CN107363632A - 一种油雾喷射铣削的自动跟靶方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种喷射铣削的跟靶方法，尤其是一种用于航空零配件加工中的油雾喷射铣削的自动跟靶方法，属于航天航空加工装置技术领域；该方法利用将冷却润滑液气通道设置在用于安装铣削刀具的刀柄内部，实现固定喷射的位置，解决传统喷射铣削加工的喷头位置调整，刀具加工移动过程中喷射效果降低的问题；本发明有效的解决了传统航空零部件绿色铣削的问题，通过将液气通道设置在刀柄内部，结合在加工过程中刀具与刀柄为整体有效保证了喷射效果，从而保证冷却润滑效果，可满足五轴数控加工时主轴头在任意方向旋转时不影响油雾喷射的效果，替代目前相关设备常用于三轴加工的应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷射铣削的跟靶方法，尤其是一种用于航空零配件加工中的油雾喷射铣削的自动跟靶方法，属于航天航空加工装置技术领域。
背景技术
在航空零配件加工过程中，通常都要使用切削液。切削液的大量使用不但为使用单位造成了经济负担，更重要的是还给环境和人体健康带来了很大危害，迫使人们不断研究开发新技术以改变现状。因此，近年来绿色制造技术成为国际上的研究热点。
绿色切削技术是绿色制造的一个组成部分，它是指对生态大环境和加工现场小环境均无毒副作用（或副作用很小），在加工过程中产生的少量“三废”（废气、废液和废渣）在链条末端可回收或自然降解，达到无公害的环保要求，对人的健康和环境没有危害的切削技术。
追求生态效益和经济效益是推动绿色切削技术发展的主要动力,在市场竞争日趋激烈,环境保护意识普遍提高的今天,开发和推行绿色切削技术已成为现代制造业的一项迫切任务。在过去,人们更多地把保护环境的重点放在了污染物的“末端”控制和处理上,而忽略了对污染物的全过程控制和预防。越来越多的事实表明,在制造全过程的各个环节都有产生环境问题的可能性,如果从制造的准备阶段就开始对制造的全过程以及生产完成后的产品进行全面的分析评价,对可能产生的环境问题事先进行预测,环境面临的危害就会大大减轻,这一点可以说是绿色制造的核心所在。从这个角度来说,如果能大力推广绿色切削技术,减少切削液的使用,一方面可以减少对环境的污染,另一方面可以降低能耗和制造成本。
由此，可以说无公害、清洁化、低能耗的绿色制造是21世纪先进航空造技术的必然发展方向。因此，研究开发新的绿色切削技术，减少切削液给环境带来的污染，寻求绿色环保的冷却润滑技术，促进我国的航空制造对于环境的友好和可持续发展。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种油雾混合物可以实时喷射到刀具夹持范围内，可满足五轴数控加工时主轴头在任意方向旋转时不影响油雾喷射的效果的油雾喷射铣削的自动跟靶方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种油雾喷射铣削的自动跟靶方法，包括如下步骤：
步骤a，在用于安装铣削刀具的刀柄内开设轴向液气通道，该液气通道与液气压缩机连通；
步骤b，在刀柄用于安装铣削刀具的端面开设多个与液气通道的连通的喷射口，该喷射口倾斜设置以使液气喷向同一中心位置；
步骤c，在喷射口与液气通道之间设置内径小于液气通道的侧孔，采用侧孔将油雾混合气体从液气通道引至喷射口；
步骤d，安装铣削刀具，调整铣削刀具，使刀具铣削加工过程中所需冷却润滑的靶心位置与喷射口对应。
本发明的一种油雾喷射铣削的自动跟靶方法，所述步骤c中，侧孔包括第一侧孔和第二侧孔，该第一侧孔由刀柄外侧向内加工并与液气通道底部连通，将第一侧孔位于刀柄外侧的端部密封，该第二侧孔由刀柄用于安装铣削刀具的端面向上加工并与第一侧孔连通。采用该设计方式能够保证液气的压力，有利于冷却和润滑效果。
进一步的，所述第二侧孔的直径为2mm-4mm。保证喷射时的压力和喷射的精准度。
