一种面向无人车间的金属切削加工主动断屑方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术为一种面向无人车间的金属切削加工主动断屑方法及装置。主动断屑方法的核心思想是在每一次刀具切削走刀之前，对工件表面的特定位置进行表面改形和改性预处理，当刀具切削至预处理位置时，工件表面的新生切屑的厚度或材料特性存在突变，从而实现断裂。主动断屑装置的原理是运用高能激光束将工件材料气化形成沟槽，同时，激光束的热效应还会改变工件材料的特性，形成一定深度的热影响区。装置具有高能激光模块，高能激光输出端固定在水平导轨之上，延车床x轴方向具有平移功能；所述水平导轨固定在刀架上。上述结构，能够实现激光束聚焦位置能够随着工件直径变化而变化；配合刀架自身z轴方向运动，实现对工件表面的表面改形和改性预处理。相较于刀具断屑槽，本发明专利技术方法和装置的断屑效果更稳定可靠；相较于高压水/气射流断屑，本发明专利技术方法的能耗和成本更低，也更加环保。

【技术实现步骤摘要】
一种面向无人车间的金属切削加工主动断屑方法及装置所属
本专利技术涉及一种面向无人车间的金属切削加工主动断屑方法及装置，属于机械制造工艺和金属切削加工领域。
技术介绍
金属连续切削加工时常遇到断屑不畅的问题。切屑的缠绕和裹挟，不仅会损伤工件已加工平整表面，还会加剧刀具磨损；严重的，甚至造成机床损坏以及人员受伤。为避免出现切屑过长和缠绕，常需要人工监视切削状态或安装切屑检测装置；然而，上述举措并不能够完全消除不充分断屑带来的隐患。因此，目前在加工铝合金、钛合金等高塑性金属材料过程中，还是需要有人值守或着半人值守。随着机械制造自动化程度的不断提高，对断屑技术的稳定性提出了新的要求。现有断屑技术和方法有：1)选择合适的刀具几何角度和切削用量，使得切屑更加卷曲；2)在车刀(片)前刀面设置断屑槽，使切屑发生强制形变，从而断裂；3)向切屑高压喷射切削液和气体，降低刀具温度，外力断屑。上述技术方案，均具有较为明显的增强断屑效果，但也存在成本过高、断屑不彻底以及断屑稳定差等问题。区别于现有技术方案，本专利技术的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向无人车间的金属切削加工主动断屑方法，其特征在于：在每一次刀具切削走刀之前，对工件表面进行表面改形和表面改性预处理，当刀具切削至预处理位置时，由于新生切屑的厚度和切屑的材料特性发生突变，实现切屑主动可控的断裂；所述改形预处理特指去除工件表面部分材料，形成特定的表面纹理或图案；所述改性预处理特指改变工件被加工区域的材料特性，包括：硬度、晶粒尺寸、表面残余应力和微观裂纹。/n

【技术特征摘要】
1.一种面向无人车间的金属切削加工主动断屑方法，其特征在于：在每一次刀具切削走刀之前，对工件表面进行表面改形和表面改性预处理，当刀具切削至预处理位置时，由于新生切屑的厚度和切屑的材料特性发生突变，实现切屑主动可控的断裂；所述改形预处理特指去除工件表面部分材料，形成特定的表面纹理或图案；所述改性预处理特指改变工件被加工区域的材料特性，包括：硬度、晶粒尺寸、表面残余应力和微观裂纹。


2.根据权利要求1所述的一种面向无人车间的金属切削加工主动断屑方法，其特征在于：为了不影响工件高速转动平稳特性，所述改形预处理所去除的工件材料是以工件轴线为轴对称分布的。


3.根据权利要求1所述的一种面向无人车间的金属切削加工主动断屑方法，其特征在于：所述改形预处理形成的特定表面纹理或图案是沟槽或凹腔形貌，沟槽朝向与工件轴向平行，沟槽深度小于后续走刀切削的切削深度，且与切削深度呈正比；凹腔在切削轨迹上均匀分布，深度小于或等于切削深度。


4.根据权利要求1、3所述的一种面向无人车间的金属切削加工主动断屑方法，其特征在于：工件材料为铝合金，沟槽和凹腔的深度与切削深度的比值在0.5-0.8之间；工件材料为钢，沟槽和凹腔的深度与切削深度的比值在0.3-0.7之间。


5.一种面向无...

【专利技术属性】
技术研发人员：康正阳，苏小平，周大双，杨宇骄，刘澄成，刘锐，鹿盈盈，缪小冬，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32