基于数控铣床的微量润滑多自由度智能喷头系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于数控铣床的微量润滑多自由度智能喷头系统，包括：数控铣床系统，其与喷嘴多向运动系统和喷嘴角度自动调节系统分别相连；所述喷嘴多向运动系统包括XZ面回转机构、Y向移动机构和X向移动机构，喷嘴安装在X向移动机构，所述喷嘴还与喷嘴角度自动调节系统相连；所述X向移动机构用于带动喷嘴在X向运动；所述喷嘴角度自动调节系统用于自动调节喷嘴角度；在所述Y向移动机构的驱动下，所述X向移动机构可沿Y向移动机构进行Y向运动，从而实现喷嘴的X向运动；在所述XZ面回转机构的驱动下，所述X向移动机构可沿XZ面回转机构进行XZ面回转运动，从而实现喷嘴的XZ面回转运动。

Multi-degree-of-freedom intelligent sprinkler system for Micro-lubrication based on NC milling machine

The utility model discloses a Micro-lubrication multi-degree-of-freedom intelligent sprinkler system based on a numerical control milling machine, which comprises a numerical control milling machine system, which is respectively connected with the multi-direction motion system of the nozzle and the automatic adjusting system of the nozzle angle; the multi-direction motion system of the nozzle includes the rotary mechanism of the XZ plane, the Y direction moving mechanism and the X direction moving mechanism, and the nozzle is installed in the X direction moving mechanism, and the nozzle is also attached to the X direction moving mechanism. The X-direction moving mechanism is used to drive the nozzle to move in the X-direction, the X-direction moving mechanism is used to automatically adjust the angle of the nozzle, and the X-direction moving mechanism can move along the Y-direction moving mechanism to realize the X-direction movement of the nozzle under the drive of the Y-direction moving mechanism. It is stated that the X-direction mobile mechanism can rotate along the XZ plane of the rotary mechanism, thus realizing the rotary movement of the XZ plane of the nozzle.

【技术实现步骤摘要】
基于数控铣床的微量润滑多自由度智能喷头系统
本技术属于数控铣床加工领域，尤其涉及一种基于数控铣床的微量润滑多自由度智能喷头系统。
技术介绍
在CNC(Computernumbercontrol，计算机数字控制)的数控铣床上，常采用各类铣刀对金属类工件进行切削加工。切削过程中工件材料在刀具切削作用下发生弹性/塑性变形，进而在切削区产生大量的热，此时加工区域温度瞬时可达到600℃～1200℃。切削时消耗的能量绝大多数都转化为热量聚集在工件及刀具表面，严重影响加工质量和刀具使用寿命，进而降低生产率提高生产成本。通常在机械加工过程中采用切削液带走切削区热量，从而有效地降低切削温度。切削温度的降低可以减少工件和刀具的热变形并保持刀具硬度，进而提高加工精度和刀具耐用度。切削液在加工区域形成局部润滑膜，可以减小前刀面/切屑以及后刀面/已加工表面间的摩擦，从而减小切削力和切削热，达到提高工件表面质量和刀具使用寿命的目的。