變速器殼體機(jī)床鉆孔夾具及機(jī)床鉆孔多軸箱設(shè)計(jì)（全套含CAD圖紙）,變速器,殼體,機(jī)床,鉆孔,夾具,軸箱,設(shè)計(jì),全套,cad,圖紙 一種新的數(shù)控車床加工機(jī)制 丹尼爾方x。*新澤西李 機(jī)械工程學(xué)系、愛荷華州立大學(xué),艾姆斯說(shuō),是50011年,美國(guó)于2月2日收到,在2000年6月16日收到修改形式;在2000年7月 10日接受。 文摘 詳細(xì)介紹了開發(fā)的一種新型數(shù)控車床加工機(jī)制與網(wǎng)上切削刃的角度可調(diào)的傾向,這是其中的一個(gè)主要工具在幾何參數(shù)的加工操作。該機(jī)制的基礎(chǔ)上,結(jié)合三個(gè)連接(1)調(diào)節(jié)角度工具傾向自動(dòng)化、連續(xù)化,(2)三個(gè)彎槽工作同時(shí)補(bǔ)償提示偏差準(zhǔn)確和(3)一個(gè)輸入連接直線步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下,轉(zhuǎn)換在線性中風(fēng)工具的角度的旋轉(zhuǎn)。原型開發(fā)機(jī)制提供了一個(gè)新的工具未來(lái)的開放architecture-based CNC設(shè)備。?2000農(nóng)業(yè)科技有限公司版權(quán)所有。 關(guān)鍵詞:工具傾斜角度,刀具幾何、CNC加工 1．介紹 刀具幾何參數(shù)在決定整個(gè)加工,包括切削力、刀具磨損、表面光潔度、芯片和芯片斷裂形成中起著重要作用[1,2]。優(yōu)化刀具幾何的重要性已經(jīng)突出來(lái)的巨大的經(jīng)濟(jì)意義在機(jī)械加工中刀具耐用度最大化[3]。在過(guò)去的幾十年中,很多研究已經(jīng)取得了重要的研究工具幾何效應(yīng),包括工具傾向的角度出發(fā),對(duì)加工性能。眾所周知,傾斜角度的工具是確定芯片流向加工的重要因素[4]而且已被應(yīng)用于各種數(shù)學(xué)模型對(duì)芯片流[5,6]。在完成車削過(guò)程中, 一個(gè)工具傾向的角度的得出能有效引導(dǎo)芯片流移動(dòng)方向來(lái)減少這些風(fēng)險(xiǎn)對(duì)芯片糾纏[7,8]和保護(hù)加工表面,從而在自動(dòng)化加工系統(tǒng)中達(dá)到有效的芯片控制。由于其切削力顯著影響，傾斜角度的工具也被包括在一些研究者的切削加工性能的數(shù)學(xué)模型研究[9,10]。 數(shù)控機(jī)床的核心是CIM。最近世界各地的研發(fā)實(shí)力和發(fā)展新一代數(shù)控機(jī)器配有開放體系結(jié)構(gòu)的允許模塊化集成控制系統(tǒng)的傳感器、過(guò)程監(jiān)控和控制單元和數(shù)控機(jī)床上,不僅加工刀具路徑,而且過(guò)程性能可以在實(shí)時(shí)CNC加工操作系統(tǒng)(11) 中進(jìn)行編程控制。然而,沒(méi)有成功的工作已經(jīng)報(bào)道了發(fā)展的在線工具模具幾何控制機(jī)制,可以用于CNC設(shè)備。在該領(lǐng)域還只有兩個(gè)有關(guān)報(bào)告是基于最近的文獻(xiàn)的。 第一個(gè),公布于1990年的Kolder誤碼率[14],是一個(gè)允許用戶通過(guò)不斷的變革的工具角度來(lái)建立幾何參數(shù)優(yōu)化工具的普遍機(jī)械刀具。然而, 由于下列兩個(gè)主要的限制,他們開發(fā)的原型并不適用于實(shí)時(shí)控制的要求或數(shù)控加工業(yè)務(wù)： 1．對(duì)于設(shè)置工具機(jī)制角度是基于離線手工操作。 2．結(jié)果提示偏差必須要用try-and-see的手動(dòng)調(diào)整方法。 