1.一种基于绕流阻力的切削液流量确定方法,用于确定小型腔铣削加工中切削液流量,保证切屑排出;其特征在于,小型腔为等横截面积型腔,小型腔四周和底部封闭,顶部开口;切削液为油基切削液;将铣削中的切削液排屑过程等效为管内流动液体对管内物体产生绕流阻力;铣削加工时,切削液灌满整个小型腔,并自小型腔底部向小型腔开口方向流动,利用切削液对切屑产生的绕流阻力将切屑带出小型腔;根据切屑被切削液带出时,切屑重力与切屑所受绕流阻力的大小关系,确定切削液的流量;
当切屑能被切削液带出时,切屑重力与切屑所受绕流阻力的大小关系为:F绕≥mg,其中m为切屑质量,g为重力加速度,F绕为切屑所受绕流阻力;切屑所受绕流阻力由小型腔中流动2
的切削液产生,切屑所受绕流阻力方程为:F绕=CDρsv/2,其中CD为绕流阻力系数,ρ为切削液的密度,s为切屑迎流面积,v为切削液在小型腔内的流速;切削液在小型腔内的流量方程为:Q=vB,其中Q为切削液在小型腔内的流量,v为切削液在小型腔内的流速,B为小型腔横截面面积;根据切屑能被切削液带出时切屑重力与切屑所受绕流阻力大小关系、切屑所受绕流阻力方程、切削液在小型腔内的流量方程,得当切屑能被切削液带出时,小型腔切削液流
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速v需满足不等式:v≥(2mg/CDρs) ;小型腔切削液流量需满足不等式:Q≥B(2mg/CDρs) 。
2.根据权利要求1所述的基于绕流阻力的切削液流量确定方法,其特征在于,绕流阻力系数CD确定方法如下,结合切屑能被切削液带出时,小型腔切削液流速v需满足的不等式:v
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≥(2mg/CDρs) 及雷诺数计算公式得切屑能被切削液带出时的雷诺数‑绕流阻力系数不等方程;具体地,雷诺数计算公式为:Re=ρvL/μ其中Re为雷诺数,L为切屑的特征长度,μ为切削液的动力粘度系数,v为小型腔切削液流速;所得切屑能被切削液带出时的雷诺数‑绕流阻‑2 2 2
力系数不等方程为:CD≥ARe ,其中A为比例系数,A=2mgρL/μs;以实验雷诺数‑绕流阻力系‑2
数关系作为约束,求解切屑能被切削液带出时的雷诺数‑绕流阻力系数不等方程CD≥ARe ,得带走切屑所需的绕流阻力系数CD的取值范围。
3.根据权利要求2所述的基于绕流阻力的切削液流量确定方法,其特征在于,将所得的带走切屑所需的绕流阻力系数CD的取值范围代入切屑能被切削液带出时,小型腔切削液流
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量需满足不等式:Q≥B(2mg/CDρs) 中,得切屑能被切削液带出时,小型腔切削液流量Q范围。
4.根据权利要求2所述的基于绕流阻力的切削液流量确定方法,其特征在于,以实验雷‑2
诺数‑绕流阻力系数关系作为约束,求解雷诺数‑绕流阻力系数不等方程CD≥ARe 的过程‑2
为:作雷诺数‑绕流阻力系数不等方程CD≥ARe 线图,与实验雷诺数‑绕流阻力系数关系曲线相交,所得绕流阻力系数CD的相交范围即为带走切屑所需绕流阻力系数CD的取值范围。
5.根据权利要求1所述的基于绕流阻力的切削液流量确定方法,其特征在于,小型腔横截面为矩形。
6.根据权利要求1所述的基于绕流阻力的切削液流量确定方法,其特征在于,小型腔横截面面积不大于0.02平方米。
7.根据权利要求1所述的基于绕流阻力的切削液流量确定方法,其特征在于,切削液流
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量选为B(2mg/CDρs) 。
8.根据权利要求2所述的基于绕流阻力的切削液流量确定方法,其特征在于,实验雷诺数‑绕流阻力系数关系由实验测出。