同时，切削液有良好的清洗和排屑作用，可有效去除工件表面污染物及切屑，从而保证刀具的锋利，不致影响切削效果。而且切削液也有一定的防锈能力，能有效防止工件与环境介质及切削液组分分解或氧化变质而产生的油泥等腐蚀性介质接触而腐蚀。切削液所具备的这些功能，使得它在包括机床加工的各个领域中获得了广泛的应用。但切削液的使用也带来了很多问题，在实际的铣削加工过程中，随着铣削参数的变化切削区温度也随之变化，但传统的切削液供给方式无法根据不同加工区域温度的差异相应的调整切削液的供给量，总体冷却效果不佳，同时还存在着切削液使用效率偏低、资源浪费以及环境污染等缺陷。经检索，四会市格鲁森润滑技术有限公司姚军公开了一种切削液喷嘴组件(专利号：201720445942.X)，包括出液管，出液管的一端设置有出液喷嘴，另一端连接有用于引入去切削液的软管，从而喷嘴实现上下位移与转动，进而解决现有的切削液喷头长期使用后切削液与刀具切削位置发生偏移，导致润滑和散热效果差的问题。东华大学唐智等技术了一种机床切削液外部冷却装置(专利号：201610949798.3)，该装置可以在机床工作状态下，根据机床本身对不同刀具的调用，实时的自动改变喷嘴的喷射角度，达到对机床刀具高效、精准、安全的喷射效果。广东钶锐锶数控技术有限公司蒙昌敏等公开了一种机床及其切削冷却系统(专利号：201621349629.8)，包括泵浦，泵浦设置于冷却液储存箱上、且通过输液管与喷头组件连接。喷头组件包括管接头、接头固定板和喷液头，管接头固定于接头固定板上，输液管通过管接头与喷液头连接，喷液头上设置有喷嘴。切削机构停止加工时，还能持续对工件冷却，迅速使工件温度降低到安全温度，从而保护工件和加工刀具。肇庆高新区国专科技有限公司罗志勤等技术了一种不锈钢工件切削装置(专利号：201711064381.X)，主轴一端可转动连接于机架上，主轴另一端与刀具相连，喷嘴侧面与机架固定连接。通过喷嘴将气液混合物送至刀口，产生良好的润滑效果，气流吹去积屑，且迅速降低刀口温度。武汉科技大学肖明等人技术了一种自启动少切削液冷却润滑系统(专利号：201410119725.2)，包括超声波雾化单元、喷嘴雾化单元、切削热检测单元和电路控制模块，基于切削热检测单元所实时检测的刀具前刀面温度，通过对这些雾化组件进行一体化控制，由此实现多种冷却润滑介质的灵活组合应用。能够在保证整体良好冷却润滑效果的同时，大幅度降低切削液的用量，同时具备冷却效果好、便于操控和适用面广等特点。上述所公开的文献虽能够实现切削液流量调节，但未能实现切削液的供给量随铣削位置变化实时调整，而且喷嘴角度只能手动调节，依然存在局部供液不足和局部供液过量导致的切削液资源浪费等问题。因此，需要设计一种新的微量润滑多自由度智能喷头系统，应实现喷嘴能够随铣刀运动，且能自动调整，始终保持最佳的喷射角度，根据加工实际需要在不同的加工区域合理调节切削液用量，从而在保证冷却润滑效果的同时进一步提高切削液的使用效率。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本技术提供了一种基于数控铣床的微量润滑多自由度智能喷头系统，其具有微量润滑的所有优点，且随动喷嘴角度、距离及液流量均可控，能够有效提高切削液的利用率，降低整体切削区温度，提高润滑冷却效果，为机械加工领域切削液智能供给提供了新技术方向。本技术的一种基于数控铣床的微量润滑多自由度智能喷头系统，包括：数控铣床系统，其与喷嘴多向运动系统和喷嘴角度自动调节系统分别相连；所述喷嘴多向运动系统包括XZ面回转机构、Y向移动机构和X向移动机构，喷嘴安装在X向移动机构，所述喷嘴还与喷嘴角度自动调节系统相连；所述X向移动机构用于带动喷嘴在X向运动；所述喷嘴角度自动调节系统用于自动调节喷嘴角度；在所述Y向移动机构的驱动下，所述X向移动机构可沿Y向移动机构进行Y向运动，从而实现喷嘴的X向运动；在所述XZ面回转机构的驱动下，所述X向移动机构可沿XZ面回转机构进行XZ面回转运动，从而实现喷嘴的XZ面回转运动。进一步的，所述数控铣床系统还切削液流量控制系统相连；所述切削液流量控制系统包括温度采集装置，其用来采集切削区温度，并将采集的切削区温度传送至第一处理器，由第一处理器传送至微量润滑供液系统；所述微量润滑供液系统用于控制气液比调节阀的开度从而控制切削液流量，进而调节切削区温度，形成闭环控制，达到智能冷却目的。其中，温度采集装置可采用光纤红外测温仪，或其现有的温度采集装置。进一步的，所述数控铣床系统还切削液流量控制系统相连；所述切削液流量控制系统包括测力装置，其用于采集数控铣床上刀具的切削力并将采集的切削力传送至第二处理器，由第二处理器传送至微量润滑供液系统；所述微量润滑供液系统用于控制气液比调节阀的开度从而控制切削液流量，进而调节切削力，形成闭环控制，达到智能冷却目的。