[发明专利]一种电磁力辅助的切削装置、切削机床及方法

说明书

本发明涉及一种电磁力辅助的切削装置、切削机床及方法，包括能够做同步运动的切削刀具及电磁线圈，电磁线圈与直流电源连接，电磁线圈被配置为通入电流后，能够产生作用于切屑且使得切屑远离切削刀具的磁场力，采用本发明的切削装置能够有效延长切削刀具的使用寿命。

技术领域

本发明涉及机械切削加工设备技术领域，具体涉及一种电磁力辅助的切削装置、切削机床及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

随着环境污染加剧，绿色制造已成为当前研究的热点，干切削能够有效避免切削液的使用，但干切削过程中存在刀具磨损严重、寿命低等缺点。切屑与刀具表面的接触、摩擦导致刀具磨损是刀具失效的主要形式之一。

目前，解决刀具磨损问题的方法主要有刀具涂层、微织构刀具和自润滑刀具等。刀具涂层又分为硬涂层和软涂层两大类，其中硬涂层的目的是提高刀具的耐磨性，而软涂层是提高刀具的减摩性，两者都能达到保护刀具基体，减轻刀具磨损的效果，但是发明人发现，随着切削时间的增加，刀具表面涂层逐渐被磨损殆尽，涂层刀具寿命还需进一步提高。微织构刀具是指在刀具表面加工出凹槽、凹坑和凸包等不同形状的微小阵列结构，减小刀屑间的接触面积，从而降低切削力，但切屑与刀具表面之间仍存在剧烈的摩擦，刀具表面磨损较为严重。自润滑刀具是指刀具材料具有润滑、减磨的效果，使刀具在切削过程中具有较低的摩擦系数，从而减轻刀具的磨损，但也存在切屑与刀具表面接触、摩擦的问题，在长时间的切削过程中刀具表面也会产生较为严重的磨损。

综上，切屑与刀具表面之间的剧烈摩擦一直是切削过程中难以解决的问题，现有的方法虽能够短时间内改善切屑与刀具表面的摩擦状态，减少两者的接触面积，但是切屑与刀具之间的长时间摩擦都会导致刀具表面的磨损，最终造成刀具失效。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种电磁力辅助的切削装置，能够减少切屑与刀具表面的接触，从而降低切削力和切削温度，达到减轻刀具磨损、延长刀具寿命的作用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明的实施例提供了一种电磁力辅助的切削装置，包括能够做同步运动的切削刀具及电磁线圈，电磁线圈与直流电源连接，电磁线圈被配置为通入电流后，能够产生作用于切屑且使得切屑远离切削刀具的磁场力。

结合第一方面，本发明的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，所述切削刀具与刀架连接，刀架与线圈支架固定连接，电磁线圈缠绕在线圈支架。

结合第一方面，本发明的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，所述线圈支架包括架体，所述架体固定有轴线垂直于切屑刀具轴线的缠绕柱，电磁线圈缠绕在缠绕柱上。

结合第一方面，本发明的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，所述电磁线圈通过电流控制器与直流电源连接，电流控制器与控制系统连接。

结合第一方面，本发明的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，所述电磁线圈所在圆周的直径为15mm-17mm。

结合第一方面，本发明的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，所述电磁线圈的匝数为280-320。

结合第一方面，本发明的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，所述切削刀具与电磁线圈的距离被配置为能够使得电磁线圈与切削刀具加工产生的切屑之间的气隙为3.5mm-4.5mm。

第二方面，本发明的实施例提供了一种切削机床，安装有第一方面所述的电磁力辅助的切削装置，所述切削刀具与切削机床的刀具进给机构连接。