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公开(公告)号：CN113118481B
公开(公告)日：2022-09-20
申请号：CN202110373295.7
申请日：2021-04-07
Applicant: 大连理工大学
Abstract: 一种超低温冷却介质内喷式机械主轴，包括静止的真空芯轴、旋转的主轴体、静止的主轴外壳、内外双层回转支承轴承和双层密封结构。内层回转支承轴承的内圈与真空芯轴配合，外圈与主轴体配合，该轴承起到辅助支承与芯轴定位的功能；外层回转支承轴承的内圈与主轴体配合，外圈与主轴外壳配合；真空芯轴为超低温冷却介质提供传输通道，其真空结构具有良好的隔热作用，限制了主轴内的低温传递；真空芯轴消除了传输通道旋转引起的壁面摩擦热致使超低温介质汽化的不利影响；主轴头内安装有隔热能力的密封结构，与真空芯轴外圆周表面形成径向旋转密封，防止超低温介质泄漏回流至主轴内部，遏止泄漏流对主轴前端的低温影响，保证了超低温介质传输的稳定性。
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公开(公告)号：CN112935852A
公开(公告)日：2021-06-11
申请号：CN202110388182.4
申请日：2021-04-12
Applicant: 大连理工大学
Abstract: 本发明属于数控机床主轴设计领域，公开了一种双层回转支承结构的超低温介质内喷式电主轴，解决了超低温介质在电主轴内部传输时主轴材料及电机、轴承等零部件受冷失效的问题，实现了电主轴的超低温介质内喷式冷却；结构最内层真空绝热芯轴及超低温复合密封结构，分别起到为超低温介质传输提供通道及避免超低温介质泄漏到主轴内部的作用；由内层轴承组支撑的中空拉刀杆、中空刀柄结构及中空主轴，实现主轴旋转并承载主轴轴向运动松拉刀运动；外层轴承支撑主轴外壳体；双层回转支撑结构设计，使电主轴工作时真空绝热芯轴处于静止状态，避免了高速转动带来的旋转流场导致超低温介质在管路内壁摩擦气化，提高了超低温内喷式冷却的冷却能力。
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公开(公告)号：CN112247672A
公开(公告)日：2021-01-22
申请号：CN202011343240.3
申请日：2020-11-26
Applicant: 大连理工大学
IPC: B23Q17/00 , B23Q11/12 , G05B19/404
Abstract: 本发明公开了一种内喷式冷却主轴精度自愈方法，属于数控机床主轴热变形技术领域。建立热电制冷器电流与机床状态参数、机床关键点温度之间的关系模型，并据此制定内喷式主轴温度场主动控制策略函数和主动控制系统；在主轴自愈时，根据关键点的温度值和机床运行状态，实时改变热电制冷器的输入电流，进而对机床温度场进行控制进而实现热倾斜误差的自愈。该方法采用热电制冷器作为主动热控制器，通过建立热倾斜误差模型和主轴自愈控制策略能够主动控制内喷式超低温加工机床热倾斜误差控制敏感点的温度，实现内喷式主轴精度自愈，具有准确性高、鲁棒性好、反应迅速的优点，解决了内喷式超低温加工机床热倾斜误差难题，提高机床的加工精度。
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公开(公告)号：CN109648372B
公开(公告)日：2020-07-14
申请号：CN201910084476.0
申请日：2019-01-29
Applicant: 大连理工大学
Abstract: 本发明提供了一种适用于超低温介质冷却润滑的刀柄，属于数控机床技术领域。该装置包括刀柄主体、内部轴承组件、外围主体结构、多层密封结构、多层隔热结构。刀柄主体外侧的螺纹孔与外部隔热软管连接，实现超低温介质从外部传输系统通入刀柄内部。中空刀柄主体外侧依次有金属外壳和外部隔热外壳，两者之间填充有隔热材料。多层密封结构包括迷宫密封结构、接触式密封圈以及中空内冷刀具与流道接触时的端面密封件，防止由于超低温介质泄漏导致刀柄结霜。本发明实现了超低温介质从储存罐中通过刀柄内部运输到切削区域，解决了切削过程中超低温介质损耗高的问题，提高了切削的冷却效率,可用于传统数控机床实现超低温切削难加工材料。
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公开(公告)号：CN110883592A
公开(公告)日：2020-03-17
申请号：CN201911212427.7
申请日：2019-12-02
Applicant: 大连理工大学
Abstract: 本发明提供了一种用于液氮中空输送的蜂窝密封结构刀柄。刀柄主体外侧的螺纹孔与外部隔热软管连接，实现超液氮从外部传输系统通入刀柄内部。中空刀柄主体外侧依次有金属外壳和外部隔热外壳，两者之间填充有隔热材料。多层密封结构包括外围迷宫密封结构、蜂窝密封结构、接触式密封圈以及中空内冷刀具与流道接触时的端面密封件，防止由于液氮泄漏或回流导致刀柄结霜、轴承停转。本发明实现了液氮从储存罐中通过刀柄内部运输到切削区域，解决了现有刀柄存在的液氮密封、隔热性能不足以及刀柄工作单端支撑导致的端面摩擦严重的问题，提高液氮利用效率及刀柄的使用性能和寿命，并且安全性高、操作便捷，能够应用于数控机床实现内喷式的超低温切削加工。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108406430B
公开(公告)日：2019-09-27
申请号：CN201810144333.X
