车铣复合加工检测一体装备及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种车铣复合加工检测一体装备及其使用方法，涉及材料切削技术领域，包括床身、激光加热模块、在机检测模块、车削模块和铣削模块，床身上设有安装件，安装件上用于放置工件，激光加热模块、在机检测模块和车削模块均活动安装于床身上，且激光加热模块的加热端能够移动并用于对工件的待加工区加热，在机检测模块能够向靠近工件的方向移动并用于检测工件表面的局部粗糙度，车削模块的车削端能够移动并用于对加热后的工件进行车削，铣削模块用于对加热后的工件进行多轴多方位铣削。该车铣复合加工检测一体装备及其使用方法能够提高加工质量、减少刀具磨损。减少刀具磨损。减少刀具磨损。

【技术实现步骤摘要】
车铣复合加工检测一体装备及其使用方法


[0001]本专利技术涉及材料切削
，具体是涉及一种车铣复合加工检测一体装备及其使用方法。

技术介绍

[0002]随着航空航天工业、兵器工业、化学工业、电子工业等行业的发展，对产品零部件材料的性能有了更高要求，同时也出现了各种高强度、高硬度、高脆性的工程材料。材料性能提高的同时给加工带来了困难。例如高温合金在高温下具有优良的热强度性能、热稳定性能及热疲劳性能，常温下加工刀具磨损严重、表面质量差。工程陶瓷强度高、耐磨损、抗腐蚀，目前通常采用磨削加工，生产效率低、成本高、加工几何形状受限。
[0003]近年来出现的加热辅助切削技术是解决难加工材料加工的一种有效方法。目前常用的热源有等离子电弧、氧乙炔焰和激光等。与其他热源相比，激光光斑尺寸小、能量密度高，并在能量分布和时间特性上有很好的可控性，在加热辅助加工上得到越来越广泛的应用。
[0004]激光加热辅助铣削技术是将一束高能激光束照射在材料去除区域，短时间内提高工件材料的局部温度，改变了材料的切削性能，之后采用刀具进行加工。通过对材料加热，提高材料的塑性，使屈服强度降低到断裂强度以下，降低切削力、减小刀具磨损、降低切削振颤，从而达到提高加工效率、降低成本、提升加工表面质量的目的。
[0005]而常规的机床难以满足难加工材料的加工使用，且刀具容易磨损、加工质量差、加工效率低。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种车铣复合加工检测一体装备及其使用方法，以解决上述现有技术存在的问题，进而提高加工质量、减少刀具磨损。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]本专利技术提供了一种车铣复合加工检测一体装备，包括床身、激光加热模块、在机检测模块、车削模块和铣削模块，所述床身上设有安装件，所述安装件上用于放置工件，所述激光加热模块、所述在机检测模块和所述车削模块均活动安装于所述床身上，且所述激光加热模块的加热端能够移动并用于对工件的待加工区加热，所述在机检测模块能够向靠近工件的方向移动并用于检测工件表面的局部粗糙度，所述车削模块的车削端能够移动并用于对加热后的工件进行车削，所述铣削模块用于对加热后的工件进行多轴多方位铣削。
[0009]优选地，所述激光加热模块包括龙门桁架、滑动组件、机械臂和激光头，所述龙门桁架固定在所述床身上，所述滑动组件安装于所述龙门桁架的上端，所述激光头安装于所述机械臂的一端，且所述机械臂的另一端安装于所述滑动组件上，所述滑动组件用于带动所述机械臂移动，所述机械臂能够带动所述激光头移动，所述激光头用于对工件的待加工区加热。
[0010]优选地，所述滑动组件包括第一导轨、齿条、齿轮、第一滑块、滑板、步进电机和减速机，所述第一导轨和所述齿条均固定于所述龙门桁架的上端，且所述第一导轨与所述齿条平行，所述第一滑块滑动连接于所述第一导轨上，所述第一滑块固定于所述滑板的下端，所述步进电机、所述减速机和所述机械臂均安装于所述滑板上，所述步进电机与所述减速机连接，且所述减速机与所述齿轮连接，所述齿轮与所述齿条啮合，所述步进电机驱动所述减速机转动时，所述减速机能够带动所述齿轮转动，并使所述齿轮沿所述齿条的长度方向移动，带动所述滑板和所述第一滑块沿所述第一导轨的长度方向移动。
[0011]优选地，所述车削模块包括液压系统、滑台组件、编码器、车削伺服电机和车刀，所述车削伺服电机固定在所述滑台组件上，且所述编码器安装在所述车削伺服电机的一侧，所述车刀能够拆卸地安装在所述车削伺服电机的输出轴上，所述液压系统安装在所述床身下端，且所述液压系统用于驱动所述滑台组件动作，并使所述滑台组件带动所述车削伺服电机沿X轴和Y轴移动，所述编码器内存储一范围值，所述编码器接收到的NC程序代码中的坐标数据超过此范围值时，控制所述车削伺服电机的停转。
[0012]优选地，所述滑台组件包括滑台底座、横向导轨、横向滑块、纵向导轨、纵向滑块、滑台和安装板，所述滑台底座固定在所述床身上，所述横向导轨固定在所述滑台底座的上端，且所述横向滑块滑动连接于所述横向导轨上，所述横向滑块的上端与所述滑台固定连接，所述纵向导轨固定在所述滑台上，且所述纵向滑块滑动连接于所述纵向导轨上，所述纵向滑块的上端与所述安装板固定连接，所述车削伺服电机安装在所述安装板上。
