阅读说明：本技术 一种具有内冷刀具的切屑出屑角度控制方法 (Chip discharging angle control method with inner cooling tool ) 是由 彭效华 于 2019-09-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种具有内冷刀具的切屑出屑角度控制方法,该方法包括如下步骤：S1、对加工参数进行赋值,估算不同加工参数的切屑出屑角度；S2、将切屑最佳出屑角度对应的加工参数作为最佳加工参数,刀具基于最佳加工参数进行切屑加工；其中,加工参数包括：刀具的液冷压力及刀具加工时的转速；在实际生产过程中,通过合理的给加工参数赋值,使得出屑方向与刀具内冷孔方向的匹配达到最佳,即在刀具内冷孔角度无法更改的前提下,通过参数调整切屑出屑方向,使其达到最佳状态,提高加工质量,提高零件加工合格率。(The invention discloses a chip discharging angle control method with an inner cooling tool, which comprises the following steps: s1, assigning the machining parameters, and estimating chip discharging angles of different machining parameters; s2, taking the machining parameters corresponding to the optimal chip discharging angle of the chips as optimal machining parameters, and carrying out chip machining by the cutter based on the optimal machining parameters; wherein, the processing parameters include: the liquid cooling pressure of the cutter and the rotating speed of the cutter during machining; in the actual production process, the machining parameters are reasonably assigned, so that the matching of the chip discharging direction and the direction of the cold hole in the cutter is optimal, namely, the chip discharging direction is adjusted through the parameters on the premise that the angle of the cold hole in the cutter cannot be changed, the chip discharging direction is in the optimal state, the machining quality is improved, and the part machining qualified rate is improved.)

一种具有内冷刀具的切屑出屑角度控制方法

技术领域

本发明属于刀具加工技术领域，更具体地，本发明涉及一种具有内冷刀具的切屑出屑角度控制方法。

背景技术

目前，具有内冷的刀具内冷孔方向设置各有不同，刀具的加工参数也都是根据刀具自身材料和加工材料进行设定，在实际加工过程因为各种因素的影响和干预，使刀具加工效果达不到预期设计。

具有内冷的刀具的内冷孔是在刀具出厂前已经加工好，生产过程无法改变，如果加工参数不适宜，切屑出屑方向不佳，切屑会与已加工表面接触，将会降低加工的合格率。对表面质量要求较高的孔类加工方面，该类型孔的表面都是工作表面，所以，必须满足技术要求，否则不具备使用条件，乃至报废，这样会造成经济浪费。

发明内容

本发明提供一种具有内冷刀具的切屑出屑角度控制方法，通过内冷液的压力及刀具转速的调节设计最佳的切屑出屑角度。

为了实现上述目的，一种具有内冷刀具的切屑出屑角度控制方法，所述方法具体包括如下步骤：

S1、对加工参数进行赋值，估算不同加工参数的切屑出屑角度；

S2、将切屑最佳出屑角度对应的加工参数作为最佳加工参数，刀具基于最佳加工参数进行切削加工；

其中，加工参数包括：刀具的冷却液压力及刀具加工时的转速。

进一步的，所述切屑最佳出屑角度是指：对加工表面损伤最小或者是对加工表面没有损伤的切屑出屑角度。

进一步的，基于公式(1)来估算不同加工参数的切屑出屑角度，公式(1)具体如下：

其中，θ为合力与离心力方向的夹角，即切屑出屑方向与刀具侧刃垂直方向夹角，P为内冷却液压强，r₁为内冷孔半径，θ₁为离心力方向与冷却液压力方向的夹角值，m为切屑质量，n为刀具转速，r为刀具中心到刀刃的距离。

本发明提供的内冷刀具切屑出屑角度控制方法具有如下有益效果：在实际生产过程中，通过合理的给加工参数赋值，使得出屑方向与刀具内冷孔方向的匹配达到最佳，即在刀具内冷孔角度无法更改的前提下，通过参数调整切屑出屑方向，使其达到最佳状态，提高加工质量，提高零件加工合格率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的具有内冷刀具的切屑出屑角度控制方法流程图；