进一步的，所述第二侧孔轴线通过喷射口的延长线与刀柄轴线的夹角形成1°-3°的角度。该设计方式使液气有效喷向铣削刀具。
本发明的一种油雾喷射铣削的自动跟靶方法，所述步骤a中的液气通道和步骤c中的侧孔，粗糙度加工要求不大于0.8。保证油雾能通过内孔顺利的均匀喷出刀柄外部。
本发明的一种油雾喷射铣削的自动跟靶方法，所述刀柄包括安装于机床上具有铣削刀具装配腔体的柄体，该柄体内开设有具有喷射口并用于喷射油雾的液气通道，该喷射口通过液气通道将油雾引至刀具所需冷却的靶心。该结构使刀具在旋转过程中不影响喷射效果，确保喷射不会偏移。
进一步的，该柄体安装铣削刀具的端面上设置有多个喷射口，该喷射口通过作为第一液气通道的侧孔与液气通道连通。该设计能够使铣削刀具全面冷却和润滑，利于加工件的加工精度。
进一步的，所述侧孔包括具有底壁的第一侧孔和与第一侧孔连通的第二侧孔，第一侧孔一端与液气通道底部连通，另一端延伸向柄体外侧，该第二侧孔一端与该第一侧孔的底部连通，另一端至柄体用于安装刀具的端面并与喷射口连通。利用该方式来实现液气压力的保证。
进一步的，所述第一侧孔贯穿液气通道的侧壁，并通过堵焊使第一侧孔位于柄体外侧的一段密封。该方式利于柄体的加工。
进一步的，所述第一侧孔的底壁高度低于液气通道底部的高度。保证第一侧孔向下倾斜。
进一步的，该第二侧孔的轴线与液气通道轴线的夹角为1°-3°，以使喷射口喷射出的液气偏向刀具。确保喷射口喷射方向汇聚在靶心位置，不会影响喷射效果。
进一步的，所述第一侧孔和第二侧孔的内壁粗糙度不大于0.8。保证油雾能通过内孔顺利的均匀喷出刀柄外部。
进一步的，所述喷射口为2-6个，并均匀分布在刀柄安装铣削刀具的端面上。
本发明的一种油雾喷射铣削的自动跟靶方法，所述液气通道与铣削刀具装配腔体连通，并通过螺栓进行密封。
进一步的，所述液气通道与铣削刀具装配腔体之间还设有适应刀具安装的长度调节腔，通过螺栓调节长度调节腔的长度。更适应不通规格的刀具安装。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：一种油雾喷射铣削的自动跟靶方法有效的解决了传统航空零部件绿色铣削的问题，通过将液气通道设置在刀柄内部，结合在加工过程中刀具与刀柄为整体有效保证了喷射效果，从而保证冷却润滑效果，可满足五轴数控加工时主轴头在任意方向旋转时不影响油雾喷射的效果，替代目前相关设备常用于三轴加工的应用。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是发明的结构示意图；
图2是发明仰视图的结构示意图；
图3是现有装置的结构示意图；
图4是现有装置俯视图的结构示意图。
图中标记：1-柄体、2-液气通道、3-喷射口、4-第一侧孔、5-第二侧孔、6-螺栓、7-铣削刀具装配腔体、8-长度调节腔。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例
一种油雾喷射铣削的自动跟靶方法，如图1 所示，一种油雾喷射铣削的自动跟靶方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤a，在用于安装铣削刀具的刀柄内开设轴向液气通道，该液气通道与液气压缩机连通；
步骤b，在刀柄用于安装铣削刀具的端面开设多个与液气通道的连通的喷射口，该喷射口倾斜设置以使液气喷向同一中心位置；
步骤c，在喷射口与液气通道之间设置内径小于液气通道的侧孔，采用侧孔将油雾混合气体从液气通道引至喷射口；
步骤d，安装铣削刀具，调整铣削刀具，使刀具铣削加工过程中所需冷却润滑的靶心位置与喷射口对应。
基于上述具体实施方式的设计原则上，在另一具体实施方式中，步骤c中，侧孔包括第一侧孔和第二侧孔，该第一侧孔由刀柄外侧向内加工并与液气通道底部连通，将第一侧孔位于刀柄外侧的端部密封，该第二侧孔由刀柄用于安装铣削刀具的端面向上加工并与第一侧孔连通。
作为更加具体的，在其中一具体实施方式中，第一侧孔位于刀柄外侧的端部高度低于第一侧孔与液气通道连通位置的高度。
