轴力传感器，所述移动模块、高速电主轴与机床数控系统相连，所述高速工业相机与计算机相连。本实用新型通过将微铣刀、润滑液导管及喷嘴、高速工业相机设置在移动模块上，配合三轴力传感器，实现在切削加工过程中对切削部位精准喷射带电荷的雾化润滑液。
Description
技术领域
本实用新型属于静电微量润滑技术领域，具体涉及了一种静电微量润滑微细铣削加工装置。
背景技术
传统切削加工过程中，普遍使用润滑液来提高工件表面光洁度，延长刀具寿命。润滑方式通常采用浇注式对加工区域进行润滑和冷却。在加工结构复杂、尺寸微小精密零部件过程中由于加工区域狭小，常规浇注方式下，润滑液滴粒径普遍较大，难以渗入加工区域，无法起到更好润滑冷却效果。因此减小润滑液液滴粒径、增加液滴渗透能力，将提高微细铣削加工表面光洁度、延长刀具寿命。
微量润滑是一种利用压缩空气将润滑液雾化，被雾化后的润滑液液滴粒径大大减小，渗透能力增强可以起到强化润滑、冷却、延长刀具寿命、提高加工表面光洁度的作用。但微量润滑也存在不足，原因在于雾化液滴经压缩空气喷射到加工区域，部分液滴冲击到工件表面会因反作用力悬浮于空气中，造成润滑液浪费，而且对操作人员身体健康极为不利。另外经气动雾化后的液滴存在液滴粒径不均匀现象，导致部分液滴难以渗入微细铣削加工区域。静电微量润滑技术可以有效解决这一问题。
静电微量润滑技术是将雾化后的润滑液滴通过高压静电场使液滴荷电，然后喷射到加工区域。在电场力和气动力的共同作用下荷电液滴的迁移活性明显提高，润湿角和表面张力减小，液滴粒径减小且尺寸均匀，同时能够更好吸附于加工区域。该技术对于微细铣削加工能够进行有效稳定的润滑冷却，减缓刀具磨损，相对微量润滑技术在润滑液气雾浓度和切削比能方面都有所降低。
CN104209806A公开了一种纳米流体微量润滑静电雾化可控射流车削系统，CN204135897U公开了一种纳米流体微量润滑静电雾化可控射流内冷工艺用系统，上述两专利均采用静电微量润滑技术，但他们的润滑液流通通道均设置在装置内部，提高了装置的制造成本。CN111993283A公开了一种基于静电微量润滑切削的装置，同样采用静电微量润滑技术，并且使用了外置的万象竹节管作为润滑液的流通管道，但其装置无法实现精准对准切削部位。
实用新型内容
针对上述技术问题，本实用新型提出一种静电微量润滑微细铣削加工装置，通过将微铣刀、润滑液导管及喷嘴、高速工业相机设置在移动模块上，配合三轴力传感器，实现在切削加工过程中对切削部位精准喷射带电荷的雾化润滑液。
本实用新型的技术方案如下：
一种静电微量润滑微细铣削加工装置，包括底座、移动模块、微铣刀、润滑液导管、高速工业相机，所述微铣刀、润滑液导管、高速工业相机均固定于移动模块上，所述微铣刀与高速电主轴相连，所述润滑液导管上设有润滑液喷嘴，润滑液喷嘴对向微铣刀，所述润滑液导管与雾化液滴荷电器相连，所述雾化液滴荷电器与微量润滑系统、高压静电发生器相连，所述微量润滑系统、高压静电发生器与计算机相连，所述底座上设有陶瓷载物台，所述陶瓷载物台上设有与计算机相连的三轴力传感器，所述移动模块、高速电主轴与机床数控系统相连，所述高速工业相机与计算机相连。
进一步地，所述移动模块包括X轴移动模块、Y轴移动模块、Z轴移动模块，所述Y轴移动模块与底座相连，所述X轴移动模块与Y轴移动模块活动相连，所述Z轴移动模块与X轴移动模块活动相连，所述高速电主轴、雾化液滴荷电器、高速工业相机均固定设置于Z轴移动模块上。
进一步地，所述雾化液滴荷电器内部设有铜管，所述铜管一端与雾化液滴入口连通，另一端与荷电液滴出口连通，所述铜管与高压静电导线相连。