图2为本发明实施例提供的具有内冷刀具的受力分析示意图；

图3为本发明实施例提供的受理几何分析示意图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

经过大量试验验证所得，试验内容为自动变速器阀体的阀芯孔(技术要求较高，刀具具有代表性)机加工，加工过程中孔的表面经常性出现质量不符合要求的情况，经检查为切屑与已加表面接触造成，刀具结构在理论上已经符合设计要求，对切削刃进行了数次修改也没有达到要求，对各加工参数进行调整也没有达到要求，例如，进给量、线速度、背吃刀量、刀具内冷液的压力及刀具的转速等参数，后对各加工参数有目地性地进行同时赋值，最终发现刀具内冷液的压力及刀具的转速共同对孔的表面加工质量起到关键性的作用，经过研究是在两个力的作用下改变了切屑出屑方向，二个力的合力基本决定了切屑的出屑角度，根据实际生产过程不断总结和验证，用相关的理论公式推算得出经验公式，通过经验公式可找到加工参数与切屑出屑方向的关系，加工参数主要是指刀具加工时的转速和内冷压力，其它切削参数在此不作考虑，从而赋以最佳的参数使切屑出屑状态达到最佳状态，能大幅度提高了加工合格率。

图1为本发明实施例提供的具有内冷刀具的切屑出屑角度控制方法流程图，该方法具体包括如下步骤：

S1、对加工参数进行赋值，估算不同加工参数的切屑出屑角度；

S2、将切屑最佳出屑角度对应的加工参数作为最佳加工参数，刀具基于最佳加工参数进行切削加工；

其中，加工参数包括：刀具的冷却液压力及刀具加工时的转速；

在本发明实施例中，切屑最佳出屑角度是指：对加工表面损伤最小或者是对加工表面没有损伤的切屑出屑角度。即出屑角度与刀具内冷孔方向的匹配最佳，即在刀具内冷孔角度无法更改的前提下，通过参数调整切屑出屑方向，使其达到最佳状态。

在本发明实施例中，结合图2及图3对出屑角度的预估公式进行说明，公式(1)为出屑角度的预估公式，公式(1)具体表示如下：

其中，P为内冷却液压强，r₁为内冷孔半径，θ₁为离心力方向与冷却液压力方向的夹角值，m为切屑质量，在批量加工前可取三个工件，分别选用低、中、高的参数加工，得到三种不同质量的单个断屑，取平均值即可得出切屑质量，此平均值对可以取代不同参数的切屑质量，不会对计算结果产生影响，n为刀具转速，r为刀具中心到刀刃的距离。

在本发明实施例中，公式(1)的推算过程具体如下：

1)刀具在加工过程中，其高速转动产生离心力f₁，离心力f₁计算如下：

f₁＝a*m；

a＝ω²*r＝v²/r；

v＝2*n*π*r；

由上可知，其中，a为向心加速度，m为切屑质量，n为刀具转速，ω为角速度，π为圆周率，r为刀具中心到刀刃的距离，v为刀刃处的线速度。

2)冷却液压力产生液冷压力，液冷压力f₂计算如下：

P＝f₂/s；

s＝π*r₁ ²；

由上可知：f₂＝P*s＝P*π*r₁ ²，其中，P为内冷却液压强，r₁为刀具冷孔半径，s为内冷孔截面积。

3)合力计算如下：

其中，θ₁为离心力方向与冷却液压力方向的夹角值，根据“平行四边形法”计算合力，合力f为是离心力f₁与冷却液压力f₂作用产生的合力，其公式如下：

4)合力与离心力方向的夹角θ计算如下：

本发明提供的内冷刀具切屑出屑角度控制方法具有如下有益效果：在实际生产过程中，通过合理的给加工参数赋值，使得出屑方向与刀具内冷孔方向的匹配达到最佳，即在刀具内冷孔角度无法更改的前提下，通过参数调整切屑出屑方向，使其达到最佳状态，提高加工质量，提高零件加工合格率。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。