一种获取高完整性表面的工件切削加工方法技术

本发明专利技术涉及一种获取高完整性表面的工件切削加工方法，工件进行粗切削后进行至少一次正向精切削和至少一次反向精切削，每次的正向精切削和反向精切削均采用多步进行，相邻两步中，后一步的切削经过前一步切削的切削已加工表面，采用本发明专利技术的切削方法，降低了工件表面的残余拉应力，降低了表面粗糙度，硬度稳定在合理范围内。

A machining method of workpiece with high integrity surface

The invention relates to a workpiece cutting method for obtaining a high integrity surface. After rough cutting, the workpiece is subject to at least one forward fine cutting and at least one reverse fine cutting. Each forward fine cutting and reverse fine cutting are carried out in multiple steps. In the adjacent two steps, the next step is used to cut the machined surface after the previous step, The residual tensile stress on the surface of the workpiece is reduced, the surface roughness is reduced, and the hardness is stable within a reasonable range.

【技术实现步骤摘要】
一种获取高完整性表面的工件切削加工方法
本专利技术涉及切削加工
，具体涉及一种获取高完整性表面的工件切削加工方法。
技术介绍
车削加工是现有机械加工领域内最为常见的加工方法。传统的车削加工过程中粗精切削加工进给方向相同。且精切削一次走刀完成(正向切削)，专利技术人发现，传统车削加工中，机加工零件表面多为残余拉应力。研究表明表面残余应力显著影响零件的抗疲劳和耐磨损性能，当切削加工产生表面残余压应力时，零件的疲劳寿命较高；而产生表面残余拉应力时，会降低零件的疲劳强度、抗化学和应力腐蚀性能。此外，表面残余应力超过零件用材料强度极限时工件表面开裂，降低零件的疲劳寿命和耐磨损性。此外，机加工表面粗糙度和硬化程度也显著影响零件的抗疲劳和耐磨损等使用性能。随着表面粗糙度，表面应力集中系数增大，疲劳裂纹更易产生。因此，降低表面粗糙度有助于提高零件的抗疲劳和耐磨损等使用性能。而过度的加工硬化会降低零件表面韧性，并伴随疲劳剥落现象。专利技术人还发现，采用现有的精切削方法，加工精度较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服现有技术的不足，提供一种获取高完整性表面的工件切削加工方法，能够有效降低工件表面残余应力，且工件表层硬度值，硬化程度合理，加工精度高。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种获取高完整性表面的工件切削加工方法，工件进行粗切削后进行至少一次正向精切削和至少一次反向精切削，每次的正向精切削和反向精切削均采用多步进行，相邻两步中，后一步的切削经过前一步切削的切削已加工表面。进一步的，粗切削后，首先进行反向精切削，然后进行正向精切削。进一步的，粗切削后，按照反向精切削-正向精切削的顺序进行反向精切削和正向精切削的多次交替切削。进一步的，反向精切削和正向精切削的次数之和不大于5次。进一步的，所述正向精切削的具体步骤为：刀具自正向切削的起点沿正向进给，对工件第一设定距离范围内表面进行切削，完成工件第一步正向切削，工件回到起点，再次沿正向进给，对工件2倍的第一设定距离范围内表面进行切削，完成工件第二步正向切削，采用相同的方法，工件每完成第N-1步切削，回到起点，再沿正向进给，对工件N倍的第一设定距离范围内的表面进行切削，完成第N步切削，直至完成工件所有待切削表面的切削工作。进一步的，所述正向切削的步数N为3步-5步。进一步的，所述反向精切削的具体步骤为：刀具自反向进给的起点进给，对工件第二设定距离范围内表面进行切削，完成工件第一步反向切削，工件回到起点，再次沿反向进给，对工件2倍的第二设定距离范围内的表面进行切削，完成工件第二步反向切削，采用相同的方法，工件每完成第M-1步切削，回到起点，再沿反向进给，对工件M倍的第二设定距离范围内的表面进行切削，完成第M步切削，直至完成工件所有待切削表面的切削工作。进一步的，所述反向切削的步数M为3步-5步。进一步的，N倍的第一设定距离满足：完成N倍的第一设定距离的切削后，切削产生的带状切屑断屑。