CN105345591A - 环保切削加工技术 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及航空结构件加工领域，特别涉及一种环保切削加工技术；其步骤为：A、安装待加工航空结构件于工作台上，进行定位，创建坐标系；B、设置铣刀，并以所述坐标系为基础在铣刀周围设置若干个喷射装置；C、进行铣加工，同时所述喷射装置从若干个方向向加工处喷射油气混合喷雾，用于冷却和排屑，所述油气混合喷雾中，油为植物油；本发明的目的在于提供一种针对航空结构件、更环保的、提高冷却效果、减少积屑瘤现象的环保切削加工技术。

Description

环保切削加工技术
技术领域
本发明涉及航空结构件加工领域，特别涉及一种环保切削加工技术。
背景技术
传统方式的切削加工中，会产生热量和切削屑，热量超出一定范围后会造成不良影响，切削屑累计过多也会造成堵塞，影响工件的加工；
所以，在现有技术中，会在切削加工中，持续地或者间接地跟随着刀具，喷射矿物油，实现降温，同时，冲洗切削液；
但是矿物油在使用完后，大量的矿物油极其不易回收和处理，而废矿物油是由多种物质组成的复杂混合物，主要成份有C15-C36的烷烃、多环芳烃（PAHS）、烯烃、苯系物、酚类等，一旦进入外环境，将造成严重的环境污染；
现在在本技术领域提出了一种干式切削的理念，但是具体落实在实践中，还有非常多的问题，基本是一个非常冷门的领域，大家都处于研发阶段；
而在航空领域，也涉及到这么一个问题，这个领域中，使用传统方法加工工件，也会出现所述的污染问题，现在在这个干式切削领域，大家也都在尝试，基本上使用最多的是设置一个涡流管，跟随着刀具移动，对着加工处进行喷射冷气，但是实际使用过程中，虽然达到降温效果，但也会有不稳定的积屑瘤现象出现，而且，降温和排屑都存在不同的死角，导致加工及其不稳定，航空领域结构工件加工质量得不到保障。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种针对航空结构件、更环保的、提高冷却效果、减少积屑瘤现象的环保切削加工技术。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种环保切削加工技术，其步骤为：
A、安装待加工航空结构件于工作台上，进行定位，创建坐标系；
B、设置铣刀，并以所述坐标系为基础在铣刀周围设置若干个喷射装置，所述喷射装置数量大于等于2；
C、进行铣加工，同时所述喷射装置从若干个方向向加工处喷射油气混合喷雾，用于冷却和排屑，所述油气混合喷雾中，油为植物油。
如背景技术中所述，在航空领域，干式切削还是一个非常非常冷门的概念，大家都还处于研发阶段，本申请的方案，在实际实验中，取得了较好的效果；
首先，这个领域所采用的结构件（工件）一般不是用于高温环境，追求的是轻和高的强度、刚度，所以其熔点大部分比正常情况下要低，那么，在加工中，铣削部位产生的热量不好控制，非常容易温度过高，造成工件的变形，所以，按照常规的理论上的用一个涡流管进行降温，经过实践，效果不是很理想，存在一定的冷却死角；
其次，由于部分结构件的材料是合金，硬度相对于高强度钢这种材料更低、塑性更大，本身就很容易产生积屑瘤，再加上上述的温度问题，会有剧烈的金属变形，极易产生积屑瘤；
同时，如果只用涡流管进行冷却，铣刀和工件的表面摩擦力不好控制，极易产生和平时相比更强烈摩擦，产生积屑瘤（本方案中采用植物油，可以有效的减少摩擦力）；
而且，如背景技术中所述，现有技术中使用的矿物油，污染很大，不易回收处理；
在经过一系列的研发之后，确定了本申请的技术方案，运用一个统一的坐标系，在铣刀四周设置若干个（大于等于2个）所述喷射装置，对于航空结构件大部分材料加工中，是最优的，在实际参数显示中，对于不同的材料，所需要降温的冷气还有减小摩擦的油量是不同的，由于采用了从来没尝试过的植物油（性能参数和矿物油不一样），所以针对不同材料的航空结构件，需要设置不同数量的喷射装置（比如设置不好，会出现交叉处的喷雾重叠，不易控制，易产生过大的压力，反而会引起积屑瘤），以及不同油气混合喷雾中油气的比例；
能够针对航空结构件，相比现有技术，更环保的，同时提高冷却效果、减少积屑瘤现象。
作为本发明的优选方案，所述油气混合喷雾中，油的流量为9-16ml/h。
作为本发明的优选方案，所述油气混合喷雾中，油的流量为9-11ml/h。
作为本发明的优选方案，所述油气混合喷雾中，油的流量为11-13ml/h。
作为本发明的优选方案，所述油气混合喷雾中，油的流量为14-16ml/h。
作为本发明的优选方案，所述若干个喷射装置以铣刀为中心圆周阵列分布。
作为本发明的优选方案，步骤B中，设置铣刀时，在所述喷射装置上均设置移动装置，用于调整相邻喷射装置布置位置间的弧度；铣削加工时，由于加工的路径不一样，还有铣刀转动存在一个方向，所以每个部位的温度都不一样，也就是说，温度的分布是不一样的，所以，如果根据实际的情况，通过所述移动装置来进行调整（比如某一处的温度较高，移动相邻的喷雾装置靠近该处，在保证整体冷却覆盖的情况下，加强对这一点的降温），可以使整个工件保持一个比较好的整体状态，不会因为降温效果不同而造成受热范围不对称，最终导致最后成品整体的性能参数不达标或者不够优化的情况。
作为本发明的优选方案，步骤B中，设置铣刀时，在所述喷射装置上均设置旋转装置，用于调整单个喷射装置的安装角度，改变喷雾朝向；铣削加工时，由于加工的路径不一样，还有铣刀转动存在一个方向，所以每个部位的温度都不一样，也就是说，温度的分布是不一样的，所以，如果根据实际的情况，通过所述旋转装置来进行调整（比如某一处的温度较高，旋转相邻的喷雾装置，使其喷雾方向向该处调整，在保证整体冷却覆盖的情况下，加强对这一点的降温），可以使整个工件保持一个比较好的整体状态，不会因为降温效果不同而造成受热范围不对称，最终导致最后成品整体的性能参数不达标或者不够优化的情况。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
针对航空结构件、更环保的、提高冷却效果、减少积屑瘤现象。
附图说明：
图1为本申请方案的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
如图1，一种环保切削加工技术，其步骤为：
A、安装待加工航空结构件（本实施例中为铝合金材料）于工作台上，进行定位，创建坐标系；
B、设置铣刀，并以所述坐标系为基础在铣刀周围设置四个（对应原“若干个”，这里举出具体情况）喷射装置，所述四个喷射装置以铣刀为中心圆周阵列分布；
C、进行铣加工，同时所述喷射装置从四个方向向加工处喷射油气混合喷雾，用于冷却和排屑，所述油气混合喷雾中，油为植物油（相比矿物油，污染低很多，虽然成本高，但是因为采用了本实施例的方式，使用量非常小，所以总体成本还是比现有技术中使用矿物油低很多，且使用后方便处理，无污染），所述油气混合喷雾中，油的流量为9-11ml/h，油气混合喷雾温度小于0°。
本实施例中，步骤B中，设置铣刀时，在所述喷射装置上均设置移动装置，用于调整相邻喷射装置布置位置间的弧度；
具体的，在本实施例中，航空领域结构件的加工中，采用￠20的铣刀，切削深度3mm，转速11000r/min，同时，和这套参数匹配的喷射装置的输入压力＞0.7Mpa，输出压力控制在0.3~0.5Mpa，喷雾温度小于0°，大于-10°，刀具进给速度7M/min，油的流量为10ml/h时，加工效果最好。
实施例2
本实施例中，除和实施例1相同的技术方案以外，不同的是，作为本发明的优选方案，所述油气混合喷雾中，油的流量为11-13ml/h，本实施例中结构件为高强度钢材料；
步骤B中，设置铣刀，并以所述坐标系为基础在铣刀周围设置两个（对应原“若干个”，这里举出具体情况）喷射装置，所述两个喷射装置以铣刀为中心对称分布；
C、进行铣加工，同时所述喷射装置从两个方向向加工处喷射油气混合喷雾，设置铣刀时，在所述喷射装置上均设置旋转装置，用于调整单个喷射装置的安装角度，改变喷雾朝向。
在本实施例中，航空领域的高强度钢航空结构件的加工中，采用￠20的铣刀，切削深度3mm，转速4000r/min，同时，和这套参数匹配的喷射装置的输入压力＞0.7Mpa，输出压力控制在0.3~0.5Mpa，喷雾温度小于-5°，大于-15°，刀具进给速度2.5M/min，油的流量为12ml/h时，加工效果最好；
实施例3
本实施例中，除和实施例1相同的技术方案以外，不同的是，作为本发明的优选方案，所述油气混合喷雾中，油的流量为14-16ml/h，本实施例中结构件为钛合金材料；
步骤B中，设置铣刀，并以所述坐标系为基础在铣刀周围设置三个（对应原“若干个”，这里举出具体情况）喷射装置，所述三个喷射装置以铣刀为中心圆周阵列分布；
C、进行铣加工，同时所述喷射装置从三个方向向加工处喷射油气混合喷雾，设置铣刀时，在所述喷射装置上均设置旋转装置，用于调整单个喷射装置的安装角度，改变喷雾朝向。
在本实施例中，航空领域的钛合金航空结构件的加工中，采用￠20的铣刀，切削深度2mm，转速800r/min，同时，和这套参数匹配的喷射装置的输入压力＞0.7Mpa，输出压力控制在0.3~0.5Mpa，喷雾温度小于-10°，大于-20°，刀具进给速度0.5M/min，油的流量为15ml/h时，加工效果最好。

