[发明专利]一种新型获取钻削切屑根部的工件

说明书

技术领域

本发明涉及机械工程中的切削加工技术，属于金属切削变形研究技术领域。

背景技术

目前，用于研究金属切削过程中的如切削力、切削热、刀具磨损以及加工表面质量等，都是以切屑形成过程为基础，而切屑根部保留了切削层材料流经第一变形区时切屑的变形及集中剪切带启动和扩展时的特征，再通过后续工作做成金相试样，通过对金相试样来测量切削变形和塑形变形区的几何变形，因此获得较好的切屑根部就是有着十分重要的意义，常用取得切削根部的方法为快速落刀法，而快速落刀法一般依靠快速落刀装置如爆炸式、枪击式、弹簧式，通过切削过程中突然给刀具以极高的加速度使之速度快速和工件速度达到一致，保留“切屑根部”，这种方法的优点是切屑根部获得过程稳定且易于控制，但因其前期准备过程繁琐而且受限条件较多，成本较高，而且受落刀体质量的影响，刀具的加速度也只能达到有限的范围。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是常用取得切削根部的方法为快速落刀法，而快速落刀法一般依靠快速落刀装置如爆炸式、手动式、弹簧式通过切削过程中突然给试件以极高的加速度使之速度快速和刀具速度达到一致，保留“切屑根部”。但这种方法的前期准备过程繁琐，需要设计专门的夹具，成本较高！而且受试件质量的影响，试件的加速度也只能达到有限的范围。

为解决这一技术问题，本发明提供了一种用于获得切削根部的实验方法，将试件加工成如图1所示试件的一侧或两侧多边槽，孔直径的大小随所选用钻头横刃长度的大小而定，槽长要大于所选钻头直径长度，槽宽度可以根据试件大小设定，并将该试件进行分层处理。

与现有的试验方法相比，本方法的创新点是：此方法试验不需要使用辅助装置，前期准备工作简单；可一次装夹试件取得不少于一种切屑。

有益效果：通过改变刀具的切削参数（如进给速度和主轴转速）可以取得多种不同切削参数的切屑，大大提高多因素试验的效率；此方法可以重复使用试件多次加工试验，大大提高材料利用率。

实验目的：切屑根部保留了切削层材料流经第一变形区时切屑的变形及集中剪切带启动和扩展时的特征，后续工作将做成金相试样来测量切削变形和塑性变形区的几何变形。

附图说明

图 1 为本发明的试件结构示意图；

图 2 a 为本发明的钻头与试件加工位置关系主视示意图；

图 2 b 为本发明的钻头与试件加工位置关系俯视示意图；

图 3 为本发明的钻头运动到临界点获得切屑时的示意图 ;

图 4 为本发明获得的钻削切屑根部示意图。

图中：1多边槽、2片形槽、3试件本体、4 钻头。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做具体描述。

图 1 所示为本发明的试件的结构示意图。

本发明包括试件本体 3，在试件本体3 的一个侧面或两个侧面上加工出圆孔及其周围的梯形槽，并且对该试件进行切层处理,该梯形槽的窄边与中心圆内接，中心圆孔直径大于实验所选钻头横刃长度；所述梯形槽的长边必须处于实验选钻头的直径以外；片形槽2每层的厚度在1mm-2mm之间根据试件材料强度和韧性而定。

所述多边槽 1 的截面形状是由圆形和梯形组成。

所述多边槽 1 的圆形孔是经钻孔或者线切割方法加工成形，梯形槽是经线切割方法加工成形。

图 2 a 所示为本发明的钻头与试件加工位置关系主视示意图。

图 2 b 所示为本发明的钻头与试件加工位置关系俯视示意图。

图 3 所示为本发明的钻头主切削刃运动到临界点获得切屑时的示意图。钻头4 行进至多边槽 1 的临界点时即获得切屑根部。

本发明的实施原理及方法：

实验用试件前处理：将试件本体3 通过钻孔及线切割或者线切割加工出如图 1 所示的多边槽1，多边槽 1中梯形槽的斜边倾斜一定角度，该角度由试验参数及试件材料所决定，一般以 30°-60°为宜。

钻削过程：如图 2 所示，钻削时，钻头4在设有多边槽1的圆孔正上方起始。

当钻头运动到如图 3 位置时，此时试件会不能承受这个切削力而瞬间断裂，随钻头转动方向蹦出，同时加速度增加使得速度与钻头某一时刻保持一致，即可获得带有根部的切屑。

图 4 所述为本发明获得的钻削切屑根部示意图。

所获得的切屑根部保留了切削层材料流经第一变形区时切屑的变形及集中剪切带启动和扩展时的特征，后续工作将做成金相试样来测量切削变形和塑性变形区的几何变形。