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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(43)申请公布日(21)申请号201910079672.9(22)申请日2019.01.28(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人曹华军 邱德贵 柴迎庆 (74)专利代理机构重庆缙云专利代理事务所(特殊普通合伙)50237代理人王翔(51)Int.Cl.B23B1/00(2006.01)(54)发明名称一种立式数控车床变进给车削断屑方法(57)摘要本发明的目的是提供一种立式数控车床变进给车削断屑方法，采用数控机床对待加工工件进行切削加工时，设定主轴转速为恒定的s，背吃刀量为恒定的fp，进给量为呈周期性循环变化的f。本发明无需增加特殊装置即可克服上述问题。通过控制进给量循环变化中参数来控制铁屑断屑及控制断裂长度，达到良好断屑效果，具有成本低、高效、操作方便、应用广泛的特点。权利要求书1页说明书5页附图5页CN109604635A2019.04.12CN109604635A1.一种立式数控车床变进给车削断屑方法，其特征在于:采用数控机床对待加工工件进行切削加工时，设定所述主轴转速为恒定的s，背吃刀量为恒定的fp，进给量为呈周期性循环变化的f。2.根据权利要求1所述的一种立式数控车床变进给车削断屑方法，其特征在于：进给量变化周期为T；最小进给量为fmin；最小进给量保持时间3.根据权利要求1或2所述的一种立式数控车床变进给车削断屑方法，其特征在于：数控加工中，恒线速度加工时，设线速度为Vf，进给量周期其中，L为铁削断屑长度，D为工件直径。4.根据权利要求2或3所述的一种立式数控车床变进给车削断屑方法，其特征在于：数控加工中，恒转速加工时，Vf线性变化可用平均线速度表示进给量周期其中，L为铁削断屑长度，D为工件直径。5.根据权利要2或3所述的一种立式数控车床变进给车削断屑方法，其特征在于：最大进给量为fmax；最大进给量保持时间t1＝T-t2。6.根据权利要3或4所述的一种立式数控车床变进给车削断屑方法，其特征在于：在数值区间中，选定进给量变化周期为T、断削长度L、进给量最小保持时间t2；在数控代码中设定上述参数进行试切；若断屑效果符合要求，则按照设定的参数正式车削；否则改变参数重新试切。权 利 要 求 书1/1页2CN109604635A2一种立式数控车床变进给车削断屑方法技术领域[0001]本发明涉及数控加工技术领域。背景技术[0002]当前水轮机、水轮发电机行业中数控车削加工大型盘状及圆柱状回转体，诸如转轮上冠、转轮下环、底环、轴承支架、镜板等。其材质主要为不锈钢，优质碳素钢、合金钢等。加工设备为大型数控立式车床。车削加工过程中，粗车工序主要考虑加工效率，进给量较大，其特征是屑厚，铁屑通过卷曲进而自动断屑。半精车及精车加工工序，要考量尺寸精度和表面质量，进给量较小，铁屑厚度小，卷曲中不易断裂，故易形成很长的连续铁屑。这些铁屑逐渐汇集将会与刀具、工件、刀架缠绕在一起，使加工环境恶化，造成刀具磨损，甚至崩刃、划伤加工面。对大量的铁削缠绕，工人必须在线甚至停机用铁钩去移走或钩断铁削。同时，铁屑像刀片一样锋利，操作者稍有不当就会被割伤。目前行业处理断屑问题方法有：改变切削参数，采用新工艺，使用断屑装置或断屑槽刀具等。这些方法或装置均存在如下问题：[0003]1.不同材料最佳断屑参数不一样，现有的断屑参数只是根据经验参考，针对性不强。[0004]2.采用振动来断屑对机床的抗震要求高、车刀架附件结构复杂，可靠性不高。[0005]3.采用含断屑槽刀具，会降低刀片的强度和刚度，导致刀片的寿命减少，生产成本高，且效果不佳。[0006]现有技术无法克服上述问题。发明内容[0007]本发明的目的是提供一种立式数控车床变进给车削断屑方法，其特征在于:采用数控机床对待加工工件进行切削加工时，设定主轴转速为恒定的s，背吃刀量为恒定的fp，进给量为呈周期性循环变化的f。[0008]值得说明的是，本发明采用的立式车削加工示意图如图1所示，剖面线部分为切削部分，主轴转速s，进给量为f,背吃刀量fp。常规加工中s、f、fp均不变，车削产生的铁屑宽度B及厚度h均不会变化。本发明在数控加工程序中加入进给量循环变化程序，铁屑厚度就会周期性的变化，在厚度变化处就会产生应力集中，铁屑在应力集中及铁屑间的相互挤压等综合因素下达到屈服极限而断裂。为实现本发明的技术方案，可在原有数控程序代码中调用进给量变化子程序，进给量f变化规律如图2所示，进给量f循环变化程序设置流程图为图3所示。