铸铁切削加工油膜附水滴冷却装置及切削加工方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115502776A(43)申请公布日2022.12.23(21)申请号202211158078.7(22)申请日2022.09.22(71)申请人广东工业大学地址510000广东省广州市越秀区东风东路729号(72)发明人王成勇姚凯郑李娟袁尧辉林海生熊伟强(74)专利代理机构广州市时代知识产权代理事务所(普通合伙)44438专利代理师陆帅(51)Int.Cl.B23Q11/10(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图4页(54)发明名称铸铁切削加工油膜附水滴冷却装置及切削加工方法(57)摘要本申请涉及一种铸铁切削加工油膜附水滴冷却装置及切削加工方法，装置包括机床主体、油膜附水滴设备、机床控制器，油膜附水滴设备的喷嘴经冷却调节件安装在机床的刀轴上；冷却调节件、油膜附水滴设备均与机床控制器电性连接；冷却调节件包括第一调节套，所述第一调节套套装在机床主体的刀轴上并与之转动配合；第一调节套后端外周设置有第一外齿轮部，机床主体上安装有第一电机，第一电机的输出轴上安装有与第一外齿轮部啮合传动的第一齿轮；第一调节套前端外周安装至少一个冷却臂，各个冷却臂沿刀轴圆周间隔布置，喷嘴经方向调节组件安装在冷却臂前端；本装置能为切削加工提供外冷油膜附水滴的冷却润滑条件，润滑效果好、冷却效果好、排屑及时。CN115502776ACN115502776A权利要求书1/2页1.一种铸铁切削加工油膜附水滴冷却装置，包括机床主体、油膜附水滴设备、机床控制器，其特征在于：所述油膜附水滴设备的喷嘴经冷却调节件安装在机床的刀轴上；冷却调节件、油膜附水滴设备均与机床控制器电性连接；所述冷却调节件包括第一调节套，所述第一调节套套装在机床主体的刀轴上并与之转动配合；所述第一调节套后端外周设置有第一外齿轮部，机床主体上安装有第一电机，第一电机的输出轴上安装有与第一外齿轮部啮合传动的第一齿轮；所述第一调节套前端外周安装至少一个冷却臂，各个冷却臂沿刀轴圆周间隔布置，喷嘴经方向调节组件安装在冷却臂前端；所述方向调节组件包括依次连接的电机A、调节座、电机B、旋转座，所述电机A与电机B的输出轴垂直，电机A固定安装在冷却臂上，调节座安装在电机A的输出轴末端，电机B安装在调节座上，旋转座安装在电机B的输出轴末端，喷嘴经固定座安装在旋转座上。2.根据权利要求1所述的铸铁切削加工油膜附水滴冷却装置，其特征在于：所述冷却调节件包括第二调节套，所述第二调节套套装在第一调节套上并与之转动配合；所述第二调节套后端外周设置有第二外齿轮部，机床主体上安装有第二电机，第二电机的输出轴上安装有与第二外齿轮部啮合传动的第二齿轮；所述第二调节套前端外周安装至少一个冷却臂，各个冷却臂沿刀轴圆周间隔布置，喷嘴经方向调节组件安装在冷却臂前端。3.根据权利要求2所述的铸铁切削加工油膜附水滴冷却装置，其特征在于：所述第一调节套、第二调节套前端外周均圆周均布的间隔设若干用于安装冷却臂的螺孔组，第一调节套与刀轴之间、第二调节套与第一调节套之间均设置有轴承。4.根据权利要求2所述的铸铁切削加工油膜附水滴冷却装置，其特征在于：所述冷却臂为固定臂或伸缩臂。5.根据权利要求4所述的铸铁切削加工油膜附水滴冷却装置，其特征在于：所述机床主体上设置有红外热成像系统，红外热成像系统与机床控制器电性连接，红外热成像系统的测温成像组件对准机床主体的工作台上被加工的工件，用于测量切割区域的温度。6.根据权利要求2‑5任意一项所述的铸铁切削加工油膜附水滴冷却装置，其特征在于：各个电机均为步进电机。7.一种切削加工方法，采用如权利要求5所述的铸铁切削加工油膜附水滴冷却装置，其特征在于，包括以下步骤：S1：将工件固定与机床主体的工作台；S2：调整冷却调节件的第一调节套、第二调节套上各个喷嘴的朝向使之对准刀具的刀头；S3：通过第一电机、第二电机驱动第一调节套、第二调节套旋转，使第一调节套上及第二调节套上的所有喷嘴中，至少一个喷嘴位于刀具的前刀面侧，和/或，至少一个喷嘴位于刀具的后刀面侧；S4：开启油膜附水滴设备，根据工件加工要求设置切削速度、进给速度以及切削深度，开启机床主体对铸铁工件进行切削加工。8.根据权利要求7所述的切削加工方法，其特征在于：在加工之前，根据工件加工的加2CN115502776A权利要求书2/2页工要求，构建3D加工模型，进行有限元分析，根据分析结果，确定所需冷却的位置，根据所需冷却的位置，确定所需喷嘴的数量，根据所需喷嘴的数量确定第一调节套、第二调节套上所需安装的冷却臂数量，第一调节套前端外周、第二调节套前端外周均至少安装一个冷却臂。9.根据权利要求7所述的切削加工方法，其特征在于：在步骤4中，加工时，根据冷却需求，通过控制第一电机、第二电机、电机A、电机B中的