高速切削技术论文 机械工程学院 1001011435 张伟
1 关于高速铣削加工工艺的浅论* 张伟 (1. 沈阳理工大学,机械工程学院,机械设计制造及其自动化沈阳201311；) 摘要：传统意义上的高速切削是以切削速度的高低来进行分类的，而削机床则是以转速的高低进行分类。如果从切削变形的机理来看高速切削，则前一种分类比较合适；但是若从切削工艺的角度出发，则后一种更恰当。随着主轴转速的提高，机床的结构，刀具结构，刀具装夹和机床特性都有本质上的改变。高速意味着高离心力，传统的7:24锥柄，弹簧夹头，液压夹头在离心力的作用下，难以提供足够夹持力，同时为避免切削振动要求刀具系统具有更高的动平衡精度。高速切削的最大优势并不在于速度，进给速度提高所导致的效率提高，而由于采用了更高的切削速度和进给速度，允许采用较小的切削用量进行切削加工。由于切削用量的降低，切削力和切削热随之降低，工艺系统变形减小，可以避免铣削振动。利用这一特性可以通过高速铣削工艺加工薄壁结构零件。 关键词：高速铣削加工工艺 中图分类号：TG156 About High Speed Milling Technology Discussion ZHANG Wei (1. Shenyang Li gong University, School of Mechanical Engineering, Mechanical Design, Manufacturing and Automation, Shenyang 201311;) Abstract：Traditional high-speed cutting is to classify the level of cutting , and the cutting speed of the machine is based on the level of classification. If the view of the cutting mechanism of deformation speed cutting, the former is more appropriate classification ; However, if the angle of the cutting process , the latter is more appropriate. As the spindle speed increases , the structure of the machine tool structure , tool clamping and machine characteristics are essentially changed. High speed means high centrifugal force , the traditional 7:24 taper , collet chuck , hydraulic chuck under the effect of centrifugal force , it is difficult to provide sufficient clamping force , as well as to avoid cutting vibration requires balancing tool system has higher precision . The biggest advantage of high-speed cutting is not the speed, feed speed increased efficiency resulting from , but thanks to the higher cutting speed and feed rate, allowing the use of smaller cutting for cutting. Since the reduction cutting , cutting force and cutting heat decreases, reducing deformation process system to avoid vibration milling . Using this feature can speed milling machining thin-walled structural components . Key words：High speed Milling Processing technology 0 前言1 普通铣削加工采用低的进给速度和大的切削参数，而高速铣削加工则采用高的进给速度和小的切削参数，高速铣削加工相对于普通铣削加工具有如下特点： （1）高效高速铣削的主轴转速一般为15000r/min～40000r/min，最高可达100000r/min。 *高速切削技术论文.20131005下载模板.20131101完成初稿.20131127终稿. 在切削钢时，其切削速度约为400m/min，比传统的 铣削加工高5～10倍；在加工模具型腔时与传统的加工方法(传统铣削、电火花成形加工等)相比其效率提高4～5倍。 （2）高精度高速铣削加工精度一般为10μm，有的精度还要高。 （3）高的表面质量由于高速铣削时工件温升小（约为3°C），故表面没有变质层及微裂纹，热变形也小。最好的表面粗糙度Ra小于1μm，减少了后续磨削及抛光工作量。