第二個(gè)，方和Najmossadat[15]在1996年出版，具有自動(dòng)控制工具傾角的能力，然而，他們的原型也有有限的應(yīng)用，主要是由于以下兩個(gè)原因： 1．刀具角度變化的機(jī)制是基于三個(gè)線性斜坡約補(bǔ)償沙爹工具提示的偏差，從而導(dǎo)致工具傾角的變化范圍有限（只有±5°）和有限的工具提示偏差補(bǔ)償精度。 2．夾緊機(jī)制僅限于手動(dòng)式車床。顯然，沒(méi)有多大意義手動(dòng)機(jī)有功能上線的可調(diào)刀具幾何。 因此，需要確定以前的工作[15]通過(guò)引入新機(jī)制，更好的工具提示補(bǔ)償精度提高，范圍更廣的角度調(diào)整，適用于數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)。一個(gè)三通和三彎槽相結(jié)合的機(jī)制已在這項(xiàng)工作中，克服了上述兩個(gè)限制。三個(gè)弧形槽，它在本質(zhì)上是非線性，已被證明是準(zhǔn)確自動(dòng)補(bǔ)償sating的工具傾角調(diào)節(jié)范圍廣的工具提示偏差。 2．新的數(shù)控加工機(jī)制的說(shuō)明 它一直被稱為刀具傾角在確定的加工性能起著重要的作用，因此這將是可取的，如果傾角可濃度控制在數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)加工系統(tǒng)的上線。 2.1．新的數(shù)控加工機(jī)制的基本結(jié)構(gòu) 工具提示為新的數(shù)控加工機(jī)制，始終保持在所需的點(diǎn)在溫泉即沒(méi)有任何偏離其工作點(diǎn)，而工具的傾角正在昌同時(shí)在加工過(guò)程中。 新工裝機(jī)制結(jié)構(gòu) 1，三通自動(dòng)連續(xù)調(diào)整工具傾角; 2，三個(gè)弧形槽，同時(shí)工作，以彌補(bǔ)工具提示偏差; 3，標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)的可轉(zhuǎn)位刀具刀片刀架; 4，步進(jìn)馬達(dá)與線性輸出; 5，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的刀柄或適配器，可以連接數(shù)控車床刀架。 整個(gè)工裝系統(tǒng)，包括步進(jìn)電機(jī)，適用于標(biāo)準(zhǔn)的刀柄 炮塔內(nèi)的數(shù)控車床。三通/三彎槽的機(jī)制原理是， 如圖1。 2.2．制定工具提示偏差，導(dǎo)致在傾角的變化 一個(gè)刀架是在3-D（斜）的加工工藝能夠改變傾角，它是必要的，到一個(gè)點(diǎn)，它的功能作為一個(gè)支點(diǎn)上刀架，刀架旋轉(zhuǎn)。工具提示不能被選為這一點(diǎn)，因?yàn)樗堑毒吆凸ぜg的接觸點(diǎn)。假設(shè)A點(diǎn)旋轉(zhuǎn)刀架，工具提示將與工件的接觸點(diǎn)的兩種類型的偏差，高度差h和徑向偏差R為如圖。2。方程的偏差可以被稱為[15]，這是以前的工作，就是， 高度偏差 徑向偏差 其中w是刀架的高度，L-1刀架上的提示和支點(diǎn)之間??的距離，是一個(gè)W和L-1的功能，q是角度旋轉(zhuǎn)，這是同等規(guī)模所需的傾向角。 應(yīng)當(dāng)指出的是，工具提示偏差是工件軸對(duì)稱。這意味著，例如，徑向偏差時(shí)的角度為+ Q會(huì)時(shí)，它是2Q不同。因此，H +和R+是用來(lái)指工具提示偏差時(shí)是積極的，H 2和R 2負(fù)角的角度q。 據(jù)圖2，偏差方程可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化為制定和計(jì)算的方便。高度偏差： 2.3．