进一步的，所述数控铣床系统还切削液流量控制系统相连；所述切削液流量控制系统包括振动传感器，其安装在数控铣床上刀具的主轴上且用来采集由切削力变化而引起的振动信号并传送至第三处理器，由第三处理器传送至微量润滑供液系统；所述微量润滑供液系统用于控制气液比调节阀的开度从而控制切削液流量。进一步的，所述数控铣床系统还切削液流量控制系统相连；所述切削液流量控制系统包括声发射传感器，其用来采集切削液加入时的声音信号并传送至第四处理器，由第四处理器传送至微量润滑供液系统；所述微量润滑供液系统用于控制气液比调节阀的开度从而控制切削液流量。进一步的，所述喷嘴角度自动调节系统包括自动调节机构，所述自动调节机构包括控制箱，所述控制箱上设置有非接触式角度传感器，与所述非接触式角度传感器配对的磁块安装在喷嘴固定轴内，所述非接触式角度传感器用于感应喷嘴的旋转角度并将感应的信号传递给控制箱，控制箱依次通过转动机构和减速机构来调整喷嘴的角度。进一步的，所述减速机构采用锥齿-直齿二级减速结构。进一步的，所述XZ面回转机构，包括圆弧轨道，所述圆弧轨道上配套有轮子，轮子与滑板的下表面连接；滑板的下表面固定有XZ面回转电机，滑板的上表面设置有X向移动机构；XZ面回转电机的驱动输出轴上安装有齿轮，圆弧轨道上还连接有齿圈，所述齿圈固定在铣床上，XZ面回转电机工作时驱动输出轴上的齿轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于数控铣床的微量润滑多自由度智能喷头系统，其特征在于，包括：数控铣床系统，其与喷嘴多向运动系统和喷嘴角度自动调节系统分别相连；所述喷嘴多向运动系统包括XZ面回转机构、Y向移动机构和X向移动机构，喷嘴安装在X向移动机构，所述喷嘴还与喷嘴角度自动调节系统相连；所述X向移动机构用于带动喷嘴在X向运动；所述喷嘴角度自动调节系统用于自动调节喷嘴角度；在所述Y向移动机构的驱动下，所述X向移动机构可沿Y向移动机构进行Y向运动，从而实现喷嘴的X向运动；在所述XZ面回转机构的驱动下，所述X向移动机构可沿XZ面回转机构进行XZ面回转运动，从而实现喷嘴的XZ面回转运动。

【技术特征摘要】
1.一种基于数控铣床的微量润滑多自由度智能喷头系统，其特征在于，包括：数控铣床系统，其与喷嘴多向运动系统和喷嘴角度自动调节系统分别相连；所述喷嘴多向运动系统包括XZ面回转机构、Y向移动机构和X向移动机构，喷嘴安装在X向移动机构，所述喷嘴还与喷嘴角度自动调节系统相连；所述X向移动机构用于带动喷嘴在X向运动；所述喷嘴角度自动调节系统用于自动调节喷嘴角度；在所述Y向移动机构的驱动下，所述X向移动机构可沿Y向移动机构进行Y向运动，从而实现喷嘴的X向运动；在所述XZ面回转机构的驱动下，所述X向移动机构可沿XZ面回转机构进行XZ面回转运动，从而实现喷嘴的XZ面回转运动。2.如权利要求1所述的一种基于数控铣床的微量润滑多自由度智能喷头系统，其特征在于，所述数控铣床系统还切削液流量控制系统相连；所述切削液流量控制系统包括温度采集装置，其用来采集切削区温度，并将采集的切削区温度传送至第一处理器，由第一处理器传送至微量润滑供液系统；所述微量润滑供液系统用于控制气液比调节阀的开度从而控制切削液流量，进而调节切削区温度，形成闭环控制，达到智能冷却目的。3.如权利要求1所述的一种基于数控铣床的微量润滑多自由度智能喷头系统，其特征在于，所述数控铣床系统还切削液流量控制系统相连；所述切削液流量控制系统包括测力装置，其用于采集数控铣床上刀具的切削力并将采集的切削力传送至第二处理器，由第二处理器传送至微量润滑供液系统；所述微量润滑供液系统用于控制气液比调节阀的开度从而控制切削液流量，进而调节切削力，形成闭环控制，达到智能冷却目的。4.如权利要求1所述的一种基于数控铣床的微量润滑多自由度智能喷头系统，其特征在于，所述数控铣床系统还切削液流量控制系统相连；所述切削液流量控制系统包括振动传感器，其安装在数控铣床上刀具的主轴上且用来采集由切削力变化而引起的振动信号并传送至第三处理器，由第三处理器传送至微量润滑供液系统；所述微量润滑供液系统用于控制气液比调节阀的开度从而控制切削液流量。5.如权利要求1所述的一种基于数控铣床的微量润滑多自由度智能喷头系统，其特征在于，所述数控铣床系统还切削液流量控制系统相连；所述切削液流量控制系统包括声发射传感器，其用来采集切削液加入时的声音信号并传送至第四处理器，由第四处理器传送至微量润滑供液系统；所述微量润滑供液系统用于控制气液比调节阀的开度从而控制切削液流量。6.如权利要求1所述的一种基于数控铣床的微量润滑多自由度智能喷头系统，其特征在于，所述喷嘴角度自动调节系统包括自动调节机构，所述自动调节机构包括控制箱，所述控制箱上设置有非接触式角度传感器，与所述非接触式角度传感器配对的磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：武文涛，李长河，李润泽，隋梦华，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