球头铣刀高速铣削铣削力建模分析 摘要：本文针对球头铣刀铣削特点，运用金属切削理论等，对球头铣刀铣削力建模进行了系统深入的研究，在针对球头铣刀高速铣削力研究的整个过程中，根据原有的经验公式及切削机理，主要对铣削力进行具体研究，研究球头铣刀切削微元上所受到的切向力，径向力和轴向力的受力情况，进而沿刀刃进行积分，通过局部坐标系转换到整体坐标系，用数值积分方法建立铣削力模型。 关键词：球头铣刀；铣削力；建模 1.概述 随着全球工业市场竞争的日趋激烈，产品的复杂性和加工质量要求越来越高。而随着CAD/CAM系统和CNC加工中心的进步，我们可应用球头铣削来满足复杂表面的加工需要。由于在复杂曲面加工中，很难选择恰当的参数使得加工过程既能提高生产率，同时又能保证工件质量。为了保证产品加工质量且避免刀具破损或刀具过变形等不期望结果的发生，通常做法是选择保守的加工参数。然而，这会降低生产率。这需要在加工参数和加工质量及加工效率之间达到一个最佳的匹配。 铣削加工过程是由“机床—刀具—工件”构成的、各种影响因素综合作用的系统。在加工进行过程中随时会受到各种随机因素的干扰，其中的干扰因素主要包括：工件材质不均匀造成的材料微观硬度变化，刀具磨损造成的刀具几何参数的改变，切削参数变化及切削振动等，这些因素都会使加工系统转变为动态系统。 因此，球头铣削过程分析和铣削力仿真对加工精度预测、铣削过程自适应控制以及工艺参数优化都有非常重要的意义。 2.铣削力建模 2.1 局部铣削力的计算 切削力的准确建模是分析和预报切削加工性能的基础（工艺参数的选择、切削过程稳定性、刀具磨损及破损的监控等）。由于铣削过程非常复杂，在此过程中铣削力不断变化，通常的切削理论不能趋势应用于铣削过程，因此，球头铣刀加工复杂曲面切削力模型建立的基本策略是将刀具切削刃沿轴向等间隔划分成许多很小的切削微元，每个微段相当于一个简单的斜角切削，作用在刀刃微段上的空间铣削力可以分解成微切向力、微径向力和微轴向力。刀具受到的切削力为参加切削的切削微元的受力之和，切削微元的受力分析是根据切削力与切削负载之间的经验关系。本文采用Lee和Altintas所提出的斜角切削的切削微元的受力公式： 在整体坐标系中，X方向为刀具的进给方向，Z方向垂直于水平面，根据右
毕业设计(论文)开题报告 学生姓名：李赢学号： 1015070124 专业：机械设计制造及其自动化 设计(论文)题目：数控铣削加工过程仿真 指导教师：张学军 2014 年3月28 日
开题报告填写要求 1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效； 2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册）； 4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2002年4月26日”或“2002-04-26”。
毕业设计（论文）开题报告
二、国内外发展现状 虚拟加工过程仿真系统是虚拟制造的底层关键技术，包括几何仿真系统和物理仿真系统两大部分。几何仿真系统是将数控机床、刀具、工件和夹具组成的工艺系统当作一个刚性系统，不考虑系统的各种物理因素而建立的仿真系统，解决对加工过程直观的动态图形描述和精度检验。目前在几何仿真系统方面的研究出现了Pro/E、UG、MasterCAM等商业软件。 Pro/E是美国PTC公司开发的，采用面向对象的统一数据库和全参数化造型技术，其工业设计方案可直接读取内部的零件和装配文件。提供刀具加工路径控制和工路径的创建，支持高速加工和多轴加工，并带有多种图形文件接口。UG／CAM是将数控虚拟加工仿真模块连接起来，从车削到复杂曲面的铣削，为用户提供了一个方便实用的仿真环境．在刀具移动过程中，用户既可基于图形编辑刀具路径，对其进行扩展、缩短或修改，同时还可定制出自己的菜单和对话框。MasterCAM是美国CNC公司产品，功能主要包括二维绘图、曲线、曲面加工、曲面设汁、点位加工、二轴到五轴铣削加工、数控车削、二轴到四轴的线切割、火焰切割和激光切割。其数控加工功能提供多种走刀方法，对加工路径的选择、干涉检查、加工时的进退刀方式、多曲面加工、粗精加工、刀具管理、毛坯材料管理、走刀模拟、测量等方面具有很强的功能。 在国内，几何仿真的研究成果典型的有CAXA是北京航空航天大学开发的CAD／CAM系列软件，功能与国外的CAD／CAM软件相似，是针对数控车床、数控线切割等机床开发的CAD／CAM软件，并且其三维CAD软件是目前国内CAD市场上性能价格比最高的三维零件设计软件．其他一些专门的数控虚拟加工仿真软件有：南京数控培训中心和上海天傲科技有限公司合作开发的TNS-Vvr2．0数控仿真系统；南京宇航自动化技术研究所开发的数控仿真软件；上海宇龙软件工程有限公司开发的数控仿真软件和由广州红地技术有限公司开发的V-CNC数控虚拟加工仿真教学软件等。这些仿真软件可以让用户交互式仿真数控机床的操作，具有与真实机床运动完全相同的二维或三维的加工仿真功能，可在计算机上对加工中的机床、刀具的切削运动以及工件余量去除过程获得真实感的动态显示，并进行过切与欠切检验以及机床、夹具与刀具的碰撞检验，在计算机上实现快捷有效的零件程序检验。其中，有些仿真软件还可进行简单的切削负荷和速度优化检验。 而物理仿真系统则是考虑整个工艺系统的动态特性对实际切削过程影响而建立
