CNC铣床多自由度微量润滑智能喷头系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种CNC铣床多自由度微量润滑智能喷头系统，包括：环型旋转台、纵向伸缩部、旋转部、智能喷头安装台和信息采集系统；环型旋转台包括沿水平圆周方向旋转的旋转件，旋转件底部连至少一个纵向伸缩部，纵向伸缩部下端连接旋转部，旋转部以与纵向伸缩部的连接点为轴心，在设定的角度范围内转动；智能喷头安装台与旋转部连接，随旋转部一起运动；信息采集系统安装在智能喷头安装台上。本实用新型专利技术通过加工数据对喷头的角度进行合理的调整，对气液比进行合理配置，以保障喷头以合理的角度对加工工件进行喷射，代替了传统切削液喷头固定不动，喷射角度有限的缺陷，解决了被切削面存在死角的问题以及切削液浪费的问题。

【技术实现步骤摘要】
CNC铣床多自由度微量润滑智能喷头系统
本技术专利属于金属加工领域，具体涉及一种辅助CNC铣床多自由度微量润滑智能喷头系统。
技术介绍
传统机加工采用大量乳化液、切削油、冷却剂等对加工区进行冷却润滑，这种冷却润滑方式利用率低、增加了巨额加工生产成本，而且报废的冷却液如果处理不当将对环境造成极大的伤害。干式加工技术是最早出现的一种绿色环保加工技术，它起源于汽车工业。已成功应用于车削、铣削、钻削和镗削等机械加工中。它不是简单的完全摒弃切削液，而是在保证零件加工精度和刀具使用寿命的前提下，废除切削液的使用。然而干式加工并没有解决切削区冷却问题，造成了工件表面烧伤、表面完整性恶化等问题。微量润滑技术代替浇注乳化液、干式加工技术已经成为必然趋势，适应了绿色制造和可持续发展的理念。它是指将微量的润滑液、水和具有一定压力的气体混合雾化后，喷射到切削区起到冷却润滑作用的一种技术。水和高压气体起到冷却作用，油起到润滑切削区、延长刀具寿命的作用。目前对微量润滑技术的研究已经取得了一定进展，对微量润滑设备的设计研发成为微量润滑技术实现的重要内容。虽然很多设计者设计了微量润滑系统，然而在实际应用中依然存在繁多问题。现有技术对微量润滑设备进行了深入研究，设计了纳米粒子射流微量润滑磨削三相流供给系统，其特点是：将纳米流体经液路输送至喷嘴处，同时高压气体经气路进入喷嘴，高压气体与纳米流体在喷嘴混合室中充分混合雾化，经加速室加速后进入涡流室，同时压缩气体经涡流室通气孔进入，使三相流进一步旋转混合并加速，然后三相流以雾化液滴的形式经喷嘴出口喷射至磨削区。现有技术设计的微量润滑系统精密润滑泵，其特点是：润滑剂从所述进油孔进入所述液体腔内；由压缩空气驱动，当压缩空气进入所述气体腔时，所述活塞杆尾部的压力增大，当压力大于所述活塞杆前端的所述活塞弹簧的弹力时，所述活塞杆向前移动，所述液体腔缩小，压力增大，当压力大于所述单向阀弹簧的弹力时，所述单向阀堵头打开，润滑剂泵出；所述液体腔体压力释放，当压力小于所述单向阀弹簧时，所述单向阀弹簧复位，出油口密闭；当所述气体腔压力释放，所述活塞杆尾部压力小于所述活塞弹簧的弹力，所述活塞杆复位。其优点在于提供能精准供油的微型精密气动泵，设计精密、适用于多种润滑剂使用于金属加工的润滑装置中。