申请日：2018-02-12
Applicant: 大连理工大学
IPC: B23Q11/10
Abstract: 本发明一种超低温介质内喷式数控机床属于数控机床技术领域，涉及一种集超低温介质储存、传输、调控功能于一体的内喷式数控机床。该机床由超低温介质储存装置、超低温介质输送调控装置、中空隔热主轴与防护结构四部分构成。超低温介质储存装置有两个并联的超低温介质储罐安装在机床的左侧，超低温介质输送调控装置与超低温介质储存装置相连；中空隔热主轴中，主轴内部的真空芯轴通过螺母与真空软管连接。该机床超低温介质储存、输送、调节装置在机床内部集成度高、布局合理。实现了超低温介质供给的连续性，避免了超低温介质在输送过程中产生过多能量损耗，保证了输出的超低温介质流量稳定可控。
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公开(公告)号：CN107388032A
公开(公告)日：2017-11-24
申请号：CN201710535356.9
申请日：2017-07-04
Applicant: 大连理工大学
CPC classification number: F17C7/02 , F17C13/002 , F17C13/02 , F17C13/04 , F17C2205/0323 , F17C2205/0352 , F17C2221/014 , F17C2223/013 , F17C2270/0509 , F17D1/005 , F17D1/082 , F17D3/01 , F17D3/18
Abstract: 本发明一种液氮射流状态稳定流量的调控方法属于低温工程领域，涉及一种液氮射流状态稳定流量的调控方法。该方法对液氮射流状态稳定流量的调节是利用绝热管路降低漏热，使两相流气体质量分数调控在一定的范围内，降低液氮在输送过程中的气化比例，获得允许范围内的稳定输出结果；通过实时监测液氮输送流量，利用PID调控方法实现液氮流量调节及稳定输出。该方法对低温介质加工中的低温流体进行有效的稳定调控，降低了液氮在管路输送中的干度，提高了液氮超低温切削时流体的利用率。液氮输送装置结构紧凑，采用真空管路，降低了管路中的热损失；减小了液氮气化速率，降低了两相流气体质量分数，稳定了液氮射流状态，实现了液氮流量的精确调控。
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公开(公告)号：CN119188415A
公开(公告)日：2024-12-27
申请号：CN202411613330.8
申请日：2024-11-13
Applicant: 大连理工大学
Abstract: 一种通过刀塔‑车刀的超低温介质内喷式冷却数控车床，包括斜床身车床主机、超低温介质隔热传输调控系统、超低温介质内喷式刀塔及超低温介质内喷式车刀。通过超低温介质内喷式刀塔和超低温介质内喷式车刀实现了超低温介质通过刀塔‑刀具的内腔通道输送至刀尖处的冷却，解决了液氮内喷式冷却功能与常规车床结构的集成难题；超低温介质内喷式车刀尾端采用可伸缩的传输管，实现了自动换刀时超低温介质对工作车刀的定向供给；超低温介质传输管道从超低温介质内喷式刀塔的主轴中心穿过，并采用真空绝热结构，在不影响原有结构的情况下保证了介质的隔热传输；超低温介质调控系统与数控机床的一体化集成，实现了超低温介质传输过程种压力和流量的稳定可控。
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公开(公告)号：CN118905717A
公开(公告)日：2024-11-08
申请号：CN202411056093.X
申请日：2024-08-02
Applicant: 大连理工大学
Abstract: 本发明公开了一种超低温介质内喷式双摆头电主轴，包括超低温介质内喷式电主轴、超低温介质内喷式A轴摆头及超低温介质内喷式C轴摆头；通过超低温介质内喷式双摆头电主轴的设计，实现了超低温介质通过双摆头‑电主轴‑刀具的内腔通道输送至刀尖处的冷却方式。双摆头电主轴内超低温介质输送管路采用真空绝热结构，隔绝了极端低温对双摆头及电主轴潜在的性能损害；在双摆头电主轴内部结构中，动静结合面采用耐低温旋转动密封接头连接，保证良好动密封的同时兼顾了双摆头电主轴多轴联动运动功能；超低温介质输送管路从摆头与电主轴中心穿过，实现了介质的可靠传输；电主轴采用真空隔层结构的拉杆，不仅实现了自动换刀，又起到了隔热功能。
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公开(公告)号：CN114019903A
公开(公告)日：2022-02-08
申请号：CN202111291001.2
申请日：2021-11-03
Applicant: 大连理工大学
IPC: G05B19/404
Abstract: 本发明公开了一种数控机床主轴精度自愈方法，属于数控机床主轴热变形领域。该主轴自愈系统与方法融合了热误差补偿与热误差主动调控两种抑制热误差的方法。分别以两个温度测点建立热伸长误差、热漂移误差、热倾斜误差模型，以及主动热调控系统模型，设计主动热调控系统及热误差补偿系统，并据此制定了数控机床精度自愈策略及算法。实际加工中采用热补偿方法抑制主轴轴向热伸长误差和径向热漂移误差，采用主动调控系统对主轴箱两表面进行热调控抑制主轴热倾斜误差，实现多种误差的综合补偿。该精度自愈系统与方法具有准确性高、鲁棒性好、反应迅速的优点，解决了数控机床热误差综合补偿的难题，提高了机床的加工精度。
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