MTS软件铣削仿真 MTS软件铣削仿真分二步，第一步编辑工艺表格，主要包括五方面的内容：输入坯料参数、查询材料类型与型号、选择夹具、选择刀具和设置工件坐标系原点。第二步编写加工程序，有人机交互式编程和直接在工艺表格文件中编写程序二种方法。 1. 建立工艺表格 1）输入坯料参数 选安装方式→工件→新工件菜单，根据零件的外形与结构尺寸，输入坯料的长、宽、高为110、95、25(图1)。 图1 输入坯料尺寸 2）查询材料类型与型号 先后选择工件材料→祥细选择→显示工件材料菜单，分别打开材料类型和材料型号对话框，接着选取工件材料类型与型号，查询工件材料机械性能参数。 3）选择夹具 铣削夹具的类型有三种：虎钳、磁性吸盘和压板。通过更换夹具菜单，根据零件的外形与结构尺寸选择夹具类型，在夹具型号对话框中选用夹具型号（图2），选工件位置与夹具位置菜单之后，根据工件加工要求分别调整工件在夹具中的位置以及夹具在工作台中的位置。
图2选择夹具 4）选择刀具 选刀具基准→刀库装备→Equipment→选择刀具菜单，打开旋转刀塔对话框，然后分别选取对应刀具号的刀具类型与刀具型号。在旋转刀塔中可安装16把刀（图3），每把刀都有其指定的刀具代码，由于各把刀具的结构尺寸不同，刀具选定后必须对刀具进行补偿，按菜单中的Valid offsets 按钮，即对所选各把刀具完成了刀具补偿。 图3 铣床旋转刀塔 5）设置工件坐标系原点 按基准重合的原则设定工件坐标系，一般以刀具代码T01的刀具作为基准刀，通过基准刀的
对刀操作设定工件坐标系原点，对于对称工件，把位于工件的对称中心作为X轴和Y轴的原点；对于非对称工件，把位于工件左边与工件前面的交点作为X轴和Y轴的原点，Z轴的原点一般设在工件的上表面位置上。本例题以零件图的左、右中心线与前、后中心线的交点作为工件坐标系X轴与Y轴的原点。设定工件坐标系原点后，选设置基准菜单，基准记录会显示在G54程序段中，其中地址符X289.029、Y134.305、Z89分别表示工件坐标系原点在机床坐标系中的坐标值（图4）。 设置工件坐标系原点的具体方法，选刀具更换菜单，调用一号刀为基准刀，通过键盘按钮操作，置刀尖位置于工件坐标系的原点，然后分别置X、Y、Z坐标值为零，即设定了工件坐标系的原点。 键盘中方向鍵的功能： 向右方向键→，刀具向X轴正方向移动； 向左方向键←，刀具向X轴负方向移动； 向上方向键↑，刀具向Z轴正方向移动； 向下方向键↓，刀具向Z轴负方向移动； Page Up键，刀具向Y轴正方向移动； End键，刀具向Y轴负方向移动。 图4 设置工件坐标系原点 完成输入坯料参数、查询材料型号、选择夹具型号、选择刀具型号和设置工件坐标系原点后，返回编辑主菜单，建立工艺表格文件，储存工艺参数。 选安装表格→建立菜单，打开建立文件对话框（图5），输入文件名，按保存按钮，建成工艺表格文件，以后编写的加工程序也储存工艺表格文件之中。 选程序编辑→Select program菜单，打开程序选择对话框，输入工艺表格文件名，在打开的工艺表格文件中存储了已选用的数控系统、工件坯料尺寸、工件材料型号、夹具型号、刀具型号和设定的工件坐标系参数，接着在工艺表格文件中编写加工程序。
3-2 什么是内联系传动链，它与外联系传动链有和不同，试举例说明。 答： 内联系传动链：内联系传动链是联系复合运动之内的各个分解部分，因而传动链所联系的执行件相互之间的相对速度（及相对位移量）有严格的要求，用来保证执行件运动的轨迹。例如，在卧式车床上用螺纹车刀车螺纹时，为了保证所需螺纹的导程大小，主轴（工件）转一周时，车刀必须移动一个规定的准确的距离（螺纹导程）。联系主轴——刀架之间的螺纹传动链，就是一条传动比有严格要求的内联系传动链。再如，用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮时，为了得到正确的渐开线齿形，滚刀转1 / K 转（K 是滚刀头数）时，工件就必须转1 / Z 转（Z 为齿轮齿数）。联系滚刀旋转B11和工件旋转B12的传动链，必须保证两者的严格运动关系。 外联系传动链：外联系传动链是联系动力源（如电动机）和机床执行件（如主轴、刀架、工作台等）之间的传动链，使执行件得到运动，而且能改变运动的速度和方向，但不要求动力源和执行件之间有严格的传动比关系。例如，车削螺纹时，从电动机传到车床主轴的传动链就是外联系传动链，它只决定车螺纹速度的快慢，而不影响螺纹表面的成形。再如，在卧式车床上车削外圆柱表面时，由于工件旋转与刀具移动之间不要求严格的传动比关系，两个执行件的运动可以互相独立调整。 3-3 试列出CA6140车床主运动传动链的传动路线,并计算主轴最高、最低转速及转速级数。 答： 传动链的传动路线如下： )(VI )(2M 5826V 50518020IV 50508020_)(2M __5063________III 582250304139II 3034VII 3450)()(1M ______43513856)()(1M I 230130m in /r 1450kw 5.7主电动机 主轴右移左移反转右正转左-??????????????????----??????????????--??????????????--??????????????????