[发明专利]一种仿生波动迹分离界面增润减粘式低损伤断续切削方法

权利要求书

1.一种仿生波动迹分离界面增润减粘式低损伤断续切削方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将切削刀具安装在相应的机床上，切削刀具在机床上能够产生法向振动或有法向分量的振动；

S2、根据波动分离加工条件和润滑液膜或气膜的保持条件，设置切削参数和振动参数，并向机床的数控系统中输入切削参数和振动参数，输入的切削参数和振动参数用于实现加工过程中切削刀具和工件表面的周期性波动分离，以及用于实现切削过程中润滑介质始终保持在切削界面内；

S3、启动机床，进行波动式表面低损伤断续切削加工过程；

S2中，所述切削参数包括切削过程中的切深、刀具进给量和切削速度，所述振动参数包括振动频率、振动幅度和振动相位；

所述波动分离加工条件，包括满足以下公式：

其中，f为相邻两转刀具切削轨迹中心线的偏移量，其是一个和刀具进给量、切深和切削速度相关的量，具体取值取决于切削加工工艺方式和刀具振动方式；φ为相邻两转刀具加工轨迹的相位差，其是一个和刀具振动频率、主轴转速相关的量，取值取决于切削加工工艺方式和刀具振动方式；A为刀具振幅，10μm≤A≤15μm；

所述润滑液膜或气膜的保持条件，包括满足以下公式：

其中，V为切削速度；F为振动频率；Dc为占空比，其表示一个振动波长内材料切削长度所占的比值，其值不大于1；L₀表示增润临界切削长度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1中，所述切削刀具包括能进行各类切削加工工艺的车刀、铣刀、磨头、钻头、铰刀和锪钻中的一种；所述机床包括能进行各类切削加工工艺的车床、铣床、钻床、磨床和加工中心中的一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1中，切削刀具外接有超声波发生器，超声波发生器启动之后驱动切削刀具在机床上产生法向振动或有法向分量的振动。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1中，所述法向振动或有法向分量的振动包括：切削刀具上的切削刃上一点做与切削速度方向垂直的振动。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S2中，设置切削参数和振动参数，满足波动分离加工条件的同时，f不大于0.01mm/r，φ为180°。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S2之后，S3之前，还包括：

S21、根据表面低损伤波动增润切削条件，设置刀具几何尺寸参数，刀具几何尺寸参数用于实现切削界面粘结导致的畸变形貌小和表层塑性变形层薄。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述刀具几何尺寸参数包括切削刀具的刀尖钝圆半径r_n和后刀面磨损带宽度VB；

所述表面低损伤波动增润切削条件，包括：刀尖钝圆半径r_n小于预设r_n，后刀面磨损带宽度VB小于预设VB；

所述预设r_n为畸变形貌表面损伤度R_t达到低损伤临界标准时对应的r_n，所述预设VB为畸变形貌表面损伤度R_t达到低损伤临界标准时对应的VB；或者，所述预设r_n为塑变深度h_y达到低损伤临界标准时对应的r_n，所述预设VB为塑变深度h_y达到低损伤临界标准时对应的VB。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S2之后，S3之前，还包括：

S22、设置冷却润滑参数，并向机床的数控系统中输入冷却润滑参数，输入的冷却润滑参数用于实现冷却润滑介质能充分进入切削加工界面；

所述冷却润滑参数包括冷却润滑介质的初始压力、流量、距离切削加工界面的直线距离、喷射直径和冷却润滑介质种类。