三彎斜坡的機(jī)理及設(shè)計(jì) 三個(gè)弧形槽，同時(shí)工作的機(jī)制，可以在圖所示。 3。刀架旋轉(zhuǎn)時(shí)，為了彌補(bǔ)工具提示偏差，A點(diǎn)算機(jī)同時(shí)移動(dòng)。這可以通過(guò)設(shè)置點(diǎn)到沿著固定槽和彎曲移動(dòng)（曲線3）。一個(gè)洞，在A點(diǎn)，軸通過(guò)插入孔和弧形槽（曲線3）。因此，如果沿曲線3軸移動(dòng)，指向刀架在同一移動(dòng)相應(yīng)地沿曲線3的距離。刀架之間增加弧形槽2（曲線2），以移動(dòng)軸和曲線3，因此，點(diǎn)沿曲線3。當(dāng)曲線2旅行相對(duì)曲線3，線性軸將推動(dòng)沿曲線3。為了能夠改變工具的傾斜角度，刀架上B點(diǎn)必須沿著彎曲的槽（即曲線1）相對(duì)A點(diǎn)的兩條曲線1和2上設(shè)置一個(gè)移動(dòng)的輸入鏈接。它應(yīng)該指出，曲線1和2有一種內(nèi)在的關(guān)系，因?yàn)锽點(diǎn)的位置上曲線1依賴于任何所需的工具，傾角為2曲線上的點(diǎn)A的位置。曲線3的設(shè)計(jì)應(yīng)以這樣一種方式，它將使A點(diǎn)移動(dòng)到對(duì)面的方向，但在同樣的距離，工具提示偏差。因此當(dāng)工具傾角旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度q，A點(diǎn)應(yīng)在X方向移動(dòng)的距離必須是平等的工具提示相同角度的徑向偏差。同樣，距離點(diǎn)應(yīng)在Y方向移動(dòng)，必須是平等的工具提示的高度差，在相同的角度q。因此，根據(jù)圖所示的坐標(biāo)系。 3，方程曲線3表現(xiàn)為， 曲線2的功能是將一個(gè)沿曲線，如圖所示的槽3點(diǎn)。3。曲線2的垂直高度必須超過(guò)總高度偏差較大的工具提示。最小長(zhǎng)度的曲線2可以發(fā)現(xiàn)，作為 其中： Q2曲線2的傾斜角; H +積極的最大工具提示的高度差; H2的負(fù)最大的工具提示的高度差; L2是時(shí)，無(wú)論是在工具傾角= 0對(duì)應(yīng)的刀架中心線之間的距離曲線1和曲線3。 （LS）曲線2（Q2）和中風(fēng)的角度是成反比的。他們要么應(yīng)該選擇，考慮到工作空間的可用性。中風(fēng)LS是輸入墨旅行的距離。 曲線1的功能是將B點(diǎn)相對(duì)A點(diǎn)，直到達(dá)到所需的工具傾角。曲線1，得到B點(diǎn)的相對(duì)位置確定曲線2一個(gè)點(diǎn)上的立場(chǎng)據(jù)圖所示的坐標(biāo)系。3，曲線方程可以推導(dǎo)出， 2.4．測(cè)定輸入鏈接的中風(fēng) 重要的是要建立輸入鏈接，這是從電機(jī)控制的線性輸出，工具傾角中風(fēng)之間的關(guān)系，使中風(fēng)的嚴(yán)重程度可確定所需的工具傾角。據(jù)圖。 4，為中風(fēng)的方程可以表示如下： 如果我們讓 可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化為， 3．表現(xiàn)新的CNC模具開發(fā)的原型 圖5顯示了新數(shù)控車床的工裝機(jī)制的實(shí)際原型的照片。 有七個(gè)主要的機(jī)械單位建造的原型，描述如下。 1，輸入鏈接：它由彎插槽1和2，也可用于打擊刀架到位。 2，捂盤：它包含了曲線槽3，也被用來(lái)打擊在輸入鏈接。 3，電機(jī)安裝板：它是用來(lái)掛載直線步進(jìn)電機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)輸入鏈接。 4，兩軸：它們被用來(lái)支持在點(diǎn)A和B的孔，并保持在三個(gè)插槽。 