[0013]优选地，所述在机检测模块包括控制器、第二导轨、第二滑块、过渡板、检测伺服电机、原子力显微镜和位移传感器，所述第二导轨固定于所述安装板上，所述第二滑块滑动连接于所述第二导轨上，且所述过渡板固定于所述第二滑块上，所述检测伺服电机、所述原子力显微镜和所述位移传感器均安装于所述安装板上，所述检测伺服电机的输出轴与所述第二滑块连接，并用于驱动所述第二滑块移动，所述位移传感器用于检测工件位置，并将工件的位置信号传递至所述控制器，所述控制器与所述检测伺服电机电连接，并用于控制所述检测伺服电机动作，以带动所述原子力显微镜移动，所述原子力显微镜用于检测工件表面的局部粗糙度。
[0014]优选地，所述过渡板上还安装有保护外壳和显微镜支架，所述位移传感器固定在所述保护外壳的外壁上，所述显微镜支架固定在所述保护外壳内，且所述保护外壳在相对的两个侧壁上开设有观测口和供电口，所述观测口处通过透明片封堵，所述观测口用于所述原子力显微镜观测工件表面，所述供电口用于线束的引出。
[0015]优选地，所述铣削模块包括X向导轨、立柱、Y向导轨、滑枕和Z向导轨，所述X向导轨固定在所述床身上，且所述立柱滑动连接在所述X向导轨上，所述Y向导轨固定在所述立柱的一侧，且所述滑枕滑动连接在所述Y向导轨上，所述Z向导轨固定在所述滑枕上，且所述Z向导轨上能够拆卸地安装有铣刀。
[0016]优选地，所述安装件为罗姆卡盘。
[0017]本专利技术还提供了一种基于上述技术方案中任一项所述的车铣复合加工检测一体装备的使用方法，包括以下步骤：
[0018]S1：调整所述激光加热模块的位置，并开启所述激光加热模块在工件的待加工区域加热；
[0019]S2：开启所述车削模块对工件进行车削，然后开启所述铣削模块对工件铣削；
[0020]S3：开启所述在机检测模块检测工件表面的局部粗糙度，检测粗糙度不合格时重复步骤S2，直至检测合格。
[0021]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0022]本专利技术提供的车铣复合加工检测一体装备及其使用方法，激光加热模块、在机检测模块和车削模块均活动安装于床身上，且激光加热模块的加热端能够移动并用于对工件的待加工区加热，提高材料的塑性，使屈服强度降低到断裂强度以下，降低切削力，进而减小刀具磨损，降低切削振颤，提升加工表面质量，车削模块的车削端能够移动并用于对加热后的工件进行车削，铣削模块用于对加热后的工件进行多轴多方位铣削，在机检测模块能够向靠近工件的方向移动并用于检测工件表面的局部粗糙度，进而实现加工检测一体化，提高加工效率和产品质量。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车铣复合加工检测一体装备，其特征在于：包括床身、激光加热模块、在机检测模块、车削模块和铣削模块，所述床身上设有安装件，所述安装件上用于放置工件，所述激光加热模块、所述在机检测模块和所述车削模块均活动安装于所述床身上，且所述激光加热模块的加热端能够移动并用于对工件的待加工区加热，所述在机检测模块能够向靠近工件的方向移动并用于检测工件表面的局部粗糙度，所述车削模块的车削端能够移动并用于对加热后的工件进行车削，所述铣削模块用于对加热后的工件进行多轴多方位铣削。2.根据权利要求1所述的车铣复合加工检测一体装备，其特征在于：所述激光加热模块包括龙门桁架、滑动组件、机械臂和激光头，所述龙门桁架固定在所述床身上，所述滑动组件安装于所述龙门桁架的上端，所述激光头安装于所述机械臂的一端，且所述机械臂的另一端安装于所述滑动组件上，所述滑动组件用于带动所述机械臂移动，所述机械臂能够带动所述激光头移动，所述激光头用于对工件的待加工区加热。3.根据权利要求2所述的车铣复合加工检测一体装备，其特征在于：所述滑动组件包括第一导轨、齿条、齿轮、第一滑块、滑板、步进电机和减速机，所述第一导轨和所述齿条均固定于所述龙门桁架的上端，且所述第一导轨与所述齿条平行，所述第一滑块滑动连接于所述第一导轨上，所述第一滑块固定于所述滑板的下端，所述步进电机、所述减速机和所述机械臂均安装于所述滑板上，所述步进电机与所述减速机连接，且所述减速机与所述齿轮连接，所述齿轮与所述齿条啮合，所述步进电机驱动所述减速机转动时，所述减速机能够带动所述齿轮转动，并使所述齿轮沿所述齿条的长度方向移动，带动所述滑板和所述第一滑块沿所述第一导轨的长度方向移动。4.根据权利要求1所述的车铣复合加工检测一体装备，其特征在于：所述车削模块包括液压系统、滑台组件、编码器、车削伺服电机和车刀，所述车削伺服电机固定在所述滑台组件上，且所述编码器安装在所述车削伺服电机的一侧，所述车刀能够拆卸地安装在所述车削伺服电机的输出轴上，所述液压系统安装在所述床身下端，且所述液压系统用于驱动所述滑台组件动作，并使所述滑台组件带动所述车削伺服电机沿X轴和Y轴移动，所述编码器内存储一范围值，所述编码器接收到的NC程序代码中的坐标数据超过此范围值时，控制所述车削伺服电机的停转。5.根据权利要求4所述的车铣复合加工检测一体装备，其特征在于：所述滑台组件包括滑台底座、横向导轨、横向滑块、纵向导轨、纵向滑块、滑台和安装板，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴雪峰，于福瑞，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：