[发明专利]一种薄壁件低温加工系统

权利要求书

1.一种薄壁件低温加工系统，包括液氮杜瓦罐(3.1)，其特征在于液氮杜瓦罐(3.1)的出口通过液氮输送软管(3.2)与低温流量阀(3.3)的进口相连，低温流量阀(3.3)的出口与电子流量控制阀(3.4)的进口相连，电子流量控制阀(3.4)的出口与低温减压阀(3.5)的进口相连，低温减压阀(3.5)的出口与低温节流阀(3.6)的进口相连，低温节流阀(3.6)的出口与低温单向阀(3.7)的进口相连，低温单向阀(3.7)的出口与机床主轴箱(3.8)上的左转接头(2.4)左端进口相连；电子流量控制阀(3.4)的控制信号输入端口与超低温温控仪(3.12)的控制信号输出端口相连；热电偶(3.13)从刀具终端喷口处从获得温度信号，并将温度信号以电信号形式传给超低温温控仪(3.12)；

机床主轴箱(3.8)上的右转接头(2.7)右端进口与三通接头(3.14)的出口相连，三通接头(3.14)的压力检测口与电接点压力表(3.15)的进口相连，电接点压力表(3.15)的检测信号输出端口通过导线(3.16)与PLC控制模块(3.17)的检测信号输入端口相连，PLC控制模块(3.17)的控制信号输出端口与低温电磁控制阀(3.18)的控制信号输入端口相连，低温电磁控制阀(3.18)的出口与三通接头(3.14)的进口相连，低温电磁控制阀(3.18)的进口与低温流量阀(3.19)的出口相连，低温流量阀(3.19)的进口与CO₂杜瓦罐(3.20)的出口相连。

2.根据权利要求1所述一种薄壁件低温加工系统，其特征在于所述左转接头(2.4)左端进口和右转接头(2.7)右端进口为锥孔。

3.根据权利要求1所述一种薄壁件低温加工系统，其特征在于工件水平加工面两端温度设定为T₁，中间为T₂，温度变化满足如下公式：

式中y为喷口计算设定温度，x为进给方向坐标，L为工件进给方向长度，其中切削前刀具位置位于工件始发切削端10mm处。

将工件长度L分成10份，由上式可计算出沿着加工进给x方向的每一步长需要达到的冷却温度y₁,y₂…y₁₀。

同时每份进给时间为

式中t为走刀时间(s)，f_z为刀具每齿进给量(mm/z)，z为刀具齿数，n为主轴转速(r/min)。

预先设定的需实时变化的喷口计算设定温度y输入超低温温控仪(3.12)中，在调整好的温度T₁的基础上，T₁为刀尖出口处出现液氮和CO_2-雪混合物并达到所需喷口温度；刀具进给10mm的时间后进入切削状态，而后从设定温度y₁开始进行调控温度；

所述从设定温度y₁开始进行调控温度，按照抛物线特性变化温度状态，由热电偶(3.13)将温度信号转变为电信号传递给超低温温控仪(3.12)，并由超低温温控仪(3.12)经电子流量控制阀(3.4)中的PID信号放大器将电信号传给其内的伺服控制器，由其驱动伺服电机正转或反转，经减速器带动电子流量控制阀(3.4)中的调节阀动作，将阀门开大或关小，直到超低温温控仪(3.12)达到设定喷口温度要求后，电子流量控制阀(3.4)停止工作。

4.根据权利要求3所述一种薄壁件低温加工系统，其特征在于所述设定温度y₁为-190℃～153℃，T₁＝-190℃，T₂＝-153℃。