5，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的工具插入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)刀柄：刀柄將輪流在刀柄內(nèi)的空間限制。 6，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的刀柄：刀柄是標(biāo)準(zhǔn)附件，數(shù)控機(jī)床和設(shè)計(jì)舉辦的數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架。在這項(xiàng)工作中，刀柄也被用來(lái)容納整個(gè)新的數(shù)控加工機(jī)制。 7，步進(jìn)馬達(dá)與線性輸出：線性輸出驅(qū)動(dòng)輸入鏈接到生產(chǎn)所需的相應(yīng)的工具傾角中風(fēng)。這三個(gè)動(dòng)作，即聯(lián)系1-3圖所示。 1，同時(shí)將移動(dòng)根據(jù)線性中風(fēng)是由步進(jìn)電機(jī)控制。 圖6顯示了計(jì)算機(jī)模擬的新工具的機(jī)制，在三個(gè)不同的工具傾角位置。圖7給出了另一臺(tái)計(jì)算機(jī)上模擬顯示工具提示停留在相同點(diǎn)，也就是其工作點(diǎn)，當(dāng)工具傾斜角度的變化。 新的數(shù)控加工機(jī)制，可以用來(lái)研究切割連續(xù)工具傾角的變化，部隊(duì)的模式，如圖所示。8的一套工具傾角增加切削力降低，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果的典型。在不同切削條件下使用的6個(gè)不同的工具芯片斷路器的兩個(gè)案例研究也證實(shí)，增加工具傾角減小切削力，如圖所示。9。用不同的工具，芯片斷路器的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明，可控的工具，傾角，結(jié)合不同的芯片斷路器的名稱，可能有助于實(shí)現(xiàn)最好的芯片控制，降低切削力，刀具幾何形狀的優(yōu)化上線。因此，它可以清楚地看到該工具的傾角對(duì)切削力有顯著影響，因此上線實(shí)時(shí)自動(dòng)化加工系統(tǒng)或配備了開放式體系架構(gòu)控制器的數(shù)控機(jī)床加工性能優(yōu)化可控的刀具傾角可能發(fā)揮的重要作用。 4．結(jié)論 上線加工過(guò)程的性能主動(dòng)控制與前瞻性的開放式架構(gòu)控制器，將成為一個(gè)非常重要的功能先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床的功能，使刀具路徑和工藝性能進(jìn)行編程和實(shí)時(shí)控制數(shù)控加工操作。因此，這項(xiàng)工作的目標(biāo)是開發(fā)一個(gè)新上線的可調(diào)工具的角度工裝機(jī)制，以充分利用機(jī)控制系統(tǒng)開放式架構(gòu)，將配備新一代數(shù)控。上線的可控的刀具機(jī)制的作用，將是“真正意義上的”開放式數(shù)控控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。 刀具傾角是一個(gè)重要的工具，加工中的幾何參數(shù)和工藝性能參數(shù)，如切削力，表面質(zhì)量，芯片流和形成過(guò)程的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，刀具磨損/刀具壽命等，因此，有顯著影響重要的是該工具的傾角可以實(shí)時(shí)調(diào)整和控制，以實(shí)現(xiàn)在無(wú)人值守的數(shù)控加工工藝優(yōu)化加工性能。 已開發(fā)馬達(dá)控制的刀架，數(shù)控機(jī)床，可以在使用自動(dòng)設(shè)置工具的傾角和工具提示所產(chǎn)生的偏差自動(dòng)補(bǔ)償功能。