CN113635137A - 一种确定切削深度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种确定切削深度的方法。按下述步骤进行:S1.对具有一定机械特性的切削材料进行切削检测,记录每次切削的切削深度A和对应的切削表面的应力层深度B;S2.基于S1采集的切削深度A和应力层深度B,构建所述切削材料的、以加工过程为横轴X、加工余量为纵轴Y的切削影响曲线;S3.基于切削影响曲线和总加工余量C确定由所述切削材料构成的零件的切削次数,并确保每一次切削时切削深度A和应力层深度B之和小于或等于前一次切削后的剩余加工余量。本发明在保证工件表面完整性及低应力水平的情况下,实现加工效率最大化。
Description
技术领域
本发明属于材料加工技术领域,具体涉及一种确定切削深度的方法。
背景技术
在材料切削加工中,切削加工三要素为:进给速度、切削速度和切削深度。其中切削深度对零件的应力变形和内在质量影响最大。然而当前还没有一种关于切削深度的评估方法,导致机械加工时可能会出现如下缺陷:
1、工件的表面完整性受损,在工件表面出现微裂纹,零件进行磁粉检测时零件表面发现磁痕,该缺陷偶有发生,零件报废。
2、工件加工完成后拆卸掉夹具后,零件变形严重,这种缺陷主要发生在预拉伸铝板数控加工件,偶有发生,概率约1%,零件报废。
3、工件应力层较深,在随后的热处理过程中出现严重变形,该缺陷时有发生,提升零件的校正及后续加工难度,严重影响生产效率。
发明内容
本发明的目的是:提供了一种确定切削深度的方法。本发明在保证工件表面完整性及低应力水平的情况下,实现加工效率最大化。
本发明的技术方案是:一种确定切削深度的方法,按下述步骤进行:
S1.对具有一定机械特性的切削材料进行切削检测,记录每次切削的切削深度A和对应的切削表面的应力层深度B;
S2.基于S1采集的切削深度A和应力层深度B,构建所述切削材料的、以加工过程为横轴X、加工余量为纵轴Y的切削影响曲线;
S3.基于切削影响曲线和总加工余量C确定由所述切削材料构成的零件的切削次数,并确保每一次切削时切削深度A和应力层深度B之和小于或等于前一次切削后的剩余加工余量。
前述的确定切削深度的方法的使用方法的S2中,所述的切削影响曲线为:X=T/Y;
其中,横轴X表示加工过程;
纵轴Y表示加工余量,
T为常数,与总加工余量C单位相同,其作用是让切削过程在横轴X上以适当间距顺序排布,T越大,曲线上的点在X轴坐标上越靠右。
前述的确定切削深度的方法的使用方法的S2中,切削影响曲线的两个临近的切削深度之间的数据用插入法近似处理。
前述的确定切削深度的方法的使用方法的S2中,切削影响曲线还能采用描点法做出。
前述的确定切削深度的方法的使用方法的S3中,最后一次切削后的剩余加工余量大于0。
前述的确定切削深度的方法的使用方法的S3中,最后一次切削后的剩余加工余量采用低应力加工方法去除。
前述的确定切削深度的方法的使用方法中,所述的低应力加工方法为磨削加工。
前述的确定切削深度的方法的使用方法中,所述的低应力加工方法为电蚀加工。
本发明的优点是:
1、采用本发明确定每次切削时的切削深度,使得切削加工不会影响到最终的零件本体,完全不会损伤零件表面完整性。
2、本发明能够确保零件表面处于可接受的应力水平,应力小,应力层浅,拆卸掉夹具后零件无变形。
3、本发明能够确保零件表面处于可接受的应力水平,应力小,应力层浅,在切削后进行热处理时,浅表层低应力极易释放,因为应力释放能量小所以零件变形极小。
4、本发明在保证零件质量的前提下,量化了切削加工效率的极限,对确保加工质量下的切削效率的提高具有重要意义。
5、本发明的放法能够轻易植入编程管理程序,进而可以实现切削余量(加工余量)的智能选择,实现逆向自动编程。
6、本发明即保证了机加零件的尺寸,也保证了机加零件的表面质量,更保证了机加零件的内在质量。
7、本发明是特殊过程控制理念与机加技术相融合的产物,与传统的机加参数评估方法具有本质的区别。
综上所述,本发明在保证工件表面完整性及低应力水平的情况下,实现加工效率最大化。
附图说明
图1、本发明的切削影响曲线;
图2、本发明的切削效率最大示意图;
图3、本发明的正常应用示意图;
图4、实施例2的切削影响曲线;
图5、实施例3的切削影响曲线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明,但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1。一种确定切削深度的方法,按下述步骤进行:
S1.对具有一定机械特性(即具有一定的硬度和强度)的切削材料进行切削检测,记录每次切削的切削深度A和对应的切削表面的应力层深度B;
S2.基于S1采集的切削深度A和应力层深度B,构建所述切削材料的、以加工过程为横轴X、加工余量为纵轴Y的切削影响曲线,参见图1;
