脉冲电流辅助切削加工系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种脉冲电流辅助切削加工系统，所述系统包括电脉冲辅助加工装置和激光表面粗糙度在线检测装置；所述电脉冲辅助加工装置包括高频脉冲发生器和夹具，所述高频脉冲发生器通过接线电缆与夹具相连接，所述夹具装夹于五轴加工中心夹具上；所述激光表面粗糙度在线检测装置包括激光粗糙度检测头、保持架和示波器，所述保持架固定于五轴加工中心刀库上，所述激光粗糙度检测头夹持于保持架顶端，聚焦点指向工件已加工表面，激光粗糙度检测头通过信号线与示波器相连接。本实用新型专利技术解决了目前钛合金在加工时所面临的加工硬化、刀具磨损剧烈等问题，同时能够有效保证产品质量的稳定性，提高钛合金构件的生产效率。提高钛合金构件的生产效率。提高钛合金构件的生产效率。

【技术实现步骤摘要】
脉冲电流辅助切削加工系统


[0001]本技术涉及一种涉及钛合金等难加工金属材料的零部件加工技术，具体是一种脉冲电流辅助切削加工系统，属于金属加工


技术介绍

[0002]钛合金优越的物理化学属性使其成为具备较高吸引力的结构工程材料，并已经被广泛地应用到航空航天、军工、生物医学、体育器械和汽车等重要的制造领域。对于其中大多数零部件而言，切削加工是必须的工艺过程之一。然而，由于钛合金材料的强度高、传热系数小、化学亲和力强、弹性模量低等，若切削工艺不当，产生的微观裂纹在材料表面和近表层萌生，会破坏材料表面机械性能和抗疲劳性能；且对于结构复杂零件，传统机床无法实现快速有效加工，切削精度也难以得到保证；成品构件的粗糙度检测仍普遍采用离线抽样检测方式，不能对加工构件进行实时监控，检测效率低，耗时长。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是为了针对钛合金等难加工金属材料零部件加工技术的不足之处，提供了一种脉冲电流辅助切削加工系统，该系统解决了目前钛合金在加工时所面临的加工硬化、刀具磨损剧烈等问题，同时通过添加激光粗糙度在线检测装置对零部件已加工表面进行实时粗糙度检测，取代原有的离线检测方法，能够有效保证产品质量的稳定性，提高钛合金构件的生产效率。
[0004]本技术的目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0005]一种脉冲电流辅助切削加工系统，包括电脉冲辅助加工装置和激光表面粗糙度在线检测装置；
[0006]所述电脉冲辅助加工装置包括高频脉冲发生器和夹具，所述高频脉冲发生器通过接线电缆与夹具相连接，所述夹具装夹于五轴加工中心夹具上；
[0007]所述激光表面粗糙度在线检测装置包括激光粗糙度检测头、保持架和示波器，所述保持架固定于五轴加工中心刀库上，所述激光粗糙度检测头夹持于保持架顶端，聚焦点指向工件已加工表面，激光粗糙度检测头通过信号线与示波器相连接。
[0008]进一步的，所述夹具底座装夹于五轴加工中心夹具上，且所述夹具与五轴加工中心夹具之间绝缘，所述夹具中间由绝缘材料隔断为两部分。
[0009]进一步的，所述夹具底座底部具有圆棒，所述圆棒由绝缘材料制成，夹具底座通过圆棒装夹于五轴加工中心夹具上。
[0010]进一步的，所述夹具为三爪卡盘结构，包括卡盘主体、第一夹具体、第二夹具体、第三夹具体、第一正接线柱和第一负接线柱，所述第一夹具体和第三夹具体分别设置在卡盘主体上的导电区域两端，且分别与第一正接线柱、第一负接线柱导通，所述第一正接线柱和第一负接线柱分别通过接线电缆与高频脉冲发生器相连接，所述第二夹具体设置在卡盘主体上的绝缘区域，所述绝缘区域将卡盘主体分为两部分。
[0011]进一步的，所述保持架为四杆机构，各连接处通过四个舵机进行驱动。
[0012]进一步的，所述保持架包括固定头、第一连杆和第二连杆，所述固定头装载于五轴加工中心刀库螺纹孔中，且固定头、第一连杆和第二连杆依次铰接。
[0013]进一步的，所述舵机驱动所需杜邦线通过第一限位孔进行约束。
[0014]进一步的，所述高频脉冲发生器上设置有控制面板，所述控制面板上设置有开关、调节按钮、显示屏和接线柱，所述接线柱包括第二正接线柱、第二负接线柱和接地接线柱，所述第二正接线柱和第二负接线柱分别通过接线电缆与夹具相连接。
[0015]进一步的，所述高频脉冲发生器的底部设置有万向轮。
[0016]进一步的，所述信号线通过第二限位孔进行约束。
[0017]本技术相对于现有技术具有如下的有益效果：
[0018]1、本技术在针对钛合金等难加工金属材料进行加工时，对所加工零部件施加高频脉冲电流，利用其热效应与非热效应对金属材料产生电致塑性效应，可提高工件的塑性，降低强度和加工硬化率，促进工件的原子扩散和位错移动，有利于改善切削加工性能。
[0019]2、本技术所施加的高频脉冲电流施加于夹具两端，且在无零部件夹持时无法通过夹具形成回路，确保高频脉冲电流完整的通过所加工零部件，有效提高工件内部的均方根电流密度，且夹具与五轴加工中心原有夹具之间绝缘，能够防止五轴加工中心带电造成安全事故。
[0020]3、本技术在加工过程中通过激光粗糙度在线检测装置对工件已加工表面进行实时监测，代替原来的离线检测方法，能够有效保证产品质量的稳定性，提高钛合金构件的生产效率。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0022]图1为本技术实施例的电脉冲辅助加工装置结构图。
[0023]图2为本技术实施例的激光表面粗糙度在线检测装置结构图。
[0024]图3为本技术实施例的电脉冲辅助加工装置中的夹具轴侧视图。
[0025]图4为本技术实施例的电脉冲辅助加工装置中的夹具右视图。
[0026]图5为图4的A
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A剖视图。
[0027]图6为本技术实施例的电脉冲辅助加工装置中的高频脉冲发生器结构图。
[0028]其中，1
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高频脉冲发生器，101
