一种铣削加工系统技术方案

一种铣削加工系统，它包括计算机单元、机床工作台、摄像头、刀具、超声波变幅杆、超声波换能器、超声波发生器、立柱、水负载、环形器、微波发生器、微波输出管、防护罩和红外测温仪；刀具、超声波变幅杆、超声波换能器以及超声波发生器顺次连接并均设置于机床工作台的上方，超声波发生器设置于立柱的下方，防护罩固定连接于立柱的外侧并包裹机床工作台的外周；微波输出管、水负载、环形器以及微波发生器顺次连接且该微波输出管穿过防护罩朝向机床工作台上的工件；它采用超声振动和微波装置辅助铣削能克服现有硬脆材料加工过程中刀具磨损快、产热量大等缺陷，并且加热速度快，工作效率高；它广泛适用于硬脆材料的加工配套使用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种铣削加工系统，特别涉及一种应用于陶瓷等硬脆材料的铣削加工系统。
技术介绍
硬脆材料具有比普通材料更优良的热稳定性和耐磨性，随着现代科技和工业的发展，一些脆硬材料如陶瓷、硅、金刚石和光学玻璃，在航天、航空、汽车、冶金和机械加工等高科技行业得到越来越广泛的应用；但是由于该类材料具有硬度高和易碎的特点，因此在加工过程中存在刀具磨损快、产热量大的问题，特别在铣削加工时存在刀具磨损严重、发热量大、加工效率低、成本高等问题；故对加工的刀具要求比较高，尤其对加工精度和加工质量有较高要求的结构件，传统的机械加工方法和加工工具很难满足对这些硬脆材料的加工要求。经检索，在先申请号为201420765282.X一种超声波铣削装置的专利公开了包括超声波换能器和刀体的铣削装置；另有申请号为201220006766.7的专利公开了一种沿进给方向施加超声振动辅助铣削表面微造型装置包括设置于铣床工作台上的夹具，夹具上夹持有换能器，换能器分别与超声波发生器和变幅杆相连，且变幅杆前端固定有工件，工件与铣刀相配合，铣刀与铣床主轴相连。以上技术方案均为超声振动与铣削的结合，超声振动在铣削的过程中使刀具受到的摩擦变小，产生的热量大大减少，铣削力显著下降，避免了普通切削时的“让刀”现象，并且不产生积屑瘤；但超声振动铣削只是使刀具与工件的接触时间变短，工件的硬度、刚度等性质并未改变，在二者接触的时间内，刀具铣削工件的过程仍与普通铣削相同，当加工时间较长时仍存在刀具磨损严重、发热量大、加工效率低的问题。二十世纪五十年代以后，为了改善陶瓷材料的加工工艺，国内外陆续有学者对陶瓷的加热辅助切削提出了自己的设想，并进行了相关的实验；陶瓷的加热辅助切削是指通过对工件进行辅助加热，使陶瓷材料原子的活动能力增加，使其更容易产生滑移，塑性提高，在塑性状态下对材料进行切削；现有的辅助加热方式主要包括电流加热、氧乙炔焰加热、等离子弧加热和激光加热等。由于等离子弧、激光、氧乙炔焰加热时热量的传递均是由表及里，热量要通过陶瓷的导热才能达到陶瓷内部，但大部分陶瓷的导热系数很低，从而在材料的被加工区会形成很大的温度梯度，易产生很大的热应力，导致亚表层损伤，强度降低，在加工过程中产生的切削会妨碍陶瓷表面热的吸收；而且等离子弧、激光、氧乙炔焰加热设备昂贵，技术复杂；这也是近年来陶瓷等离子弧、激光、氧乙炔焰加热塑性切削技术仅处于实验室的研究而很难推广实用的原因；因此寻求低成本、均匀加热的热源就成为陶瓷加热塑性切削技术实用化的关键。
技术实现思路
针对上述情况，本技术的目的在于提供一种铣削加工系统，它采用超声振动和微波装置辅助铣削能克服现有硬脆材料加工过程中刀具磨损快、产热量大等缺陷，并且结构科学合理，加热速度快，工作效率高，加工成本低，市场前景广阔，便于推广使用。为实现上述任务，一种铣削加工系统，它包括计算机单元、机床工作台、摄像头、刀具、超声波变幅杆、超声波换能器、超声波发生器、立柱、水负载、环形器、微波发生器、微波输出管、防护罩和红外测温仪；所述刀具、超声波变幅杆、超声波换能器以及超声波发生器顺次连接并均设置于机床工作台的上方，所述超声波发生器设置于立柱的下方，所述防护罩固定连接于立柱的外侧并包裹机床工作台的外周；所述微波输出管、水负载、环形器以及微波发生器顺次连接且该微波输出管穿过防护罩朝向机床工作台上的工件，所述红外测温仪连接在微波输出管上且靠近工件一端。为实现本技术结构、效果优化，其进一步的措施：所述防护罩的一侧安装有与计算机单元连接的摄像头。所述防护罩的厚度为5mm～10mm。所述微波发生器为发射微波的晶体管或电子管。所述微波输出管为中空的金属管。所述计算机单元设置于机床工作台的一侧并分别与立柱、红外测温仪、微波发生器以及机床工作台连接。本技术提供一种铣削加工系统，它包括计算机单元、机床工作台、摄像头、刀具、超声波变幅杆、超声波换能器、超声波发生器、立柱、水负载、环形器、微波发生器、微波输出管、防护罩和红外测温仪；所述刀具、超声波变幅杆、超声波换能器以及超声波发