现有技术设计的连续供液式微量润滑装置，其特点是：装置包括蠕动泵、气源处理器、气液接头、气源气管、输入气管、输液软管、出液软管、气液同轴管、喷嘴以及用于安装上述部件的箱体，所述的气源处理器固定安装在所述的箱体外侧，所述的蠕动泵的进口通过所述的输液软管与用于盛放切削液的容器连接，出口通过出液软管与所述的气液接头的第一进口连接；所述的气源处理器的进口与气源气管连接，出口通过输入气管与所述的气液接头的第二进口连接；所述的气液接头的出口通过所述的气液同轴管与所述的喷嘴连接，压缩空气和切削液在所述的喷嘴内混合，形成切削液气雾并喷出。具有结构紧凑、操作简便、油量控制精确、连续供给切削液、安装便捷等特点。以上三种微量润滑装置在虽然以微量润滑方式代替了传统的浇注式，但它们连接喷头结构仍然是传统的万象管，在进行铣床加工加工之前人们通过对铣床加工的了解，将喷头近似地对准铣刀但当铣床在铣圆周和深沟槽等刁钻角度的加工时，会导致切削液无法喷射到铣刀的工作点周围，造成切削液的浪费和工件表面烧伤，也没有办法实现切削液对铣床加工进行连续跟踪喷射。
技术实现思路
针对以上问题，本技术专利的目的是提供一种支持CNC铣床不同加工工况进行切削液连续追踪喷射的智能喷头。该装置横向旋转以步进电机为驱动，纵向角度调整和喷头跟进调整以压缩空气为驱动，用以实现多种加工工况下铣刀工作点的刁钻角度的跟踪，以及不同温度下气液比的智能调节，提高了加工区冷却润滑效果、工件加工表面质量，为微量润滑的智能供给提供了设备支持。为了达到以上目的，本技术采用如下技术方案：本技术的第一目的是公开一种CNC铣床多自由度微量润滑智能喷头系统，包括：环型旋转台、纵向伸缩部、旋转部、智能喷头安装台和信息采集系统；所述环型旋转台包括沿水平圆周方向旋转的旋转件，所述旋转件底部连至少一个纵向伸缩部，所述纵向伸缩部下端连接旋转部，所述旋转部以与所述纵向伸缩部的连接点为轴心，在设定的角度范围内转动；所述智能喷头安装台与旋转部连接，随旋转部一起运动；所述信息采集系统安装在智能喷头安装台上。进一步地，所述环型旋转台包括：旋转台外壳、旋转体、步进电机和动力传递装置；所述步进电机设置在旋转台外壳内部，所述步进电机通过动力传递装置与旋转体连接，带动旋转体转动。进一步地，所述纵向伸缩部包括：伸缩气缸和伸长件；所述伸长件包括固定端和伸出端；通过所述固定端将伸缩气缸与环型旋转台连接，所述伸缩气缸的伸缩杆与伸长端连接；所述伸长件的伸出端和固定端之间设有滑道，由伸缩气缸提供动力，实现伸出端的纵向伸缩。进一步地，所述纵向伸缩部为两个，分别固定在环型旋转台的底部两端。进一步地，所述旋转部包括旋转气缸和机械臂，所述旋转气缸与纵向伸缩部连接，所述机械臂固定在旋转气缸的旋转盘上；所述旋转气缸上设有磁性传感器，通过所述磁性传感器确定旋转盘旋转的角度。进一步地，通过所述旋转气缸实现智能喷头喷射角度的微调。进一步地，所述机械臂为L型塑钢架。进一步地，所述L型塑钢架上下各有一个固定端，上端固定端为法兰盘，用于连接旋转气缸的旋转轴；L型塑钢架的下部是为横杆，所述横杆上设有用于固定旋转气缸的螺孔。进一步地，所述智能喷头安装台旋转部连接，所述智能喷头安装台上设有连接伸缩气缸的平台。进一步地，所述信息采集系统包括：红外线传感器、单片机和信息采集卡，所述红外传感器采集铣床加工工具的实时信号，信息采集卡将红外传感器采集到的信息发送至单片机，使设备的运动路径的到优化，实现更好跟踪喷射。技术的有益效果该装置采用步进电机和气压为联合驱动，步进电机为旋转盘提供旋转力，气压则是为伸缩气缸和旋转气缸提供动力。