--?????????????????????? ---??????????????---ΦΦ-???? ?? 主轴最高速度：16371.163750634139303434502301301450 ?==主轴n r/min 主轴最低速度：103.1058268020802058224351230130 1450?==主轴n r/min 正转转速级数：2×3×(1+(2×2-1))=24级 反转转速级数：1×3×(1+(2×2-1))=12级 3-4 CA6140车床主运动、车螺纹运动、机动进给运动、快速运动等传动链中，哪些传动链的两端件之间具有严格的传动比？ 答： 车螺纹运动：两端件（主轴与刀架）之间具有严格的传动比。 3-10 外圆磨削与外圆车削相比有何特点（试从机床、刀具、加工过程等方面进行分析）？并以此说明外圆磨削比外圆车削质量高的原因。 答：
页脚内容1 数控铣削加工工艺范围及铣削方式 铣削是铣刀旋转作主运动，工件或铣刀作进给运动的切削加工方法。铣削的主要工作及刀具与工件的运动形式如图所示。 在铣削过程中，根据铣床，铣刀及运动形式的不同可将铣削分为如下几种： （1）根据铣床分类 根据铣床的结构将铣削方式分为 立铣和卧铣。由于数控铣削一个工序中一般要加工多个表面，所以常见的数控铣床多为立式铣床。 （2）根据铣刀分类 根据铣刀切削刃的形式和方位将铣削方式分为周铣和端铣。用分布于铣刀圆柱面上的刀齿铣削工作表面，称为周铣，如图6-2（a ）所示；用分布于铣刀端平面上的刀齿进行铣削称为端铣，如图6-2 （b ）所示。 图中平行于铣刀轴线测量的切削层参数ap 为背吃刀量。垂直于铣刀轴线测量的切削层参数ac 为切削宽度，fz 是每齿进给
量。单独的周铣和端铣主要用于加工平面类零件，数控铣削中常用周、端铣组合加工曲面和型腔。 （3）根据铣刀和工件的运动形式公类 根据铣刀和工作的相对运动将铣削方式分为顺铣和逆铣。铣削时，铣刀切出工件时的切削速度方向与工件的进给方向相同，称为顺铣如图（6-3）a 所示；铣削时，铣刀切入工件时的切削速度方向 与工件进给方向相反，称为逆铣，如图（6-3）b所示。 顺铣与逆铣比较：顺铣加工可以提高铣刀耐用度2~3倍， 工件表面粗糙度值较小，尤其在铣削难加工材料时，效果更 加明显。铣床工作台的纵向进给运动一般由丝杠和螺母来实 现，采用顺铣法加工时，对普通铣床首先要求铣床有消除进 给丝杠螺母副间隙的装置，避免工作台窜动；其次要求毛坯 表面没有破皮，工艺系统有足够的刚度。如果具备这样的条件，应当优先考虑采用顺铣，否则应采用逆铣。目前生产中采用逆铣加工方式的比较多。数控铣床采用无间隙的滚球丝杠传动，因此数控铣床均可采用顺铣加工。 数控铣削主要特点 （1）生产率高 （2）可选用不同的铣削方式 （3）断续切削 （4）半封闭切削 数控铣削主要加工对象 （1）平面类零件 页脚内容2
一、銑削原理 以銑刀的旋轉運動和工件的進給運動相配合進行的切削加工方法稱為銑削 主運動:將金屬材料切削下來的運動叫主運動 進給運動:逐步地把金屬層投入切削的運動稱為進給運動 二、順銑和逆銑 1.順銑 銑刀的旋轉方向與工件的進給方向相同時,稱為順銑 A.順銑的優點: A-1.順銑時,切削力向下,有壓緊工件的作用,對於不易夾緊的及細長工件較為合適 A-2.順銑時刀刃切入容易,對已加工面的擠壓磨擦較小,故刀刃磨損較慢,加工出的工件表面粗糙度較好 A-3.順銑對消耗在進給運動方面的功率較小,切削時較輕松 B.順銑的缺點: B-1.順銑時,刀刃從工件表面切入,因此當工件表面有硬皮或雜質時,刀刃容易磨損的損壞 B-2.順銑時,因銑刀的作用力方向與工件進給方向相同,所以會拉動工作台,當絲杆間隙較大時,工作台被拉動後,由於每齒進 給易突然增大,會造成刀齒折斷,甚至工件夾具機台損壞的後 果,所以在絲杆間隙大而且切削阻力較大時,嚴禁用順銑進行 工作. 2.逆銑 銑刀的旋轉方向與工件的進給方向反時的銑削方式稱為逆銑 A.逆銑的優點 A-1.逆銑時(由於刀刃阻力不是以工件的外表切放),故對表面有硬皮的毛坯件進行切削時,對刀刃的損壞影響較小 A-2.逆銑時,切削阻力與工件進給方向相反,銑削中不會改變絲杆間隙方向,銑削平穩,可進行重切削
B.逆銑的缺點 B-1.逆銑時,垂直作用力向上,容易導致工件被拉起(臥銑由這突出) B-2.逆銑時,由於刀刃開始切入時要滑移一小段距離,故刀刃易磨損,并使已加工面受到冷擠壓和磨擦,影響工件的表面粗糙度 B-3.逆銑時消耗在進給運動方面的功率較大 綜合上述,在一般情況下,均應采用逆銑,由於順銑也有較多優點,故在精切削或機台絲杆間隙小時可采用順銑 3.對稱銑削 工件處在銑刀中間時的銑削稱為對稱銑削刀齒的前半部分為逆銑,後半部分為順銑,故工件和作台容易產動,此外對窄長的工件容易造成變形和彎曲,只有在工件寬度接近銑刀直徑時采用 三、切削用量(銑削) 1.進給量( F ) 工件在銑削時,相對銑刀的進給速度叫進給量 A.每齒進給量( S齒毫米/每尺)MM/2 在銑刀轉過一個刀齒的時間內,工件沿進給方向所移動的距離 B.每分鐘進給量(S毫米/分鐘)mm/min 在一分鐘的時間內,工件沿進給方向所移動的距離 一般在銑床或說明書上記載數值均為每分鐘進給量 C.進給量的計算公式﹕F=S齒*T*N T=銑刀刀刃數N=主軸轉數(rpm) 2.切削速度 銑刀刀刃上最大直徑處,在一分鐘內所走過的距離,代號V=m/min,在銑床上是以銑床主軸轉速來調整切削速度,但是對銑刀使用等因素的影,是以切削進度來考慮的,因此,大多數情況下是在選擇合理的切削速度後,再根據切削速度,銑刀直徑來計算轉速轉速(轉/分)=100*切削速度(米/分)/3.14*銑刀直徑(毫米) (n=1000*Q/3.14*D) 3.切削寬度
