[發明專利]一種電磁力輔助的切削裝置、切削機床及方法

在審

• 申請號: 202011090048.8
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112247653A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 魯洋;鄧建新;王冉
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B23Q11/00
• 分類號: B23Q11/00;B23P25/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 陳曉敏

本發明涉及一種電磁力輔助的切削裝置、切削機床及方法，包括能夠做同步運動的切削刀具及電磁線圈，電磁線圈與直流電源連接，電磁線圈被配置為通入電流后，能夠產生作用于切屑且使得切屑遠離切削刀具的磁場力，采用本發明的切削裝置能夠有效延長切削刀具的使用壽命。

技術領域

本發明涉及機械切削加工設備技術領域，具體涉及一種電磁力輔助的切削裝置、切削機床及方法。

背景技術

這里的陳述僅提供與本發明相關的背景技術，而不必然地構成現有技術。

隨著環境污染加劇，綠色制造已成為當前研究的熱點，干切削能夠有效避免切削液的使用，但干切削過程中存在刀具磨損嚴重、壽命低等缺點。切屑與刀具表面的接觸、摩擦導致刀具磨損是刀具失效的主要形式之一。

目前，解決刀具磨損問題的方法主要有刀具涂層、微織構刀具和自潤滑刀具等。刀具涂層又分為硬涂層和軟涂層兩大類，其中硬涂層的目的是提高刀具的耐磨性，而軟涂層是提高刀具的減摩性，兩者都能達到保護刀具基體，減輕刀具磨損的效果，但是發明人發現，隨著切削時間的增加，刀具表面涂層逐漸被磨損殆盡，涂層刀具壽命還需進一步提高。微織構刀具是指在刀具表面加工出凹槽、凹坑和凸包等不同形狀的微小陣列結構，減小刀屑間的接觸面積，從而降低切削力，但切屑與刀具表面之間仍存在劇烈的摩擦，刀具表面磨損較為嚴重。自潤滑刀具是指刀具材料具有潤滑、減磨的效果，使刀具在切削過程中具有較低的摩擦系數，從而減輕刀具的磨損，但也存在切屑與刀具表面接觸、摩擦的問題，在長時間的切削過程中刀具表面也會產生較為嚴重的磨損。

綜上，切屑與刀具表面之間的劇烈摩擦一直是切削過程中難以解決的問題，現有的方法雖能夠短時間內改善切屑與刀具表面的摩擦狀態，減少兩者的接觸面積，但是切屑與刀具之間的長時間摩擦都會導致刀具表面的磨損，最終造成刀具失效。

發明內容

本發明的目的是為克服現有技術的不足，提供一種電磁力輔助的切削裝置，能夠減少切屑與刀具表面的接觸，從而降低切削力和切削溫度，達到減輕刀具磨損、延長刀具壽命的作用。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

第一方面，本發明的實施例提供了一種電磁力輔助的切削裝置，包括能夠做同步運動的切削刀具及電磁線圈，電磁線圈與直流電源連接，電磁線圈被配置為通入電流后，能夠產生作用于切屑且使得切屑遠離切削刀具的磁場力。

結合第一方面，本發明的實施例提供了第一方面的一種可能實施方式，所述切削刀具與刀架連接，刀架與線圈支架固定連接，電磁線圈纏繞在線圈支架。

結合第一方面，本發明的實施例提供了第一方面的一種可能實施方式，所述線圈支架包括架體，所述架體固定有軸線垂直于切屑刀具軸線的纏繞柱，電磁線圈纏繞在纏繞柱上。

結合第一方面，本發明的實施例提供了第一方面的一種可能實施方式，所述電磁線圈通過電流控制器與直流電源連接，電流控制器與控制系統連接。

結合第一方面，本發明的實施例提供了第一方面的一種可能實施方式，所述電磁線圈所在圓周的直徑為15mm-17mm。

結合第一方面，本發明的實施例提供了第一方面的一種可能實施方式，所述電磁線圈的匝數為280-320。

結合第一方面，本發明的實施例提供了第一方面的一種可能實施方式，所述切削刀具與電磁線圈的距離被配置為能夠使得電磁線圈與切削刀具加工產生的切屑之間的氣隙為3.5mm-4.5mm。

第二方面，本發明的實施例提供了一種切削機床，安裝有第一方面所述的電磁力輔助的切削裝置，所述切削刀具與切削機床的刀具進給機構連接。