[实用新型]一种局部低温隔温装置及加工系统

说明书

本实用新型公开了一种局部低温隔温装置及加工系统，局部低温隔温装置包括隔温挡板、外壳、隔热风琴防护罩和隔温垫；隔温挡板上设置有用于穿过主轴箱的通孔，隔热风琴防护罩用于密封通孔与主轴箱之间形成的空隙；外壳设置在隔温挡板远离静压主轴的一侧，外壳、隔温挡板、隔热风琴防护罩与静压导轨的滑台之间形成封闭的加工区域，所述外壳上设置有进气管，进气管用于向加工区域内通入低温惰性气体；隔温垫设置在静压主轴和真空吸盘之间、刀架座和静压导轨的滑台之间；隔温挡板、外壳、隔热风琴防护罩和隔温垫均采用隔温材料制成。本实用新型解决了现有技术无法对常温下材质软、燃点低和化学活性高的铈镧合金进行超精密切削加工的问题。

技术领域

本实用新型涉及超精密加工技术领域，具体涉及一种局部低温隔温装置及加工系统。

背景技术

在超精密物理实验等基础理论与实验研究中，铈镧合金因其特殊的物理、化学性能成为重要的模拟材料。超精密物理实验的深入开展对铈镧合金的加工精度提出了更高的要求：一是高表面精度，即对铈镧合金表面全频段误差，例如表面粗糙度、面形精度等提出了极高的要求；二是近无表/亚表面损伤，即要求铈镧合金加工表面无划痕、烧伤导致的表/亚表面损伤；三是高洁净度，即要求铈镧合金加工表面无杂质，避免由于氧化腐蚀引入的新杂质。

铈镧合金经常采用单点金刚石切削(SPDT)方法进行切削，SPDT具有高加工精度、近无表面损伤等优势，在国防及民用尖端产品(如超精密物理实验，超精密仪器仪表零部件等)中得到广泛应用。在铈镧合金的SPDT实验研究中发现，铈镧合金具有以下三种特性导致难以实现超精密加工：(1)常温下材质软；(2)燃点低(65-80℃自燃)；(3)化学活性高(易氧化腐蚀)。在其SPDT加工过程中，难以实现稳定切削，并伴随起火、氧化现象，最终影响其表面加工精度、产生表面烧伤，并引入新的杂质，甚至导致整个工件报废，难以满足超精密物理实验对铈镧合金高表面精度、近无表/亚表面损伤、高洁净度的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种局部低温隔温装置及加工系统，解决现有技术无法对常温下材质软、燃点低和化学活性高的铈镧合金进行超精密切削加工的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种局部低温隔温装置，包括隔温挡板、外壳、隔热风琴防护罩和隔温垫；

所述隔温挡板上设置有用于穿过主轴箱的通孔，所述隔热风琴防护罩用于密封通孔与主轴箱之间形成的空隙；

所述外壳设置在隔温挡板远离静压主轴的一侧，所述外壳、隔温挡板、隔热风琴防护罩与静压导轨的滑台之间形成封闭的加工区域，该加工区域内设置有真空吸盘和刀架座，所述外壳上设置有进气管，所述进气管用于向加工区域内通入低温惰性气体(-20℃左右)；

所述隔温垫设置有两块，其中一块设置在静压主轴和真空吸盘之间，另一块设置在刀架座和静压导轨的滑台之间，仅将刀具与铈镧合金工件限制在低温环境中；

所述隔温挡板和外壳采用金属表层与隔温材料夹层制成；隔热风琴防护罩和隔温垫均采用隔温材料制成。

本实用新型的构思在于：

铈镧合金在常温下具有材质软、燃点低和易氧化腐蚀的特性，对于铈镧合金材质软，通过降低温度来降低原子激活能，减少原子活跃程度，进而减少位错等塑性载流子的滑移运动能力来提升表面硬度；同时低温再加上惰性气体的共同作用也可以解决铈镧合金因燃点低导致的切削起火损伤问题，从降低温度和将铈镧合金与氧气隔离开两个方面，防止铈镧合金切削起火现象的发生；针对铈镧合金易氧化腐蚀的问题，通入加工区域的惰性低温气体将加工中的铈镧合金包围，可以防止铈镧合金氧化。

上述通过降低温度来降低原子激活能，减少原子活跃程度，进而降低原子位错滑移能量，实现铈镧合金低温硬化的理论是申请人通过实验研究发现：