数控铣削加工工艺设计及加工仿真 题目数控铣削加工工艺设计及加工仿真 学院专业机械设计制造及其自动化年级 2009 级学号姓名指导 教师成绩 2013年 5 月 7 日 目录 摘 要 .................................................................... 1 关键 词 (1) Abstract ................................................................ 1 Key words (1) 1工艺方案的分析 ........................................................ 2 1.1零件图 .......................................................... 2 1.2零件图分析 ...................................................... 3 1.3加工方法 ........................................................ 3
1.4加工方案 ........................................................ 3 2工件的装 夹 (3) 2.1 定位基准 ........................................................ 3 2.2装夹方式的选择 .................................................. 3 3刀具及切削用 量 (3) 3.1选择数控刀具的原则 .............................................. 3 3.2选择数控铣削刀具 ................................................ 4 3.3切削用量 ........................................................ 4 4数控程序的编 制 (5) 4.1 Mastercam软件编程简介 .......................................... 5 4.2建立坐标系 ...................................................... 6 4.3Mastercam编程截图 ............................................... 6 4.4Mastercam编程程序 ............................................... 9 5数控加工程序的仿 真 (14)
1-5 简述机械制造过程的基本组成。 首先，组成机器的每一个零件要经过相应的工艺过程由毛坯转变成为合格零件；其次，要根据机器的结构与技术要求，把某些零件装配成部件；最后，在一个基准零部件上，把各个零件、部件装配成完整的机器。 3-1金属切削过程的实质是什么？试述前角、切削速度改变对切削变形的影响规律。 金属切削过程的实质，是在机床上通过刀具与工件的相对运动，利用刀具从工件上切下多余的金属层，形成切屑和已加工表面的过程。 前角直接影响剪切角?。前角 γ增大，剪切角?也增大，变形 减小；前角还通过摩擦角β影响剪切角； 切削速度的影响切削速度提高时切削层金属变形不充分，第I变形区后移，剪切角?增大，切削变形减小；在积屑瘤的增长阶段，随切削速度的提高，积屑瘤增大，刀具实际前角 γ增大， 切削变形减小。而在积屑瘤减小阶段，随切削速度的提高，积屑瘤高度减小，实际前角 γ变小，切削变形又增大。 3-3什么是切削层？切削层的参数是如何定义的？ 切削加工时，刀具的切削刃从加工表面的一个位置移动到相邻的加工表面的另一个位置，两表面之间由刀具切削刃切下的一层金属层称为切削层。
过切削刃上选定点，在基面内测量的垂直于加工表面的切削层尺寸，称为切削层公称厚度； 过切削刃上选定点，在基面内测量的平行于加工表面的切削层尺寸，称为切削层公称宽度； 过切削刃上选定点，在基面内测量的切削层横截面面积，称为切削层公称横截面积； 3-4分别说明切削速度、进给量及背吃刀量改变对切削温度的影响。 在切削用量中，切削速度对切削温度影响最大，进给量次之，背吃刀量影响最小。因为，背吃刀量增大后，切削宽度也增大，切屑与刀具接触面积以相同比例增大，散热 条件显著改善；进给量增大，切削厚度增大，但切削宽度不变，切屑与前刀面接触长度增加，散热条件有所改善；切削速度提高，消耗的功增加，产生的热量增多，而切削面积并没有改变，所以切削是影响切削温度的主要因素。 3-5 刀具磨钝标准与刀具耐用度之间有何关系？确定刀具耐用度有哪几种方法？要提高刀具耐用度，前角和主偏角应如何变化？ 刃磨后的刀具，自开始切削到磨损量达磨钝标准为止的总切削工作时间，称为刀具耐用度。 确定刀具耐用度，可以用刀具寿命、达到磨钝标准前的切削路程或加工的零件数表示等方法。