Claims (8)

1.一种环保切削加工技术，其步骤为：
安装待加工航空结构件于工作台上，进行定位，创建坐标系；
设置铣刀，并以所述坐标系为基础在铣刀周围设置若干个喷射装置，所述喷射装置数量大于等于2；
进行铣加工，同时所述喷射装置从若干个方向向加工处喷射油气混合喷雾，用于冷却和排屑，所述油气混合喷雾中，油为植物油。
2.根据权利要求1所述的环保切削加工技术，其特征在于，所述油气混合喷雾中，油的流量为9-16ml/h。
3.根据权利要求2所述的环保切削加工技术，其特征在于，所述油气混合喷雾中，油的流量为9-11ml/h。
4.根据权利要求2所述的环保切削加工技术，其特征在于，所述油气混合喷雾中，油的流量为11-13ml/h。
5.根据权利要求2所述的环保切削加工技术，其特征在于，所述油气混合喷雾中，油的流量为14-16ml/h。
6.根据权利要求2所述的环保切削加工技术，其特征在于，所述若干个喷射装置以铣刀为中心圆周阵列分布。
7.根据权利要求6所述的环保切削加工技术，其特征在于，步骤B中，设置铣刀时，在所述喷射装置上均设置移动装置，用于调整相邻喷射装置布置位置间的弧度。
8.根据权利要求6所述的环保切削加工技术，其特征在于，步骤B中，设置铣刀时，在所述喷射装置上均设置旋转装置，用于调整单个喷射装置的安装角度，改变喷雾朝向。
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