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龙图腾网获悉沈阳理工大学申请的专利一种液氮喷管调控装置获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117086691B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-06发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202311311230.5，技术领域涉及：B23Q11/10；该发明授权一种液氮喷管调控装置是由王凤彪;姜增辉;刘静凯;罗赛;王永青设计研发完成，并于2023-10-11向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种液氮喷管调控装置在说明书摘要公布了：一种液氮喷管调控装置属于难加工材料切削加工技术领域，尤其涉及一种液氮超低温冷却温度控制加工系统。本发明提供一种液氮喷管调控装置。本发明液氮喷管调控装置1.7包括磁性固块4.1，其特征在于磁性固块4.1与上连杆4.2上端相连，上连杆4.2下端与直线电机4.5相连；直线电机4.5活动端连接有活动块4.6，活动块4.6与标准尺4.11上端相连，活动块4.6与下连杆4.8上端相连，下连杆4.8上设置有液氮直管4.9，标准尺4.11上设置有量角器4.14。

本发明授权一种液氮喷管调控装置在权利要求书中公布了：1.一种液氮喷管调控装置，包括磁性固块4.1，其特征在于磁性固块4.1与上连杆4.2上端相连，上连杆4.2下端与直线电机4.5相连；直线电机4.5活动端连接有活动块4.6，活动块4.6与标准尺4.11上端相连，活动块4.6与下连杆4.8上端相连，下连杆4.8上设置有液氮直管4.9，标准尺4.11上设置有量角器4.14； 所述磁性固块4.1与上连杆4.2上端通过上紧固螺钉4.3相连，上连杆4.2下端与直线电机4.5通过下紧固螺钉4.4相连； 所述下连杆4.8上设置有安装孔，液氮直管4.9穿过安装孔，安装孔周边设置有螺纹孔，液氮直管紧固螺钉4.10前端通过螺纹孔与液氮直管4.9外壁相抵，进而固定液氮直管4.9； 所述下连杆4.8包括第一连杆5.2和第二连杆5.5，第一连杆5.2上设置安装孔，第一连杆5.2下端设置紧固螺钉4.10，第一连杆5.2上端中部设置有凸块，第二连杆5.5下端中部相应于凸块设置有连接槽，连接槽壁上设置有螺纹孔，第一连杆紧固螺钉5.4前端旋过螺纹孔与凸块相抵，第二连杆5.5上端通过螺栓组4.7与活动块4.6相连，第二连杆5.5上部置于活动块4.6下端的开口槽内； 所述上连杆4.2上沿上连杆4.2的长度方向设置有条状开口4.15，上紧固螺钉4.3前端穿过条状开口4.15旋入磁性固块4.1上的螺纹孔，上紧固螺钉4.3头端宽度大于条状开口4.15的宽度； 液氮喷管调控装置应用于液氮超低温冷却温度控制加工系统,液氮超低温冷却温度控制加工系统包括杜瓦罐1.1和机床主轴2.1,杜瓦罐1.1的液氮阀门1.2通过软管1.3与低温流量阀1.4的进口相连，低温流量阀1.4的出口与低温节流阀1.5的进口相连，低温节流阀1.5的出口与液氮喷管调控装置的液氮进口相连，液氮喷管调控装置的液氮喷口设置有直杆1.8，直杆1.8外端置于液氮喷口外侧； 液氮喷管调控装置使用时,将磁性固块4.1上安装上连杆4.2，上连杆4.2固定于直线电机4.5上，直线电机4.5活动端固定活动块4.6，将下连杆4.8安装于活动块4.6另一端，成万向节结构；下连杆4.8可旋转和固定，标准尺4.11固定于活动块4.6上，最后将量角器4.14安装到标准尺4.11上；调整量角器4.14的横杆，使横杆与液氮直管4.9轴向对齐时，所指示的量角器4.14角度即为液氮射流角度； 