本科毕业设计（论文）外文翻译译文 学生姓名：王晶 院（系）：机械工程学院 专业班级：机械1004班 指导教师：于洋 完成日期：20 年月日
螺纹铣削切削力模型 Anna Carla Araujo a ,Jose Luis Silveira a, Martin B.G. Jun b, Shiv G. Kapoor b, Richard Devor b,* 摘要： 本文主要介绍了预测螺纹铣削力的机理模型。切螺纹铣削的力学分析类似于端铣工艺，但采用了改良切削刃的几何形状。切屑厚度和切割力模型的开发是基于工具的独特几何形状进行的。该模型已校准了6061铝并得到验证。使用该模型对工具和螺纹几何形状的影响进行了研究。 关键词：螺纹铣削；机理模型；力预测 1 前言 在工件上的线程可以在各种不同的方式来生产，它应用了以下两个基本原理：塑性加工和金属切削。虽然由塑性变形产生的线程通常较强，螺纹成型工艺在许多应用方面无法达到高准确度和高精密度的需求。此外，利用脆性材料制成的螺纹是不能由塑性加工产生的.为线程生成在这类应用的另一种方法是螺纹切削[1]。常见的切削过 程有内部线程生成切割攻丝和螺纹铣[2]。而攻丝需要工具的直径是相同的，一个螺纹磨可以在孔直径大于该工具产生的内螺纹[3]。螺纹铣削的这种多功能性使得当不同的直径需要带螺纹时允许使消除换刀。螺纹铣削也通常可以提供更高的精度，可以实现更大的速度比攻[4,5]。此外，螺纹铣削和攻丝相比提供了更好的排屑，从而减少了由于切屑堵塞引起的刀具磨损，同时也增加摩擦力。但是，在更广泛的基础上促进该过程仍需要了解此过程和在螺纹铣削上提高工作效率和螺纹质量的可能性。 一些模型已经被开发用于创建线性攻丝[6-9]。坎波马内斯[10]开发了一种力模型与 粗加工立铣刀，它们具有类似的几何形状，。此外，Altintas和Merdol [11]通过拟合锯齿形凹槽设计与三次样条开发了切削力模型的锯齿形螺旋立铣刀。然而，这些力模型并不适用于螺纹铣削，因为过程的几何形状和刀具几何形状是不同的。目前没有记录已开发调查螺纹铣削过程的力模型，很少有人知道的螺纹铣削加工的切削特性。 本文的目标是开发可用于理解螺纹铣削过程的螺纹铣削力模型，以提高工艺性能。该切屑厚度模型来整合沿着切割工具的不同径向深度由于线程和刀具跳动的影响。该刀具被认为是具有螺纹切削刃的端铣刀。切削力模型是用机械方法开发的。 本文的结构如下。首先描述螺纹铣削加工的独特性和切屑厚度并开发介绍切削力
， FANUC OiM为铣床。是铣床加工中心。 右下方面板， 一、基础设置： 1、机床开关，程序保护，1行5 （第一行第5个按钮）归零， 点X轴归零，Y轴归零，Z 轴归零，右上面板出现 显示模式-床身显示模式，切换三种模式。 2、更换刀架类型：最上面的命令栏：机床操作，机床参数，。 3、机床操作，刀具管理，或左边命令栏的图标，选中编号001，添加到刀盘，1号刀位。 MDI手动输入方式（1行3），点右上角操作面板的程序，左边界面窗口，点MDI下面的按键， ，输入M06T01；，(记得点EOB键，最后加分号“；”）， 插入，注意：接着把光标移动到程序的开头，不然会出现无法换刀。再回到右下面板，
循环启动（5行2）。装刀完毕， 工件操作-工件放置，调节工件在托架的位置。 工件操作-工件装夹-平口钳装夹，加紧上下调整，使工件突出平口钳。 二、开始对刀 1、 MDI手动输入方式（1行3），点右上角操作面板的程序，左边界面窗口，点MDI下面的按键，，输入MO3S500,(M03为 主轴正转，转速S为500r/min),回车换行，得到， 插入。（点，可选择上下指令。输错编程字母就取消，删除，替换，选择 上下字母）。回到右下面板。循环启动（5行2） 2、点击上方第二栏，XZ平面视图。JOG手动进给（1行6），点，使工件的 中点大概对正刀具的中心。如果觉得速度太慢，可点快速进给。点，把刀往下走。调整X、Y和Z方向（注意不要漏了Y方向，如果显示刀已切入工件，但没出现铁屑，则检查 Y方向）。微调时用（1行8）手轮进给，再点击机床界面左上角，，打开手轮界 面，方向指向Z，倍率为X100。直到轻轻碰到工件的左侧面。。
高进给铣削加工工艺研究-董景齐 金属切削加工工艺中，铣削加工方式相对其它的加工方式，所参与加工的切削刀片刃数是最多的，因此它的加工效率和金属去除率也相对较高，从而在选择零部件的粗加工（以去除工件多余金属为目的的加工方式）方案时，为获得具有较高的加工效率时，往往会考虑如何使用铣削的加工方式进行，使得铣削工艺成为了目前提高加工效率的首选加工方式。 对于如何提高铣削刀具的加工效率，如何获得更高的加工效率，从刀具的角度出发，长时间内铣削刀具一直以增加铣刀的有效切削刃数和提高刀片的切削深度为发展目标，因此目前的很多铣削刀具规格中都会有密齿铣刀和大切深铣刀（螺旋玉米铣刀）。 对于增加切削刀片的个数和提高切削深度的加工方式，根据金属切削力和切削功率进行分析： 研究金属切削的切削三要素：切削速度、切削深度、进给量，根据金属切削的挤压变形和剪切力的变化和实验，我们得到如下公式：切削力：F=N×C×Ap×Fz0.75×Vc-0.15×K------------------（1）F------切削力（kg f） N------参与切削刀片个数 C------工件材料系数（工件材料对切削力影响的参数） Ap-----切削深度（切削刃垂直切入工件的神对）（mm） Fz-----每齿进给量（切削刀具每个切削刃在刀具旋转一周时在 进给方向移动的直线距离）（mm）