本实用新型的优点为：
1、通过静电微量润滑，可有效提高工件表面光洁度、延长刀具寿命。
2、该静电微量润滑系统结构简单，可灵活搭配微量润滑系统进行使用。
3、通过加装绝缘装置，可有效避免高压静电对操作人员和机器造成影响。
通过对微量润滑系统13输出的雾化液滴进行荷电，从而提高润滑液滴迁移活性，减小润湿角和表面张力，使得液滴粒径减小且尺寸均匀，并且能够稳定吸附于加工区域。本实用新型解决了微细铣削过程中润滑困难、刀具磨损严重和静电微量润滑的绝缘等问题。
附图说明
图1为本实用新型的静电微量润滑微细铣削加工装置结构示意图；
图2为雾化液滴荷电器结构示意图。
图中：1、底座；2、陶瓷载物台；3、三轴力传感器；4、微铣刀；5、刀具装夹陶瓷螺母；6、高速电主轴；7、主轴支架；8、Y轴移动模块；9、高速工业相机；10、相机支架；11、Z轴移动模块；12、计算机；13、微量润滑系统；14、高压静电发生器；15、雾化液滴荷电器；16、X轴移动模块；17、润滑液导管；18润滑液喷嘴；19、机床数控系统；20、荷电液滴出口；21、铜管；22、雾化液滴入口；23、高压静电导线。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细描述。
如图1所示，本实用新型提供了一种静电微量润滑微细铣削加工装置，包括底座1、移动模块、微铣刀4、润滑液导管17、高速工业相机9、机床数控系统19，所述微铣刀4、润滑液导管17、高速工业相机9均固定于移动模块上，移动模块通过机床数控系统19控制带动微铣刀4、润滑液导管17、高速工业相机9同步移动。所述微铣刀4与高速电主轴6相连，高速电主轴6受机床数控系统19控制带动微铣刀4工作，所述润滑液导管17上设有润滑液喷嘴18，润滑液喷嘴18对向微铣刀4，用于对切削部位喷射带电荷的润滑液雾化液滴。所述润滑液导管17与雾化液滴荷电器15相连，所述雾化液滴荷电器15与微量润滑系统13、高压静电发生器14相连，通过微量润滑系统13将润滑液雾化后通过导管输送到雾化液滴荷电器15，同时高压静电发生器14产生高压静电通过导线输送到雾化液滴荷电器15，在雾化液滴荷电器15中完成液滴荷电，通过润滑液导管17最终由润滑液喷嘴18将荷电液滴喷射到加工区域。所述底座1上设有陶瓷载物台2，所述陶瓷载物台2上设有与计算机12相连的三轴力传感器3，所述移动模块、高速工业相机9、微铣刀4与计算机12相连。
实施例1
一种静电微量润滑微细铣削装置，包括底座1、陶瓷载物台2、三轴力传感器3、微铣刀4、移动模块、高速电主轴6、主轴支架7、高速工业相机9、相机支架10、计算机12、微量润滑系统13、高压静电发生器14、雾化液滴荷电器15、润滑液导管17和润滑液喷嘴18、机床数控系统19。移动模块包括X轴移动模块16、Y轴移动模块8、Z轴移动模块11，所述Y轴移动模块8与底座1相连，所述X轴移动模块16与Y轴移动模块8活动相连，所述Z轴移动模块11与X轴移动模块16活动相连，所述微铣刀4、雾化液滴荷电器15、高速工业相机9均固定设置于Z轴移动模块11上。所述移动模块与机床数控系统19相连。
所述微铣刀4通过刀具装夹陶瓷螺母5装夹在高速电主轴6上，通过主轴支架7安装于Z向移动模块11上，高速电主轴6与机床数控系统19相连；雾化液滴荷电器15通过螺栓安装在Z轴移动模块11上；高速工业相机9由相机支架10安装于Z轴移动模块11并连接计算机12；三轴力传感器3安装于陶瓷载物台2上同时与计算机12连接传输切削力信号；所述微量润滑系统13、高压静电发生器14与计算机12相连，高压静电发生器14由导线连接雾化液滴荷电器15；微量润滑系统13由导管将雾化液滴输送至雾化液滴荷电器15中。