S3.基于切削影响曲线和总加工余量C确定由所述切削材料构成的零件的切削次数,并确保每一次切削时切削深度A和应力层深度B之和小于或等于前一次切削后的剩余加工余量,参见图2和图3;
前述的切削影响曲线为:X=T/Y;
其中,横轴X表示加工过程;
纵轴Y表示加工余量,
T为常数,与总加工余量C单位相同,其作用是让切削过程在横轴X上以适当间距顺序排布,T越大,曲线上的点在X轴坐标上越靠右。
前述的S2中,切削影响曲线的两个临近的切削深度之间的数据用插入法近似处理。由于切削检测不可能进行无穷多组数据的检测,因此可以按照一定的切削深度差值做切削检测,两个临近的切削深度之间的数据用插入法近似处理。
前述的S2中,切削影响曲线还能采用描点法做出。
前述的S3中,最后一次切削后的剩余加工余量大于0。等于0时切削加工过程效率最高,但会一定程度影响成品加工质量;因此在具体实施中如果要使最终零件上的应力层深度B为零,则需要无穷多次的切削,所以在实际中,应指定一个可接受的应力层深度B,或留一定的余量,并且在最后的一到二次切削时形成,以得到低应力水平的应力层;切削加工后再选择磨削、电蚀或其它低应力加工方式去除余量,最终达到零件尺寸。
实施例2。以45钢为例,对本发明进行进一步阐述:
45号钢,硬度40-45HRC,进行多组切削试验,数据处理如表1所示;
表1
B | C=A+B | A | |
2.6 | 1.5 | 3.5 | 2 |
3.5 | 1.05 | 2.55 | 1.5 |
5.6 | 0.6 | 1.6 | 1 |
6.9 | 0.5 | 1.3 | 0.8 |
10.0 | 0.3 | 0.9 | 0.6 |
15.0 | 0.2 | 0.6 | 0.4 |
25.7 | 0.15 | 0.35 | 0.2 |
取T=3时,做出切削影响曲线如图4所示。然后按照“切削深度选择时确保切削深度A和应力层的深度B之和小于等于前一次切削后的剩余加工余量”的原则就可以确定切削深度。如总加工余量为3,那么可以A1=1.5,A2=0.8,A3=0.4,A4=0.2,最后的余量0.1采用磨削、电蚀或其它低应力加工方式去除,最终达到零件尺寸。
实施例3。以5A06号防锈铝为例,对本发明进行进一步阐述:
5A06号防锈铝,退火状态,进行多组切削试验,数据处理如表2所示;
表2
B | C=A+B | A | |
2.6 | 1.5 | 3.5 | 2 |
3.5 | 1.05 | 2.55 | 1.5 |
5.6 | 0.6 | 1.6 | 1 |
6.9 | 0.5 | 1.3 | 0.8 |
10.0 | 0.3 | 0.9 | 0.6 |
15.0 | 0.2 | 0.6 | 0.4 |
25.7 | 0.15 | 0.35 | 0.2 |
取T=9时,做出切削影响曲线如图5所示。然后按照“切削深度选择时确保切削深度A和应力层的深度B之和小于等于前一次切削后的剩余加工余量”的原则就可以确定切削深度。如总加工余量为4,那么可以A1=2,A2=1,A3=0.6,A4=0.2,A5=0.1,最后的余量0.1采用磨削、电蚀或其它低应力加工方式去除,最终达到零件尺寸。
Claims (8)
1.一种确定切削深度的方法,其特征在于,按下述步骤进行:
S1.对具有一定机械特性的切削材料进行切削检测,记录每次切削的切削深度A和对应的切削表面的应力层深度B;
S2.基于S1采集的切削深度A和应力层深度B,构建所述切削材料的、以加工过程为横轴X、加工余量为纵轴Y的切削影响曲线;
S3.基于切削影响曲线和总加工余量C确定由所述切削材料构成的零件的切削次数,并确保每一次切削时切削深度A和应力层深度B之和小于或等于前一次切削后的剩余加工余量。
2.根据权利要求1所述的确定切削深度的方法,其特征在于,S2中,所述的切削影响曲线为:X=T/Y;
其中,横轴X表示加工过程;
纵轴Y表示加工余量,
T为常数,与总加工余量C单位相同,其作用是让切削过程在横轴X上以适当间距顺序排布,T越大,曲线上的点在X轴坐标上越靠右。
3.根据权利要求1所述的确定切削深度的方法,其特征在于,S2中,切削影响曲线的两个临近的切削深度之间的数据用插入法近似处理。
4.根据权利要求1所述的确定切削深度的方法,其特征在于,S2中,切削影响曲线还能采用描点法做出。
5.根据权利要求1所述的确定切削深度的方法,其特征在于,S3中,最后一次切削后的剩余加工余量大于0。
6.根据权利要求5所述的确定切削深度的方法,其特征在于,S3中,最后一次切削后的剩余加工余量采用低应力加工方法去除。
7.根据权利要求5所述的确定切削深度的方法,其特征在于,所述的低应力加工方法为磨削加工。
8.根据权利要求5所述的确定切削深度的方法,其特征在于,所述的低应力加工方法为电蚀加工。
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