Vc-----切削速度（刀具与工件接触点处的相对移动速度，它根 据不同的工件材料和刀具材料而选定）（m/min） K------切削刀具参数（包括刀具的前角、后角、刃口钝化等刀具 因素对切削力影响的参数） （kw）（2）切削功率： P= × P------切削功率（kw） F------切削力（kg f） Vc-----切削速度（m/min） 根据公式（1），对切削力影响最大的加工参数是切削深度Ap，对于刀具本身对切削力影响最大的是切削刃的数量N，如果切削深度提高1倍，切削力将增大一倍，而增加一个切削刃，对于切削力来说也将增加了一个数量级，因此根据公式（2），金属切削时产生的切削功率也会相应的提高了许多，由此对机床的主电机的功率要求也提高了很多，同时因切削力的增加，使得机床的主要受力机构件的受力也产生了很大的影响，而传统的机床刀具与机床连接机构的联结刚性相对较弱（例如7：24的主轴刀柄机构），在较大的切削弯矩的作用下对机床主轴连接刀柄将产生加大的影响（切削扭矩、弯矩如图1所示）。 （图1）
辽宁工程技术大学《数控技术》综合训练二班级：机自14-2 学号： 姓名：张钦雷 指导教师：王洁 完成日期： 2017-04-20
任务书 一、设计原始资料 由教师指定。 二、设计任务 （1）对教师给定的装配体或零件进行设计，内容包括：二维图绘制和三维建模，建模软件可根据自己熟练程度选择。 （2）对零件进行结构分析，学生自行选择分析软件。 （3）针对某工步进行虚拟仿真制造，生成程序代码。 三、设计成果 （1）零件图（A4或A3）1张 （2）三维模型及仿真过程1份 （3）数控程序代码1份 （4）说明书（2000-5000字）1份 四、成绩评定 指导教师：王洁 日期： 摘要 本次研究的目的是加深对于二维，三维软件的应用，学习用数控仿真进行模拟加工。利用二维软件对零件进行结构和使用要求的分析。利用三维软件对零件尺寸进行建模。再通过CAM对零件进行加工轨迹，刀具参数，程序代码生
成等相关参数设定。进而生成仿真动画，立体直观的了解零件仿真的全过程。最后完成对零件仿真的整个过程。 关键词：二维软件，三维软件，建模，CAM，仿真 Abstract The purpose of this research is to deepen for 2 d, 3 d software applications, learning to use numerical simulation to simulate machining. Using two-dimensional software components for the analysis of the structure and the use requirement. Parts size to make use of 3 d software modeling. Travel through the CAM track of parts processing, cutting tool parameters, application code generation and related parameters setting. , in turn, generate simulation animation, three-dimensional visual simulation during the process of understanding of parts. Finally complete the whole process of simulation of parts. Keywords: 2 d software, 3 d software, modeling, CAM, simulation 目录 1．工件二维图形的绘制 (5) 1．1绘制二维图的软件 caxa (5) 1．2工件的平面图及零件加工工艺分析 (5) 2.工件的三维建模 (6) 2.1三维软件的介绍Inventor (6) 2.2工件的三维建模过程 (6) (7) (7) 3.工件的仿真 (11) 3.1仿真所用的软件 CAM (11) 3.2仿真过程及参数的确定 (12)
旋风铣定义 旋风铣就是安装在普通车床上的高速切削动力头, 用装在高速旋转刀盘上的硬质合金成型刀，从工件上铣削出螺纹的螺纹加工方法。因其銑削速度高（速度达到400m/min）加工效率快。并采用压缩空气进行排屑冷却。加工过程中切削飞溅如旋风而得名—旋风铣。 旋风铣可以实现干切削、重载切削、难加工材料和超高速切削，消耗动力小。表面粗糙度能达到Ra0.8μm。车床主轴转速慢，所以机床运动精度高、动态稳定性好，是一种先进的螺纹加工方法。 旋风铣的切削形式分为：（1）内切式（2）外切式 旋风铣的切削方法分为：（1）顺铣法（2）逆铣法 旋风铣加工过程 旋风铣与车床配套后在加工过程中需要完成五个加工运动： （1）刀盘带动硬质合金成型刀高速旋转（主运动） （2）车床主轴带动工件慢速旋转（辅助运动） （3）旋风铣根据工件螺距或导程沿工件轴向运动（进给运动） （4）旋风铣在车床中拖板带动下进行径向运动（切削运动） （5）旋风铣在一定角度范围内还有螺旋升角调整的自由度。 XW350
