[發(fā)明專利]一種低溫冷卻的含能材料切削方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011125178.0
• 申請(qǐng)日: 2020-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN112264835A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹健;范華獻(xiàn);劉東睿;龔運(yùn)環(huán);周曉華;鐘金龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國兵器裝備集團(tuán)自動(dòng)化研究所
• 主分類號(hào): B23Q15/12
• 分類號(hào): B23Q15/12;B23Q11/10;B23Q17/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李朝虎

本發(fā)明公開了一種低溫冷卻的含能材料切削方法，采用含能材料作為工件，包括主軸夾具、紅外熱成像儀、刀桿、冷卻介質(zhì)釋放裝置和主軸，所述一種低溫冷卻的含能材料切削方法包括雙閾值控制過程：為所述工件采用的含能材料的安全溫度和安全壓力賦予一定的安全系數(shù)得到安全閾值，所述安全閾值包括溫度閾值和壓力閾值，把所述工件和所述刀桿接觸的切削區(qū)域的數(shù)據(jù)折算為切削過程的溫度特征值和壓力特征值，再調(diào)整參數(shù)1控制所述溫度特征值始終小于溫度閾值，使切削區(qū)域保持低溫狀態(tài)；調(diào)整切削參數(shù)2控制切削區(qū)壓力始終保持在壓力閾值內(nèi)，使切削區(qū)域保持安全壓力，可有效提升切削過程的安全可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及含能材料機(jī)械加工特種裝備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低溫冷卻的含能材料切削方法。

背景技術(shù)

含能材料如推進(jìn)劑、戰(zhàn)斗部藥柱等通過熔鑄、壓鑄成型后的精度若不能滿足戰(zhàn)術(shù)特性要求，需要采用機(jī)械加工的手段進(jìn)行進(jìn)一步切削制造，但是加工過程中切削區(qū)域的溫度控制一直限制著高效切削的實(shí)現(xiàn)。新型含能材料制品特征趨于復(fù)雜、精度要求更高的現(xiàn)狀，常規(guī)的加工方法在藥柱精密成型方面的困難越來越多，尤其在試制或多品種小批量生產(chǎn)過程中，這種矛盾越來越突出。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種低溫冷卻的含能材料切削方法，用于提升切削過程的安全可靠性。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種低溫冷卻的含能材料切削方法，采用含能材料作為工件，用于切削的切削機(jī)床包括主軸夾具、紅外熱成像儀、刀桿、冷卻介質(zhì)釋放裝置和主軸，所述主軸夾具與主軸連接，所述紅外熱成像儀、刀桿和冷卻介質(zhì)釋放裝置位于主軸外部，所述刀桿與冷卻介質(zhì)釋放裝置連接，所述一種低溫冷卻的含能材料切削方法包括加工階段的雙閾值控制過程：

為所述工件采用的含能材料的安全溫度和安全壓力賦予一定的安全系數(shù)得到安全閾值，所述安全閾值包括溫度閾值和壓力閾值，其中所述含能材料的安全溫度和安全壓力通過含能材料特性計(jì)算得到；

把所述工件和所述刀桿接觸的切削區(qū)域的數(shù)據(jù)折算為切削過程的溫度特征值和壓力特征值，再調(diào)整參數(shù)1控制所述溫度特征值始終小于溫度閾值，使切削區(qū)域保持低溫狀態(tài)，所述參數(shù)1包括所述冷卻介質(zhì)釋放裝置的冷卻介質(zhì)溫度、冷卻介質(zhì)流量和冷卻介質(zhì)壓力；調(diào)整切削參數(shù)2控制切削區(qū)壓力始終保持在壓力閾值內(nèi)，使切削區(qū)域保持安全壓力，所述參數(shù)2包括所述刀桿切削時(shí)的切削速度、吃刀量和進(jìn)給速度；所述溫度特征值和壓力特征值控制形成雙閾值低溫冷卻下的最優(yōu)化切削狀態(tài)。

進(jìn)一步，所述刀桿包括接觸壓力傳感器，所述冷卻介質(zhì)釋放裝置包括冷卻介質(zhì)的溫度傳感器、流量傳感器和壓力傳感器，所述主軸包括主軸扭矩傳感器、主軸振動(dòng)傳感器。

進(jìn)一步，還包括所述加工階段之前的準(zhǔn)備階段，所述準(zhǔn)備階段具體步驟為：

S1：機(jī)床根據(jù)所述工件采用的含能材料特性，選取低溫氣體或液體介質(zhì)作為冷卻介質(zhì)；

S2：機(jī)床根據(jù)所述工件毛坯外形特征，將異形件毛坯裝夾到過渡工裝上或準(zhǔn)備好回轉(zhuǎn)體毛坯；

S3：機(jī)床根據(jù)所述工件加工需求，可將所述過渡工裝或所述回轉(zhuǎn)體毛坯裝夾到機(jī)床的所述主軸夾具上，也可將過渡工裝或回轉(zhuǎn)體毛坯裝夾到工作臺(tái)上；

S4：通過伺服機(jī)構(gòu)進(jìn)行定位調(diào)整后，由氣動(dòng)元件夾緊過渡工裝或回轉(zhuǎn)體毛坯；

S5：根據(jù)步驟S1含能材料特性和步驟S4中的裝夾情況，設(shè)定所述刀桿的刀具切削路徑；

S6：根據(jù)步驟S5中的刀桿的刀具切削路徑和相對(duì)空間位置，通過三維仿真軟件生成工藝路徑文件，并轉(zhuǎn)換為機(jī)床的加工代碼；

S7：將步驟S6生成的加工代碼發(fā)送給機(jī)床后做好加工前準(zhǔn)備，并同步設(shè)置好測量切割區(qū)域溫度的紅外熱成像儀，使之對(duì)準(zhǔn)切削區(qū)域；