[發明專利]磁材釹鐵硼的超聲振動固結金剛石線切割復合加工設備及加工方法

在審

• 申請號: 202111302117.1
• 申請日: 2021-11-04
• 公開（公告）號: CN113941942A
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: 呂春哲;張振宇;車美威;孟凡寧;王明;吳斌;孫旭東;萬省作;張艷磊;郭迎君;鄭佳凱
• 申請（專利權）人: 煙臺力凱數控科技有限公司;大連理工大學
• 主分類號: B24B27/06
• 分類號: B24B27/06;B24B55/02;B24B1/04;C10M173/02;C10M177/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 徐華燊;李洪福

1.一種磁材釹鐵硼的超聲振動固結金剛石線切割復合加工設備，其特征在于，包括：多線線切割系統，所述多線線切割系統采用五線輥纏繞線網的切割方式，所述五線輥采用二上三下線輥的設計方式；

所述多線線切割系統包括床身、升降工作臺系統、金剛石線切割室、放線排線機構、收線排線機構、收放線張力控制機構、超聲振動輔助加工系統、切割液冷卻及循環過濾系統和數控加工系統；所述床身對各部件起聯接支撐作用；所述升降工作臺系統位于床身內部，金剛石線切割室下方，采用雙工位臺面，用于安裝待切割工件，并由伺服電機和絲杠螺母副來完成升降，為工件提供勻速進給運動；所述金剛石線切割室安裝在床身上，利用其上設置的五線輥和五線輥上纏繞的金剛石線線網，來實現安裝在升降工作臺系統上的工件的切割；所述放線排線機構和收線排線機構均安裝在床身上，分別用于實現金剛石線的放出至線輥和回收，并在放線收線時保證金剛石線實現有效切割和平穩收放；所述收放線張力控制機構用于控制金剛石線的張力；所述超聲振動輔助加工系統與升降工作臺系統相連，其上設有振動工作平臺，振動工作平臺與升降工作臺系統相連，用于實現工件的振動，使金剛石線上的金剛石磨粒不斷劃擦、拋磨、沖擊振動工作平臺上的工件表面，實現對磁材釹鐵硼工件的材料去除作用；所述切割液冷卻及循環過濾系統用于對切割區域持續不斷循環噴淋磁材釹鐵硼金剛石線切割新型切割液；所述數控加工系統通過程序設定和計算機控制，對整個設備運行進行實時控制。

2.根據權利要求1所述的磁材釹鐵硼的超聲振動固結金剛石線切割復合加工設備，其特征在于，所述升降工作臺系統包括工作臺夾具和升降工作臺基體，所述工作臺夾具通過內六角螺釘定位夾緊在升降工作臺基體上，用于安裝待切割工件，其中，通過強力膠水將待切割工件外側粘連在光整的石棉板上，粘連有待切割工件的石棉板安裝在工作臺夾具上。

3.根據權利要求1所述的磁材釹鐵硼的超聲振動固結金剛石線切割復合加工設備，其特征在于，所述金剛石線切割室包括機架、金剛石線線網和五個線輥，金剛石線均勻纏繞在線輥上的羅拉凹槽內形成線網，線輥安裝在機架上，機架與床身相連；線輥上安裝有增強樹脂羅拉，羅拉V型槽角度為65°～50°；五個線輥分別為線輥Ⅰ、線輥Ⅱ、線輥Ⅲ、線輥Ⅳ和線輥Ⅴ；

所述金剛石線切割室采用二上三下的五軸切割方式，所有線輥主軸與伺服電機連接驅動；上方兩個線輥平行于下方三個線輥，下方三個線輥將金剛石線分為兩個切割區域，與升降工作臺系統的雙工位配合同時切割；

所述金剛石線切割室外部還設有電動升降保護罩，在機床切割過程中通過電動升降保護罩與外界隔離。

4.根據權利要求1所述的磁材釹鐵硼的超聲振動固結金剛石線切割復合加工設備，其特征在于，所述超聲振動輔助加工系統安裝在升降工作臺系統的下方，包括：振動工作平臺、振動系統夾具、超聲波發生器、超聲波換能器和超聲波變幅桿，所述超聲波換能器包括X軸超聲波換能器和Z軸超聲波換能器；

所述振動工作平臺連接在振動系統夾具上，其上部與升降工作臺系統的升降工作臺基體固定連接，用于實現待切割工件的定位安裝；所述振動系統夾具安裝在超聲波變幅桿上，所述超聲波變幅桿具有兩個激勵位置，分別與X軸超聲波換能器和Z軸超聲波換能器連接，來實現變幅桿X軸和Z軸方向的復合超聲振動；所述X軸超聲波換能器和Z軸超聲波換能器均通過超聲頻電能傳輸線與超聲波發生器相連，所述超聲波發生器輸出的超高頻電信號，經過超聲波換能器的轉換，變為超聲頻機械振動，再通過超聲波變幅桿使其振幅放大，使振動工作平臺產生超聲振動；產生的振動為二維超聲振動，振動方向為與振動工作平臺垂直的Z軸方向和與金剛石線運轉平行的X軸方向，通過振動工作平臺沿X軸和Z軸的復合二維超聲振動，使金剛石線上的金剛石磨粒不斷劃擦、拋磨、沖擊超聲振動工作平臺上的工件表面，達到對磁材釹鐵硼工件的材料去除作用。