型号：ＸＷ350 转速：８００RMP、１２００RMP、 加工范围：外螺纹∮６－350ｍｍ 铣头重量：220ｋｇ 功率：4.ＫＷ 刀盘：４刀位可安装焊接、机夹刀具 配套车床：C630、CW6163 或以上各种车床
ＸＷ－６０ 型号：ＸＷ－６０ 转速：８００RMP、１２００RMP、２４００RMP 加工范围：外螺纹∮６－６０ｍｍ 铣头重量：１１５ｋｇ 功率：１.５ＫＷ 通用刀盘：４刀位可安装焊接、机夹刀具 配套车床：C61４０、Ｃ６１５０或C620
ＸＷ６０－III内外一体机 型号：ＸＷ６０－III内外一体机 转速：普通１２００ 加工范围：外螺纹∮６－６０内螺纹∮２６－０４００ 铣头重量：１４０ｋｇ 功率：１.５ＫＷ 通用刀盘：４刀位可安装焊接、机夹刀具 配套车床：Ｃ６１４０、Ｃ６１５０、Ｃ６２０或４０以上各种车床
铣削加工 1．铣削加工的工艺范围及特点 (1)铣刀是典型的多刃刀具，加工过程有几个刀齿同时参加切削，总的切削宽度较大；铣削时的主运动是铣刀的旋转，有利于进行高速切削，故铣削的生产率高 于刨削加工。 (2)铣削加工范围广，可以加工刨削无法加工或难以加工的表面。例如可铣削四 周封闭的凹平面、圆弧形沟槽、具有分度要求的小平面和沟槽等。 (3)铣削过程中，就每个刀齿而言是依次参加切削，刀齿在离开工件的一段时间内，可以得到一定的冷却。因此，刀齿散热条件好，有利于减少铣刀的磨损，延 长了使用寿命。 (4)由于是断续切削，刀齿在切人和切出工件时会产生冲击，而且每个刀齿的切削厚度也时刻在变化，这就引起切削面积和切削力的变化。因此，铣削过程不平 稳；轻易产生振动。 (5)铣床、铣刀比刨床、刨刀结构复杂，铣刀的制造与刃磨比刨刀困难，所以铣 削本钱比刨削高。 (6)铣削与刨削的加工质量大致相当，经粗、精加工后都可达到中等精度。但在加工大平面时，刨削后无明显接刀痕，而用直径小于工件宽度的端铣刀铣削时，各次走刀间有明显的接刀痕，影响表面质量。 铣削加工适用于单件小批量生产，也适用于大批量生产。 2．铣床及附件 铣床是用铣刀进行切削加工的机床，它的用途极为广泛。在铣床上采用不同类型的铣刀，配备万能分度头、回转工作台等附件，可以完成如图1所示的各种典型 表面加工。
图1 铣削的典型加工方法 铣床工作时的主运动是主轴部件带动铣刀的旋转运动，进给运动是由工作台在三个互相垂直方向的直线运动来实现的。由于铣床上使用的是多齿刀具，切削过程中存在冲击和振动，这就要求铣床在结构上应具有较高的静刚度和动刚度。
浅议铣削力对铣削过程的影响 摘要铣削力大小和变化对加工过程的稳定性、工件表面质量及刀具的磨损和破损均有着重要影响。 关键词铣削力加工过程稳定性在铣工生产实习教学课题练习中，学生经常会遇到虽然都按照合理的加工工艺进行操作，但工件在铣削过程中仍出现尺寸精度不一致、表面质量不稳定、刀具磨损状况不同等普遍问题，这其中很大因素是由于加工过程中铣削力的变化造成的。 一、铣削力及其分解 1.铣削力是铣刀在切除工件上的材料余量时受到的一种阻力。它是同时工作的各个刀齿上受到切削力的总和。总的铣削力主要来自三个方面：ａ在铣削过程中克服工件材料变形的抗力。 ｂ克服切屑形成过程中工件材料对塑性变形的抗力。 ｃ克服切屑与前刀面的摩擦力和铣刀后刀面与工件已加工表面及过度表面之间的摩擦力。 2.铣削力的分解。为了对机床、刀具、夹具之间的作用力进行科学分析和研究，我们可将铣削力分解到所研究的方向上，这样就得到如图示的铣削力示意图：圆周分力（主切削力）Fc：铣刀外圆切线方向上的分力。 轴向分力Fa：沿铣刀轴线方向上的分力。 径向分力（垂直切削力）Fp：沿铣刀半径方向上的分力。 如果把主切削力Fc和垂直切削力Fp合成就是切削力R，把切削力R1可以分解成水平分力Fh和垂直分力Fv。从而可以看出，主切削力Fc消耗机床的主要功率，轴向分力Fa作用在机床的主轴上，垂直分力Fv作用在机床工作面或者是工件上，而水平分力Fh是作用在机床的进给机构上。切削力作用在主轴轴心上，会影响刀杆的弯曲。 二、铣削力对铣削过程中的影响 1.铣削力对铣削平稳性的影响 铣削加工过程是非连续切削，铣削加工过程中由于切削面积是随着刀具的移动而变化的，所以引起的切削力及力矩也是变化的，是一个动态的数值。尤其是当同时参加切削得刀齿数量越少时，这种切削力和切削力矩的变化也就越大。切削力和切削力矩的变化，会引起工艺系统的受力变形、震动、冲击。这些都会使加工精度、表面质量、机床的寿命和刀具的寿命下降。如果采用螺旋铣刀、细齿铣刀及多齿铣刀（如多齿飞刀），可以增加同时工作的刀齿数量，从而减小切削过程中切削力和切削力矩的变化，使切削变的平稳。但要根据不同的加工材料来选择不同的刀具，不是所有的材料在加工过程中都优先选择刀齿数量多的。例如：在加工有些有色金属（典型如铝件、铜件）时，由于塑性强，使用刀具刀齿过多会使加工过程中产生积屑瘤，易导致加工表面质量下降。所以，在选择加工刀具时要根据实际的情况而定。 2.铣削力对加工过程中的影响 铣削中的径向分力是通过铣刀作用在刀轴上，易使刀轴产生弯曲变形，增大了铣刀的径向跳动，会影响铣削的加工质量和铣刀刀具的寿命。因此，在铣刀安装时应尽量靠近主轴，以减小刀轴的变形。轴向分力Fa会使机床主轴受到轴向拉力或者轴向推力，若铣刀安装不当，会使刀具从主轴中拔出发生安全事故。故