工作过程：首先将工件通过夹具装夹于三轴力传感器3上，机床数控系统19控制X轴移动模块16、Y轴移动模块8、Z轴移动模块11将微铣刀4移动至陶瓷载物台2上方；调整润滑液导管17和润滑液喷嘴18的角度对准加工区域，开启微量润滑系统13，调节输入气压将雾化后液滴通过导管输送到雾化液滴荷电器15中；然后启动高压静电发生器14调节适当电压将高压静电通过导线连接到雾化液滴荷电器15内的铜管21；雾化液滴由雾化液滴入口22进入雾化液滴荷电器15经过带电铜管21完成液滴荷电，荷电液滴从荷电液滴出口20经润滑液导管17最终通过润滑液喷嘴18将荷电液滴喷射到加工区域。
在铣削过程中高速工业相机9按周期拍摄工件切屑和表面毛刺形貌，三轴力传感器3测量加工过程中的切削力，将高速工业相机9和三轴力传感器3采集到的数据上传至计算机12，当计算机12根据表面毛刺尺寸和切削力出现增大趋势时发送信号适当增大微量润滑系统13的输入气压和高压静电发生器14的电压，从而增大荷电液滴流量，确保在安全、节能的前提下达到最优润滑效果。
Claims (3)
1.一种静电微量润滑微细铣削加工装置，其特征在于：包括底座（1）、移动模块、微铣刀（4）、润滑液导管（17）、高速工业相机（9），所述微铣刀（4）、润滑液导管（17）、高速工业相机（9）均固定于移动模块上，所述微铣刀（4）与高速电主轴（6）相连，所述润滑液导管（17）上设有润滑液喷嘴（18），润滑液喷嘴（18）对向微铣刀（4），所述润滑液导管（17）与雾化液滴荷电器（15）相连，所述雾化液滴荷电器（15）与微量润滑系统（13）、高压静电发生器（14）相连，所述微量润滑系统（13）、高压静电发生器（14）与计算机（12）相连，所述底座（1）上设有陶瓷载物台（2），所述陶瓷载物台（2）上设有与计算机（12）相连的三轴力传感器（3），所述移动模块、高速电主轴（6）与机床数控系统（19）相连，所述高速工业相机（9）与计算机（12）相连。
2.根据权利要求1所述的一种静电微量润滑微细铣削加工装置，其特征在于：所述移动模块包括X轴移动模块（16）、Y轴移动模块（8）、Z轴移动模块（11），所述Y轴移动模块（8）与底座（1）相连，所述X轴移动模块（16）与Y轴移动模块（8）活动相连，所述Z轴移动模块（11）与X轴移动模块（16）活动相连，所述高速电主轴（6）、雾化液滴荷电器（15）、高速工业相机（9）均固定设置于Z轴移动模块（11）上。
3.根据权利要求1或2所述的一种静电微量润滑微细铣削加工装置，其特征在于：所述雾化液滴荷电器（15）内部设有铜管（21），所述铜管（21）一端与雾化液滴入口（22）连通，另一端与荷电液滴出口（20）连通，所述铜管（21）与高压静电导线（23）相连。
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Cited By (1)
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| CN117655380A (zh) * | 2024-01-04 | 2024-03-08 | 徐州鸿业仪器仪表有限公司 | 一种阀门配件加工用数控铣床 |
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2023
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