数控加工机床内冷刀具热传分析与结构优化

由于切削温度会直接影响工件表面的加工质量以及刀具的使用寿命,为提高切削的加工精度和延长刀具的使用寿命,采用正交试验的方法设计一种数控加工机床内冷刀具的传热性能试验方案。使用ANSYS热-流-固耦合进行数值模拟,分析内冷刀具刀片结构参数和工况参数对切削温度的影响;通过分析传热性能,对刀片结构参数进行优化。结果表明:在试验参数范围内,刀片出液孔径、支液孔径和散热元件个数对刀具切削温度均有影响,刀具切削温度会随着支液孔径和散热元件个数的增大呈迅速下降趋势;在其他边界条件均不变的情况下,优化后的刀具切削温度可降低至177.87℃,大幅延长了刀具的使用寿命并提高了加工精度。

基于ANSYS的内冷刀具流热固耦合分析(上)

针对设计的21种内冷刀具结构,使用ANSYS软件进行流热固耦合分析,根据刀具最大等效应力满足强度要求、刀具最高温度最低的原则,分析得出优选模型;并对此采用不同的冷却参数进行冷却性能分析。

开式热沉内冷刀具的设计及其导热性能分析

车削加工温度对工件的表面加工质量和刀具的使用寿命具有重要影响.设计了一种开式热沉内冷刀具,计算了在实际加工工艺参数下刀具受到的切削力和前刀面上的热流密度,分析了刀具的结构强度;建立了刀具热-流-固耦合温度场模型,探讨了热稳态条件下刀具的温度场分布,以及刀片冷却液流道内热沉数量对刀具导热性能的影响规律,比较了在相同热源条件下开式热沉内冷刀具与其他内冷刀具的导热性能.结果表明:对于刀片材料为硬质合金YT5的刀具,在热流密度为10 W/mm^2的条件下,内置6个热沉的设计方案可获得最佳冷却效果,刀具的最高切削温度控制为187.1℃;与其他内冷刀具相比,开式热沉内冷刀具的最高切削温度降低了12.1℃.

五轴机床的刀具内冷与主轴冷却循环切换系统

该文对五轴机床的刀具内冷与主轴冷却循环切换系统进行了研究,其特征在于冷却水箱采用一个共用泵组进行冷却功能的切换,优点是减少了控制管路、阀组,使系统运行更稳定,减少了故障点的数量,降低了后期维修维护成本。通过对水冷控制的PLC程序进行编程,实现了电磁阀组的逻辑控制,实现了刀具内冷与主轴冷却循环的自动切换,当内冷泵与一组电磁切换阀同时启动时,实现刀具内冷;当只单独启动内冷泵并且电磁切换阀关闭时,实现主轴头的内部冷却循环,由此实现了刀具内冷与主轴冷却的自动切换功能。

高速加工刀具最小量润滑控制策略与PLC实现

针对高速切削刀具润滑和冷却需求,结合飞机铝合金大型壁板高速加工工艺特点,基于最小量润滑单元和控制策略优化,实现机床不同流量等级的润滑控制方式保障最佳切削效果,提高了高速加工最小量润滑系统功能稳定性和可靠性,同时对最小量润滑系统维护具有一定的实践指导意义。