确定好液氮直管4.9中液氮射流角度后，对液氮喷管调控装置进行调控；调整标准尺4.11，使其长杆方向与磁性固块4.1侧面成水平状态；使液氮直管4.9旋转，并利用标准尺4.11上的量角器4.14确定液氮直管4.9轴线与标准尺4.11夹角等于预设喷射角度；再然后，旋转上连杆4.2，使上连杆4.2和磁性固块4.1侧面夹角也等于液氮设定角度；最后，将液氮喷管调控装置整体装置由磁性固块4.1吸附于机床主轴箱侧面； 直杆1.8不与液氮喷口连接，直杆1.8用来辅助液氮喷口轴线方向与刀具2.3刀尖对齐，待对齐后,将直杆1.8抽出，移走； 直杆1.8在喷口孔中自由活动，待其触碰到刀尖并确定好喷口轴线对齐刀尖后移走； 机床主轴2.1下端连接有刀柄2.2，刀柄2.2下端连接有刀具2.3，刀具2.3下方放置工件2.5，工件2.5通过夹具2.4设置在工作台上； 杜瓦罐1.1的氮气阀门1.9与导气管1.10一端相连，导气管1.10另一端置于直杆1.8外端处； 还包括检测直杆1.8外端温度的第一热电偶3.2和检测液氮喷管调控装置的液氮喷口温度的第二热电偶3.3；第二热电偶3.3的检测信号输出端口通过电缆3.4与测温仪3.5的检测信号输入端口相连，第一热电偶3.2检测信号输出端口与测温仪3.5的检测信号输入端口相连，测温仪3.5的检测信号输出端口与系统处理器3.6的检测信号输入端口相连，系统处理器3.6的控制信号输出端口与液氮喷管调控装置的控制信号输入端口相连； 第一热电偶3.2采集的液氮喷至刀具2.3刀尖温度T2经数据传输线缆3.4传输到测温仪3.5，再将该数据传输到系统处理器3.6；系统处理器3.6中设置液氮流量、温度和喷口与刀尖距离对应数据库，流量范围从1Lh～35Lh，温度范围为-190℃～0℃，喷口与刀尖距离10mm～200mm；通过查询数据库设定液氮喷口温度参考值T1，同时测量铣削刀具2.3刀尖处温度T2，并反馈给系统处理器3.6，经公式ΔT＝T1-T2判断喷口温度误差，当|ΔT|≤5℃，处理器控制直线电机4.5改变液氮直管4.9喷口与刀尖距离；若ΔT≥5℃，缩小距离，若ΔT≤-5℃，增大距离，经5秒后，再次测量刀具2.3刀尖温度T2，每个测量距离调整变化为5mm，重复上述调节过程，直到|ΔT|≤5℃； 进给量设置 液氮外喷冷却区域直径Dn，表示为： Dn＝2Lncosαntanαn+βn2-sinαn 式中：Ln为喷口到工件2.5切削点距离，αn射流中心角度，βn射流口射流角度； 加工区遭受液氮冲击时间为刀具在冷却区域半径进给距离上的进给次数NILN2为： 式中：fz是每齿进给量mmz； 实际加工中有效冷却时间为刀具在冷却区域所形成圆形半径距离上的进给时间tf为： 式中：z为刀具齿数，n为机床主轴转速rmin 进给时间不能超出液氮的冷却时间tc，且切削深度要小于在冷却时间tc内的冷却深度； 启动机床，机床主轴2.1旋转带动刀具2.3作旋转运动，在机床主轴2.1低转速下做好对刀准备工作，之后逐级调整机床主轴2.1转速到高速旋转等级，并设定如进给量、背吃刀量加工参数； 对于加工中需可变温度的液氮温度控制工艺，需要先建立加工表面空间位置变化与温度间的数学函数关系，而后基于工件2.5各部位所需冷却温度数据库，拟合成刀尖喷口距离与加工表面位置变化的数学函数关系 PLn＝fx,y,z,Tx,y,z； PLn为刀尖喷口距离mm，x,y,z为加工表面位置直角坐标，Tx,y,z为在x,y,z坐标所对应位置下所需冷却温度。

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