进一步的，M倍第二设定距离满足：完成第M倍的第二设定距离的切削后，切削产生的带状切屑断屑。本专利技术的有益效果：1.本专利技术的工件切削方法，粗切削后进行多次的正向精切削和反向精切削，可显著降低加工表面的残余拉应力或引入表面压应力，降低工件表面粗糙度，并且可以使工件的硬化程度趋于稳定并且更加合理，提高了加工质量，提高了工件的疲劳寿命和耐磨等使用性能。2.本专利技术的工件切削方法，采用正向切削和反向切削均采用分步切削，后一步的切削均经过前一步切削的工件表面，会再一次切削前一步的切削的工件表面，将前一步切削后产生的回弹部分进行切削，能够更好的确保工件的加工精度。3.本专利技术的工件切削方法，正向切削和反向切削的每一步进给距离均满足切削完成后，带状切削能够断屑，避免了缠绕切屑的形成，避免了对工件表面的划伤。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。图1为本专利技术实施例1切削方法示意图；图2为表1中各组实验加工后工件表面残余应力值直方图；图3为表1中各组实验加工后工件表面粗糙度和表面残余应力图；图4为实验1加工工件表面图像；图5为试验3加工工件表面图像；图6为表1中各组实验加工后工件表面硬度和表面残余应力图；图7为表2中实验切削深度对工件表面残余应力影响规律示意图；图8为表2中实验切削深度对工件表面粗糙度影响规律示意图；图9为表2中实验切削深度对工件表面硬度影响规律示意图；其中，1.工件，2.聚晶金刚石刀具。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。为了方便叙述，本专利技术中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。正如
技术介绍
所介绍的，现有的工件切削方法工件表面残余拉应力较高，降低了工件的疲劳强度和抗化学和应力腐蚀性能，且精度较低，针对上述问题，本申请提出了一种获取高完整性表面的工件切削方法。本申请中“正向”是指与现有切削加工中刀具进给方向相同的方向，“反向”是指与“正向”相反的方向。本申请的一种典型实施方式实施例1中，如图1所示，一种获取高完整性表面的工件切削方法，对长度为30mm的活塞铝硅合金ZL109工件1进行切削，采用数控加工中心PUMA200A进行，首先沿正向对工件进行粗切削，然后对工件进行一次正向精切削和一次反向精切削，粗切削采用硬质合金刀具(型号：YD101CCGX09T308-LC)进行，精切削采用聚晶金刚石刀具2(型号：CCMW09T308F-L1，中粒度)进行。所述粗切削的加工参数为：切削速度：v＝150m/min、切削深度：ap＝0.5mm，进给量f＝0.15mm/r。所述精切削的加工参数为：切削速度：v＝300m/min、切削深度：ap＝0.2mm，进给量f＝0.05mm/r。所述正向精切削分三步(N＝3)进行，首先刀具自正向切削起点A点(距离工件一端端面B点5mm位置处)沿正向方向进给，进给至C点位置处，对第一设定距离10mm范围内的表面进行切削，完成第一步正向切削，然后工件回到正向切削的起本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种获取高完整性表面的工件切削加工方法，其特征在于，工件进行粗切削后进行至少一次正向精切削和至少一次反向精切削，每次的正向精切削和反向精切削均采用多步进行，相邻两步中，后一步的切削经过前一步切削的切削已加工表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种获取高完整性表面的工件切削加工方法，其特征在于，工件进行粗切削后进行至少一次正向精切削和至少一次反向精切削，每次的正向精切削和反向精切削均采用多步进行，相邻两步中，后一步的切削经过前一步切削的切削已加工表面。


2.如权利要求1所述的一种获取高完整性表面的工件切削加工方法，其特征在于，粗切削后，首先进行反向精切削，然后进行正向精切削。


3.如权利要求1所述的一种获取高完整性表面的工件切削加工方法，其特征在于，粗切削后，按照反向精切削-正向精切削的顺序进行反向精切削和正向精切削的多次交替切削。


4.如权利要求1所述的一种获取高完整性表面的工件切削加工方法，其特征在于，反向精切削和正向精切削的次数之和不大于5次。


5.如权利要求1所述的一种获取高完整性表面的工件切削加工方法，其特征在于，所述正向精切削的具体步骤为：刀具自正向进给的起点沿正向进给，对工件第一设定距离范围内表面进行切削，完成工件第一步正向切削，工件回到起点，再次沿正向进给，对工件2倍的第一设定距离范围内表面进行切削，完成工件第二步正向切削，采用相同的方法，工件每完成第N-1步切削，回到起点，再沿正向进给，对工件N倍的第一设定距离范围内的表面进行切削，完成第N步切...

【专利技术属性】
技术研发人员：李安海，孙虎，周咏辉，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37