该装置有红外传感器，能够实时地采集加工数据，通过加工数据对喷头的角度进行合理的调整，对气液比进行合理配置，以保障喷头以合理的角度对加工工件进行喷射，代替了传统切削液喷头固定不动，喷射角度有限的缺陷，解决了被切削面存在死角的问题以及切削液浪费的问题。附图说明图1是CNC铣床多自由度微量润滑智能喷头系统轴侧图；图2(a)-(c)分别是CNC铣床多自由度微量润滑智能喷头系统三视图；图3是环型旋转台爆炸图；图4是旋转台外壳轴侧图；图5是旋转体上端盖及其左剖视图；图6是旋转体下端及其左剖视图；图7是环型旋转台剖视图；图8是步带布置图；图9是纵向伸缩系统的伸长部分爆炸图；图10是伸缩气缸的结构原理图；图11是纵向伸缩系统的伸长部分俯视图；图12是纵向伸缩系统的伸长部分剖视图I；图13是纵向伸缩系统的伸长部分剖视图II；图14是旋转臂固定端爆炸图；图15是旋转气缸正面结构图；图16是旋转气缸侧面结构图；图17(a)-(c)是旋转气缸三视图；图18(a)-(c)是旋转臂三视图；图19是旋转臂固定端组合体剖视图；图20是旋转臂固定端轴侧图；图21(a)-(c)是智能喷头安装台三视图；图22是智能喷头安装台爆炸图；图23是智能喷头安装台旋转部分组合体剖视图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CNC铣床多自由度微量润滑智能喷头系统，其特征在于，包括：环型旋转台、纵向伸缩部、旋转部、智能喷头安装台和信息采集系统；所述环型旋转台包括沿水平圆周方向旋转的旋转件，所述旋转件底部连至少一个纵向伸缩部，所述纵向伸缩部下端连接旋转部，所述旋转部以与所述纵向伸缩部的连接点为轴心，在设定的角度范围内转动；所述智能喷头安装台与旋转部连接，随旋转部一起运动；所述信息采集系统安装在智能喷头安装台上。

【技术特征摘要】
1.一种CNC铣床多自由度微量润滑智能喷头系统，其特征在于，包括：环型旋转台、纵向伸缩部、旋转部、智能喷头安装台和信息采集系统；所述环型旋转台包括沿水平圆周方向旋转的旋转件，所述旋转件底部连至少一个纵向伸缩部，所述纵向伸缩部下端连接旋转部，所述旋转部以与所述纵向伸缩部的连接点为轴心，在设定的角度范围内转动；所述智能喷头安装台与旋转部连接，随旋转部一起运动；所述信息采集系统安装在智能喷头安装台上。2.如权利要求1所述的一种CNC铣床多自由度微量润滑智能喷头系统，其特征在于，所述环型旋转台包括：旋转台外壳、旋转体、步进电机和动力传递装置；所述步进电机设置在旋转台外壳内部，所述步进电机通过动力传递装置与旋转体连接，带动旋转体转动。3.如权利要求1所述的一种CNC铣床多自由度微量润滑智能喷头系统，其特征在于，所述纵向伸缩部包括：伸缩气缸和伸长件；所述伸长件包括固定端和伸出端；通过所述固定端将伸缩气缸与环型旋转台连接，所述伸缩气缸的伸缩杆与伸长端连接；所述伸长件的伸出端和固定端之间设有滑道，由伸缩气缸提供动力，实现伸出端的纵向伸缩。4.如权利要求1所述的一种CNC铣床多自由度微量润滑智能喷头系统，其特征在于，所述纵向伸缩部为两个，分别固定在环型旋转台的底部两端。5.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋孟华，武文涛，李长河，李润泽，高腾，张彦彬，杨敏，贾东洲，殷庆安，张晓阳，侯亚丽，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：新型
国别省市：山东,37