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开关，102
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调节按钮，103
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显示屏，104
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第二正接线柱，105
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第二负接线柱，106
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接地接线柱，107
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万向轮，2
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夹具，201
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圆棒，202
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卡盘主体，2021
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导电区域，2022
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绝缘区域，203
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第一夹具体，204
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第二夹具体，205
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第三夹具体，206
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第一正接线柱，207
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第一负接线柱，3
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电缆，4
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激光粗糙度检测头，5
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保持架，501
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固定头，502
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第一连杆，503
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第二连杆，6
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示波器，7
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一级舵机，8
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二级舵机，9
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三级舵机，10
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四级舵机，11
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第一限位孔，12
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第二限位孔。
具体实施方式
[0029]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脉冲电流辅助切削加工系统，其特征在于，包括电脉冲辅助加工装置和激光表面粗糙度在线检测装置；所述电脉冲辅助加工装置包括高频脉冲发生器和夹具，所述高频脉冲发生器通过接线电缆与夹具相连接，所述夹具装夹于五轴加工中心夹具上；所述激光表面粗糙度在线检测装置包括激光粗糙度检测头、保持架和示波器，所述保持架固定于五轴加工中心刀库上，所述激光粗糙度检测头夹持于保持架顶端，聚焦点指向工件已加工表面，激光粗糙度检测头通过信号线与示波器相连接。2.根据权利要求1所述的脉冲电流辅助切削加工系统，其特征在于，所述夹具底座装夹于五轴加工中心夹具上，且所述夹具与五轴加工中心夹具之间绝缘，所述夹具中间由绝缘材料隔断为两部分。3.根据权利要求2所述的脉冲电流辅助切削加工系统，其特征在于，所述夹具底座底部具有圆棒，所述圆棒由绝缘材料制成，夹具底座通过圆棒装夹于五轴加工中心夹具上。4.根据权利要求2所述的脉冲电流辅助切削加工系统，其特征在于，所述夹具为三爪卡盘结构，包括卡盘主体、第一夹具体、第二夹具体、第三夹具体、第一正接线柱和第一负接线柱，所述第一夹具体和第三夹具体分别设置在卡盘主体上的导电区域两端，且分别与第一正接线柱、第一负接线柱导通，所述第一正接线柱和第一负接线柱分别通过接线电缆与高频脉冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈盛官，翟荐硕，马孝悦，胡雄风，李小强，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：