进给量f的最大值及最小值可根据加工材质及刀片切削参数表选取。铁削断屑长度Dmax为工件图纸设计最大直径。[0009]进一步，进给量变化周期为T；最小进给量为fmin；最小进给量保持时间说 明 书1/5页3CN109604635A3[0010]进一步，数控加工中，恒线速度加工时，设线速度为Vf，进给量周期其中，L为铁削断屑长度Dmax为工件图纸设计最大直径。[0011]进一步，数控加工中，恒转速加工时，Vf线性变化可用平均线速度表示进给量周期其中，L为铁削断屑长度，Dmax为工件图纸设计最大直径。[0012]进一步，最大进给量为fmax；最大进给量保持时间t2＝T-t1。[0013]进一步，在数值区间中，选定进给量变化周期为T、断削长度L、进给量最小保持时间t2；在数控代码中设定上述参数进行试切；若断屑效果符合要求，则按照设定的参数正式车削；记录该材质及尺寸下的工件断削相关参数，以便后期做参照；否则改变参数重新试切。[0014]本发明无需增加特殊装置即可克服上述问题。通过控制进给量循环变化中参数来控制铁屑断屑及控制断裂长度，达到良好断屑效果，具有成本低、高效、操作方便、应用广泛的特点。附图说明[0015]图1为立式数控车床车削示意图；[0016]图2为数控车削进给量循环变化示意图；[0017]图3为进给量f循环变化程序设置流程图；[0018]图4为本发明进给量循环变化车削流程图；[0019]图5为实施例1磁轭上压板工件尺寸示意图；[0020]图6为实施例2推力头工件尺寸示意图。具体实施方式[0021]下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。[0022]实施例1：说 明 书2/5页4CN109604635A4[0023][0024]S1:根据工件尺寸确定一下参数范围：[0025]断屑长度：[0026]平均线速度表示为：[0027][0028]进给量变化周期[0029]最小进给量为[0030]最小进给量保持时间[0031]最大进给量为fmax＝1mm/r；[0032]最大进给量保持时间t1＝T-t2。[0033]S2：在S1中的数值范围中选定进给量变化周期T、最小进给量为fmin、最大进给量为fmax、最小进给量保持时间t2和最大进给量保持时间t1，编辑数控代码；[0034]S3：开始试切；[0035]S4：若试切中产生的断屑尺寸满足则采用S2的参数和代码进行批量加工；若试切中产生的断屑尺寸不满足则返回S2，重新确定加工参数和数控代码后试切。[0036]S5：记录该材质及尺寸下的工件断削相关参数，以便后期做参照。本实施例中，[0037]进给量变化周期[0038]最小进给量为fmin＝0.225mm/r；[0039]最小进给量保持时间t2＝0.02s[0040]最大进给量为fmax＝1mm/r；[0041]最大进给量保持时间t1＝0.18s[0042]采用上述参数，断屑尺寸长度范围在L＝(360～460)mm之间。说 明 书3/5页5CN109604635A5[0043]实施例2：[0044][0045]S1:根据工件尺寸确定一下参数范围：[0046]断屑长度：[0047]平均线速度表示为：[0048][0049]进给量变化周期[0050]最小进给量为[0051]最小进给量保持时间[0052]最大进给量为fmax＝0.65mm/r；[0053]最大进给量保持时间t1＝T-t2。[0054]S2：在S1中的数值范围中选定进给量变化周期T、最小进给量为fmin、最大进给量为fmax、最小进给量保持时间t2和最大进给量保持时间t1，编辑数控代码；[0055]S3：开始试切；[0056]S4：若试切中产生的断屑尺寸满足则采用S2的参数和代码进行批量加工；若试切中产生的断屑尺寸不满足则返回S2，重新确定加工参数和数控代码后试切。[0057]S5：记录该材质及尺寸下的工件断削相关参数，以便后期做参照。本实施例中，[0058]进给量变化周期[0059]最小进给量为fmin＝0.1mm/r；[0060]最小进给量保持时间t2＝0.015s[0061]最大进给量为fmax＝1mm/r；[0062]最大进给量保持时间t1＝0.115s说 明 书4/5页6CN109604635A6[0063]采用上述参数，断屑尺寸长度范围在L＝(100～140)mm之间。说 明 书5/5页7CN109604635A7图1图2说 明 书 附 图1/5页8CN109604635A8图3说 明 书 附 图2/5页9CN109604635A9图4说 明 书 附 图3/5页10CN109604635A10图5说 明 书 附 图4/5页11CN109604635A11图6说 明 书 附 图5/5页12CN109604635A12