更加具体的，在其中一具体实施方式中，第一侧孔与液气通道连通位置距离液气通道底部不大于4mm。在另一具体实施方式中，第二侧孔与第一侧孔的连通位置距离第一侧孔底壁不大于3mm。
在其中一具体实施方式中，第一侧孔底部通过堵焊密封。进一步的，焊接时必须对内孔进行保护防止焊接瘤堵塞和影响气路。
具体到液气压力的考虑，在另一具体实施方式中，第二侧孔的直径为2mm-4mm。在实际设计中，第二侧孔的直径为3mm。作为较优选择的，在其中一具体实施方式中，第一侧孔的直径为2mm-4mm。在实际设计中，第一侧孔的直径为3mm。
在另一具体实施方式中，第二侧孔轴线通过喷射口的延长线与刀柄轴线的夹角形成1°-3°的角度。经过实验数据统计，第二侧孔轴线通过喷射口的延长线与刀柄轴线的夹角形成2°的角度。
基于上述具体实施方式的设计原则上，步骤a中的液气通道和步骤c中的侧孔，粗糙度加工要求不大于0.8。
基于上述具体实施方式的设计上，作为更加具体的，刀柄包括安装于机床上具有铣削刀具装配腔体的柄体1，该柄体1内开设有具有喷射口3并用于喷射油雾的液气通道2，该喷射口3通过液气通道2将油雾引至刀具所需冷却的靶心。
具体的，该液气通道的入口位于柄体的顶部，并与液气增压装置连通。另外一常规替代，本实施例中的油雾喷射也用于冷却液喷射。
基于上述的具体实施方式设计原则上，为了保证全面冷却和润滑效果，在其中一具体实施方式中，该柄体1安装铣削刀具的端面上设置有多个喷射口3，该喷射口3通过作为第一液气通道的侧孔与液气通道2连通。当然，在另外的设计中，可以采用该液气通道和侧孔为一体，轴向贯穿柄体，并通过管道与液气增压装置连通。而采用该方式的效果不如本具体实施方式的效果好，液气压力不能够进一步增加。
出于冷却润滑效果的考虑，为了保证刀具的正常加工，在其中以具体实施方式中，喷射口3为2-6个，并均匀分布在柄体安装铣削刀具的端面上。如图2所示，在具体到设计上，一般采用3个，该3个喷射口同圆心均匀分布，相邻的2个喷射口夹角为120°。当然，也可以为4个，相邻的2个喷射口夹角为90°或者为5个，相邻的2个喷射口夹角为72°。
基于上述具体实施方式的设计原则上，对侧孔进行具体化设计，在其中一具体实施方式中，侧孔包括具有底壁的第一侧孔4和与第一侧孔连通的第二侧孔5，第一侧孔4一端与液气通道2底部连通，另一端延伸向柄体外侧，该第二侧孔5一端与该第一侧孔4的底部连通，另一端至柄体用于安装刀具的端面并与喷射口连通。该方式作为机械加工中需要实现该结构的加工方式，能够容易实现。
当然，在第一侧孔4的加工过程中，其加工的结构在其中一具体实施方式中，第一侧孔4贯穿液气通道的侧壁，并通过堵焊使第一侧孔位于柄体外侧的一段密封。但在焊接时必须对内孔进行保护防止焊接瘤堵塞和影响气路。加工的过程中，第一侧孔4由外向内加工，直至第一侧孔4与液气通道2连通。
为了不影响第一侧孔影响液气通道，保证液气的气压，在其中一具体实施方式中，第一侧孔4的底壁高度低于液气通道底部的高度。落实在结构上，第一侧孔4向下倾斜。
喷射液气时，需要喷向靶心，能够充分冷却润滑，因此，在另一具体实施方式中，该第二侧孔5的轴线与液气通道轴线的夹角为1°-3°，以使喷射口喷射出的液气偏向刀具。即第二侧孔5向液气通道轴线靠近，喷射口距离液气通道轴线的距离小于第二侧孔5与第一侧孔连接处距离距离液气通道轴线的距离。经过实验和实际应用的数据分析，第二侧孔5的轴线与液气通道轴线的夹角为2°的情况下效果最佳。
为了保证液气流通的顺畅，在另一具体实施方式中，第一侧孔4和第二侧孔5的内壁粗糙度不大于0.8。
具体的，第一侧孔5和第二侧孔5的内直径设计为3±0.3mm。
基于上述具体实施方式的设计基础上，在其中一具体实施方式中，液气通道2与铣削刀具装配腔体连通，并通过螺栓6进行密封。
基于上述具体实施方式的设计基础上，在另一具体实施方式中，液气通道2与铣削刀具装配腔体7之间还设有适应刀具安装的长度调节腔8，通过螺栓6调节长度调节腔的长度。
实施例2