新的數(shù)控加工機(jī)制是一個(gè)設(shè)計(jì)新穎，使用三個(gè)工作的同時(shí)，以彌補(bǔ)不斷和準(zhǔn)確的工具提示偏離工具傾角的設(shè)置造成的弧形槽。由于該工具提示總是停留在一個(gè)空間中的點(diǎn)，即其工作點(diǎn)，在整個(gè)調(diào)整過(guò)程中所需的工具傾角，新工裝機(jī)制可以被用來(lái)實(shí)時(shí)數(shù)控加工操作ACHI前夕上線最佳工藝性能的控制。 參考文獻(xiàn) [1]·克魯夫特，W.C.柯尼希A.面包車Luttervelt，K.中山A.J. pekelharing控制芯片，目前的知識(shí)， 史冊(cè)的機(jī)械工程研究所28（2）（1979）441-454。 [2] M.C.邵逸夫，金屬切削原理，紐約，牛津大學(xué)出版社，1984。 [3] S.卡爾多，P.K. venuvinod，宏觀層面的優(yōu)化刀具幾何，ASME制造雜志 科學(xué)與工程學(xué)院119（1997）1-9。 [4] W.K.陸，斜切割的芯片流方向，國(guó)際生產(chǎn)研究10雜志（1） （1972年）67-76。 [5]制造工程師學(xué)會(huì)。模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，第二版，中小企業(yè)，迪爾伯恩，MI，1984。 [6] H.Y.青年，體育馬修，P.L.B.法案，允許刀尖半徑的影響，在預(yù)測(cè)芯片的流動(dòng)方向和 切割車削的力量，201（C3）機(jī)械工程師學(xué)會(huì)，英國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)論文集（1987） 213-226。 [7] C.Y.姜，Y.Z.張，Z.J.。池，芯片的流動(dòng)方向的實(shí)驗(yàn)研究及其應(yīng)用芯片 控制，機(jī)械工程研究所33（1）（1984）81-84史冊(cè)。 [8]樓Kiyasawa，觀察芯片上糾纏，在第五屆國(guó)際制造業(yè)的法律程序賦予 ENCE，廣州，中國(guó)，卷。一，1991年，頁(yè)49-52。 [9] V.C.文卡塔斯，可加工電腦的數(shù)據(jù)，在1986年Automach會(huì)議，悉尼， 1，澳大利亞，中小企業(yè)，Dearbon。 1。 1986，頁(yè)59-73。 [10] X.D.方，I.S. jawahir，完成總的加工性能預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)向使用集成的模糊集模型 的切削參數(shù)，國(guó)際生產(chǎn)研究32（4）（1994）833-849雜志。 [11]·麥科馬克，制造行業(yè)協(xié)會(huì)，形成一個(gè)虛擬的組織，追求下一代制造 圖靈，制造新聞2（18）（1995）1-7。 [12]編輯器，工業(yè)，學(xué)術(shù)界隊(duì)在工程，制造新聞（12）（1996）7。 [13] J.李概述和日本制造業(yè)戰(zhàn)略，在機(jī)械行業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐的觀點(diǎn)，國(guó)際機(jī)床與制造37（10）（1997）1449年至1463年。 [14] S.卡爾多，A.誤碼率，優(yōu)化刀具幾何，機(jī)械工程研究所39（1）（1990）53-56紀(jì)事準(zhǔn)則。 [15] X.D.方，S.M.R. najmossadat，機(jī)械設(shè)計(jì)的一個(gè)新上線的傾斜角的可控性，國(guó)際機(jī)床及制造36（1）（1996）103-113雜志工裝機(jī)制。 12