[发明专利]基于静电冷却条件下的聚光加热切削方法及装置

摘要

基于静电冷却条件下的聚光加热切削方法及装置，解决了现有技术存在着切削力较大，刀具的使用寿命短及工件表面质量较差的技术难题。采用本方法切削时，首先启动聚光器的光源，调整可调支座，使会聚的光斑的强度达到最强，并使聚光器的光斑交于一处，然后调整可调支架，使会聚的光斑正好落在被切削工件的待加工表面上，再联合调整可调灯座及可调支架，使光斑的位置在轴线方向略引前刀尖。该方法中喷嘴是静电冷却装置的重要组成部分，在此采用渐缩结构的喷嘴，喷嘴安装在刀架上，其冷却管道为三通式，一端接在喷嘴上冷却刀具，另一端接在灯罩上对灯罩进行冷却，还可以避免由于水冷灯罩造成触电现象。本发明无污染、功耗小、结构简单、造价低、操作方便，便于推广应用，有效的提高了加工表面质量。

主权项

基于静电冷却条件下的聚光加热切削方法，其特征在于：切削时，首先启动聚光器(4)的光源(1)，调整可调支座(3)，使会聚的光斑的强度达到最强，并使聚光器(4)的光斑交于一处，然后调整可调支架(5)，使会聚的光斑正好落在被切削工件(8)的待加工表面上，再联合调整可调灯座及可调支架(5)，使光斑的位置在轴线方向略引前刀尖，在圆周方向与刀尖保持距离，聚光在能量分布和时间特性上有很好的可控性，可以将聚光聚焦到一个很小的区域上，从而得到较高的功率密度，瞬间可使工件表面微区达到数百度，使得加热区域的材料软化，造成工件表面局部的硬度下降，为切削创造条件，为了保证电场均匀性，同时为了避免尖端放电现象，紫铜板表面进行磨光处理；聚光加热切削方法中喷嘴是静电冷却装置的重要组成部分，主要用来改变电离空气的流速，为使电离空气能以一定的流速并均匀的射进切削区，在此采用渐缩结构的喷嘴，喷嘴安装在刀架上，其冷却管道为三通式，一端接在喷嘴上冷却刀具，另一端接在灯罩上对灯罩进行冷却，替代了水冷灯罩，还可以避免由于水冷灯罩造成触电现象，静电冷却，装置是由供电电源装置、空气压缩装置、高压静电场装置、电离空气的传输系统装置间的连接件、夹具安装框架及喷嘴组成，工作电压V＝500v，消耗空气为1‑3m3/min，压力为0.5‑0.8Mpa，，向喷嘴输送的压缩空气为0.25‑0.35Mpa，不得夹杂尺寸超过0.1mm的固体颗粒，空气湿度60％以下，温度在25℃以下，启动机床，光斑与刀具同步运动，边加热，边切削，还可以利用聚光加热装置，先将工件预热，待工件表面达到一定温度后，再启动机床，进行加热切削，并适时打开静电冷却系统对刀尖实体部分进行干式冷却。