如图3及图4所示，液气通道和喷射口设置于刀柄外侧，在实际检测中，喷射口与刀柄轴线的夹角为30°，喷射口距离靶心的位置为15mm-70mm。
具体的，喷射口采用3个，并均匀分布在同一圆周上。实现三个方位进行喷射冷却和润滑。
如果喷射角度不能准确的对准靶心，将会使刀具得不到及时的冷却润滑，在没有冷却润滑的情况下进行切削将会导致切削材料与刀具粘连造成产品质量问题。由于目前市面上相关设备还未对“靶心”问题进行合理处理故现有技术仅常用于三轴加工的应用。调整的耗时更长，不利于装置的稳定性。
综上所述，采用将液气通道设置在刀柄内部，随着刀具与刀柄工作过程中为一整体能够保证喷射口喷射出的液气到达预定位置，能够保证冷却效果和润滑效果。该方式结构简单，实用型强，同时节省喷射口的调整时间，提高工作效率，避免工作过程中喷射口与刀具偏位的情况。有效的解决了传统航空零部件绿色铣削的问题，通过将液气通道设置在刀柄内部，结合在加工过程中刀具与刀柄为整体有效保证了喷射效果，从而保证冷却润滑效果，可满足五轴数控加工时主轴头在任意方向旋转时不影响油雾喷射的效果，替代目前相关设备常用于三轴加工的应用。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (10)
1.一种油雾喷射铣削的自动跟靶方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤a，在用于安装铣削刀具的刀柄内开设轴向液气通道，该液气通道与液气压缩机连通；
步骤b，在刀柄用于安装铣削刀具的端面开设多个与液气通道的连通的喷射口，该喷射口倾斜设置以使液气喷向同一中心位置；
步骤c，在喷射口与液气通道之间设置内径小于液气通道的侧孔，采用侧孔将油雾混合气体从液气通道引至喷射口；
步骤d，安装铣削刀具，调整铣削刀具，使刀具铣削加工过程中所需冷却润滑的靶心位置与喷射口对应。
2.如权利要求1所述的一种油雾喷射铣削的自动跟靶方法，其特征在于：所述步骤c中，侧孔包括第一侧孔和第二侧孔，该第一侧孔由刀柄外侧向内加工并与液气通道底部连通，将第一侧孔位于刀柄外侧的端部密封，该第二侧孔由刀柄用于安装铣削刀具的端面向上加工并与第一侧孔连通。
3.如权利要求2所述的一种油雾喷射铣削的自动跟靶方法，其特征在于：所述第二侧孔的直径为2mm-4mm。
4.如权利要求2所述的一种油雾喷射铣削的自动跟靶方法，其特征在于：所述第二侧孔轴线通过喷射口的延长线与刀柄轴线的夹角形成1°-3°的角度。
5.如权利要求1所述的一种油雾喷射铣削的自动跟靶方法，其特征在于：所述步骤a中的液气通道和步骤c中的侧孔，粗糙度加工要求不大于0.8。
6.如权利要求1所述的一种油雾喷射铣削的自动跟靶方法，其特征在于：所述刀柄包括安装于机床上具有铣削刀具装配腔体的柄体（1），该柄体（1）内开设有具有喷射口（3）并用于喷射油雾的液气通道（2），该喷射口（3）通过液气通道（2）将油雾引至刀具所需冷却的靶心。
7.如权利要求6所述的一种油雾喷射铣削的自动跟靶方法，其特征在于：该柄体（1）安装铣削刀具的端面上设置有多个喷射口（3），该喷射口（3）通过作为第一液气通道的侧孔与液气通道（2）连通。
8.如权利要求7所述的一种油雾喷射铣削的自动跟靶方法，其特征在于：所述侧孔包括具有底壁的第一侧孔（4）和与第一侧孔连通的第二侧孔（5），第一侧孔（4）一端与液气通道（2）底部连通，另一端延伸向刀柄外侧，该第二侧孔（5）一端与该第一侧孔（4）的底部连通，另一端至刀柄用于安装刀具的端面并与喷射口连通。
9.如权利要求8所述的一种油雾喷射铣削的自动跟靶方法，其特征在于：所述第一侧孔（4）贯穿液气通道的侧壁，并通过堵焊使第一侧孔位于柄体外侧的一段密封。
10.如权利要求6所述的一种油雾喷射铣削的自动跟靶方法，其特征在于：所述液气通道（2）与铣削刀具装配腔体（7）之间还设有适应刀具安装的长度调节腔（8），通过螺栓（6）调节长度调节腔的长度。
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