[发明专利]一种不同润滑条件下的铣削系统及方法

说明书

本发明公开了一种不同润滑条件下的铣削系统及方法，该系统使用铣刀铣削工件，测力仪测量铣削力，换刀系统实现刀具的换用，刀库系统实现刀具的存放，能够实现刀具的存放，向铣削界面提供润滑油，可以针对不同加工工况选择不同铣刀，根据不同的干切削、浇注式润滑、微量润滑或纳米流体微量润滑工况来选择最佳不等螺旋角铣刀的角度差，或/和根据不同的切削参数选择最优的铣刀，以获得最小的铣削力。

技术领域

本发明涉及一种不同润滑条件下的铣削系统及方法。

背景技术

目前，铣削加工是机械制造业最常用的一种切削加工，加工生产效率高、加工范围广、加工精度高。但在铣削时，刀具与工件的接触时间极短，刀具前刀面与切屑、后刀面与工件之间发生剧烈的摩擦，产生大量切削热，导致刀具急剧磨损，刀具失效过快，严重制约了加工效率的提高。

铣削力是铣削加工过程中极其重要的参数，与铣削过程中系统的振动、工件加工表面质量和刀齿磨损有着直接关系。金属切削过程中，刀具与工件之间的切削振动、加工过程中的切削力以及切削系统的动态特性都有着内在的本质联系。在传统加工中，由于对动力学特性的忽略而导致了刀具角度的选择过于保守，即降低了加工效率，又会因为选取刀具角度不当使铣削系统处于失稳状态。同时，切削过程中的切削力是维持切削系统稳定性避免产生振动的必要条件，因此，从铣削力分析来设计刀具具有极其重要的意义。另外，在铣削加工中可能发生一种自激振动产生再生颤振，它会导致表面光洁度差，刀具过早磨损，对机床或工具造成潜在的损坏，再生颤振的出现从根本上限制了机械加工的效率。不等螺旋角铣刀是为了避免再生颤振的出现而提出的，能够降低颤振发生的几率，从根源上减弱振动幅值，通过合理设计能够降低刀具磨损的速度，提升工件的表面加工质量。

哈尔滨理工大学、株洲钻石切削刀具股份有限公司、三菱综合材料株式会社等申请人都对不等螺旋角铣刀进行了研究，在一定程度上实现了稳定切削，但是，上述的目前的铣刀设计没有详细从铣削力出发进行铣刀的设计，更没有一种可以根据不同工况选择加工刀具的实验系统。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种不同润滑条件下的铣削系统及方法，该系统能够实现刀具的存放，向铣削界面提供润滑油，可以针对不同加工工况选择不同铣刀。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种不同润滑条件下的铣削系统，包括润滑系统、刀库系统、换刀系统、切削系统和力测量系统，其中：

所述润滑系统向切削系统提供润滑油，所述润滑系统的动力源为高压气体，分别通过频率发生器和控制阀控制高压气体的输入频率与气量，间接调节润滑泵的润滑油油量，通过润滑泵出口接头连接喷嘴接头向切削系统提供润滑油；

所述刀库系统，包括可转动的旋转轴，所述旋转轴上圆周分布有多个刀具组件，每个刀具组件上设置有心轴以及心轴下端连接的刀具，每个刀具的螺旋角并不一致，通过旋转轴的旋转，将与工况相适配的刀具与换刀系统相对；

所述换刀系统，包括两个朝向相反的机械手，两个机械手的中间设置有旋转轴，通过控制旋转轴的转动，实现两个机械手位置转换进而实现切削系统的主轴刀具与刀库系统刀具的更换；

所述切削系统，包括心轴，心轴上设置有主轴刀具，通过控制心轴转动带动主轴刀具转动，实现切削加工；

所述力测量系统设置于切削系统下端，当其上固定的工件受到切削力时，测量工件所受到的切削力大小，根据加工参数进行选择不同螺旋角的刀具进行铣削。