生器顺次连接并均设置于机床工作台的上方，所述超声波发生器设置于立柱的下方，所述防护罩固定连接于立柱的外侧并包裹机床工作台的外周；所述微波输出管、水负载、环形器以及微波发生器顺次连接且该微波输出管穿过防护罩朝向机床工作台上的工件，所述红外测温仪连接在微波输出管上且靠近工件一端；它采用超声振动和微波装置辅助铣削能克服现有硬脆材料加工过程中刀具磨损快、产热量大等缺陷，并且结构科学合理，加热速度快，工作效率高，加工成本低，具有显著的经济效益和社会效益，市场前景广阔，便于推广使用。本技术相比现有技术所产生的有益效果：Ⅰ、本技术采用超声振动与微波加热二者协同辅助铣削的方式，在铣削的过程中，通过微波由内而外、均匀地对工件进行加热，使其发生塑性变化，使刀具不易损坏，同时还可延长刀具使用寿命、提高工件的加工质量；Ⅱ、本技术采用超声振动和微波加热协同作业，相对单独的超声振动，大大缩短了加工时间，提高了工作效率，且微波加热速度快，可进一步提高工作效率；Ⅲ、本技术采用超声振动和微波加热协同作业，加工时刀具与工件的接触时间短，工件在微波和波导的作用下被迅速、均匀地软化，降低了工件的硬度，减小了加工难度，大大降低了产热量；Ⅳ、本技术利用微波对工件加热，相比等离子弧、激光、氧乙炔焰加热等加工方式技术较简单、设备费用低，同时采用超声振动和微波加热协同辅助铣削，从整体上降低了生产成本；Ⅴ、本技术采用防护罩上设置摄像头并与计算机单元连接，有利于对铣削加工全过程进行实时监控，保障安全生产；Ⅵ、本技术采用对微波输出管加装红外测温仪，有利于实时掌握微波加热的温度，为后续改进提供科学依据。本技术广泛适用于陶瓷、硅、金刚石和光学玻璃等硬脆材料加工配套使用。下面将参照图，对本技术作进一步详细的说明。附图说明图1为本技术整体结构示意图。图中：1-计算机单元，2-机床工作台，3-工件，4-摄像头，5-刀具，6-超声波变幅杆，7-超声波换能器，8-超声波发生器，9-立柱，10-水负载，11-环形器，12-微波发生器，13-微波输出管，14-防护罩，15-红外测温仪。具体实施方式参考附图，本技术是这样实现的：一种铣削加工系统，它包括计算机单元1、机床工作台2、摄像头4、刀具5、超声波变幅杆6、超声波换能器7、超声波发生器8、立柱9、水负载10、环形器11、微波发生器12、微波输出管13、防护罩14和红外测温仪15；所述刀具5、超声波变幅杆6、超声波换能器7以及超声波发生器8顺次连接并均设置于机床工作台2的上方，所述超声波发生器8设置于立柱9的下方，所述防护罩14固定连接于立柱9的外侧并包裹机床工作台2的外周；所述微波输出管13、水负载10、环形器11以及微波发生器12顺次连接且该微波输出管13穿过防护罩14朝向机床工作台2上的工件3，所述红外测温仪15连接在微波输出管13上且靠近工件3一端。如图1所示，本技术的防护罩14的一侧安装有与计算机单元1连接的摄像头4，用于对加工过程进行实时监控，该防护罩14的厚度为5mm～10mm，所述防护罩优选采用透明材料制作如有机玻璃等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铣削加工系统，其特征是在于包括计算机单元、机床工作台、摄像头、刀具、超声波变幅杆、超声波换能器、超声波发生器、立柱、水负载、环形器、微波发生器、微波输出管、防护罩和红外测温仪；所述刀具、超声波变幅杆、超声波换能器以及超声波发生器顺次连接并均设置于机床工作台的上方，所述超声波发生器设置于立柱的下方，所述防护罩固定连接于立柱的外侧并包裹机床工作台的外周；所述微波输出管、水负载、环形器以及微波发生器顺次连接且该微波输出管穿过防护罩朝向机床工作台上的工件，所述红外测温仪连接在微波输出管上且靠近工件一端。

【技术特征摘要】
1.一种铣削加工系统，其特征是在于包括计算机单元、机床工作台、摄像头、刀具、超声波变幅杆、超声波换能器、超声波发生器、立柱、水负载、环形器、微波发生器、微波输出管、防护罩和红外测温仪；所述刀具、超声波变幅杆、超声波换能器以及超声波发生器顺次连接并均设置于机床工作台的上方，所述超声波发生器设置于立柱的下方，所述防护罩固定连接于立柱的外侧并包裹机床工作台的外周；所述微波输出管、水负载、环形器以及微波发生器顺次连接且该微波输出管穿过防护罩朝向机床工作台上的工件，所述红外测温仪连接在微波输出管上且靠近工件一端。...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐思文，刘德顺，李鹏南，蒋玲莉，许靖伟，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43