[發明專利]切削射流支撐綜合實驗裝置

無效

• 申請號: 201310169472.5
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN103247219A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 呂彥明;徐看;黃艷玲;葉建友;陳林
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種綜合實驗裝置的設計，具體的是一種切削射流支撐綜合實驗裝置，通過對比實驗來檢驗以空化脈沖射流作為隨動工藝系統支撐的可能性和實際應用效果。

背景技術

高壓水射流技術是近幾十年來快速發展起來的一項新技術，在采礦、冶金、石油、建筑、化工、市政建設及醫學等領域獲得廣泛的應用。空化現象是流體流動過程中局部壓力低于飽和蒸汽壓力時出現的空泡生成、長大及潰滅的現象，其實質是流體在動力及熱力聯合作用下，液體介質局部液一氣相變過程。將空化作用引入到高壓水射流技術領域即為空化水射流技術，利用空泡潰滅引起的極大沖擊力可加強高壓水射流的清洗、破碎和切割能力。

針對薄壁低剛度零件銑削加工難題，提出了應用水為介質的空化脈沖射流作為隨動工藝系統支撐，以提高系統剛性，減小工件彈性變形、減小和抑制工藝系統振動，希望可以從根本上解決低剛度零件的高精度、高速度加工的瓶頸問題。因為目前國內尚未有針對射流應用于柔性支撐的基礎研究，因此需要設計一種切削射流支撐綜合實驗裝置，通過實驗來檢驗以空化脈沖射流作為隨動工藝系統支撐的可能性，看其是否能夠減小薄壁低剛度零件在加工過程中的變形和抑制振動。

發明內容

本發明的目的在于根據為解決薄壁低剛度零件銑削加工難題提出的應用水為介質的空化脈沖射流作為隨動工藝系統支撐的方案，提供一種能夠檢驗此方案能否起到減小變形和抑制振動作用的切削射流支撐綜合實驗裝置。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：該切削射流支撐綜合實驗裝置主要由空化射流發生裝置、切削力測量裝置及振動測量裝置等組成。

上述空化射流發生裝置由水箱、電機、高壓泵、保壓控制缸、空化發生器、脈沖發生器及噴嘴等組成，如果直接將空化發生器和脈沖發生器相連，隨著射流脈沖頻率改變，流量也會改變，進而會影響空化裝置的空化效果，因此在兩者之間需要增加一個過渡裝置來保證實驗效果，即保壓控制缸。

上述切削力測量裝置主要由測力儀、放大器及計算機等組成，刀具切削工件的切削力經測力儀檢測獲得，經過放大器處理輸入到計算機中的數據采集卡，計算機采集數據獲得切削力數據信息。

上述振動測量裝置由振動測頭、振動調理器及計算機等組成，用來采集系統的振動信號，振動加速度傳感信號經振動調理器放大濾波，輸入到振動采集卡，振動分析軟件采集數據并進行分析，即可獲得對應切削實驗條件下的系統振動。

本發明的有益效果是，通過該切削射流支撐綜合實驗裝置，可以實施對比實驗檢驗以空化脈沖射流作為隨動工藝系統支撐的可能性，并判定該方案是否能在薄壁低剛度零件加工中起到減少變形和抑制振動的作用。結構設計簡單、緊湊，便于組裝、連接，能夠很好的滿足實驗需要，且可根據實驗需要便于進行設計改進。

附圖說明

圖1是切削射流支撐綜合實驗裝置示意圖。

圖中1.機床主軸，2.刀具，3.噴嘴，4.脈沖發生器，5.保壓控制缸，6.空化發生器，7.高壓泵，8.電機，9.測力儀，10.機床工作臺，11.計算機，12.振動調理器，13.放大器，14.振動測頭，15.工件，16.水箱。

圖2是工件的結構示意圖。

具體實施方案

根據圖1，切削射流支撐綜合實驗裝置主要由空化射流發生裝置、切削力測量裝置及振動測量裝置等組成。空化射流發生裝置包括水箱16、電機8、高壓泵7、保壓控制缸5、空化發生器6、脈沖發生器4及噴嘴3等。介質水從水箱16過濾，高壓泵7加壓后，經空化發生器6及脈沖發生器4的作用后由噴嘴3噴出，射流產生的沖擊力作用于預定的工件表面，為加工中提供輔助支撐。切削力測量裝置包括測力儀9、放大器13及計算機11等。工件15通過螺釘固定在測力儀9工作臺上，測力儀9底座通過螺釘固定在機床工作臺10上，切削力信號通過測力儀9經專用電纜輸入到計算機11的數據采集卡中，計算機11將對采集到的切削力數據進行分析。振動測量裝置包括振動測頭14、振動調理器12及計算機11等。振動測頭14固定于待測工件15表面上，進行振動信號采集，經電纜將振動加速度傳感信號經振動調理器12進行濾波放大，再經電纜輸入到計算機11的振動采集卡上，通過計算機11上的振動數據分析軟件對采集數據進行分析，即可獲得對應切削實驗條件下的系統振動情況。