外文翻译-小直径铣刀工具高速铣削加工的研究

小直径铣刀工具高速铣削加工的研究加藤荣春，新谷弘，岩田一夫，杉田宏明机械工程系，金泽技术学院日本，921幡町，石川日本，爱知县，442川摘要：最近，人们对部分小型便携式产品的生产需求有所增加。因此，有必要开发一种微型机床使高速切削成为可能。使用装备有小直径铣刀的高速切削机床可以高效率的加工较小零件。在科研成果中，一种装备了小直径立铣刀的立式微型机床的研究解决了高速条件下小零件的设计与生产问题。所研制的机床的尺寸是3000040重量为50s。研究 果 ， 度加工零件时，s。 加工速度达到25m/ 较， 的 键词：立式微型机床 小直径立铣刀 高速铣削加工 度 度。 近 ， 需求的 ，产品种 量的 使生产系 因此，“需要有效的生产，需要一 是人们对 便携式产品的需求增加。此，人们对产品的小型 量 用的要求有所。因此必要度 对人们对小型 产品的量需求。 使研发一种高度小型 的机床成为必。，使用小直径立铣刀在的速为 分的高速机床加工小型产品 增加切削速度是以 的。因此，在使用小直径立铣刀时必要使用高速的 增加切速度。 一 ，机床的重 是尺寸能 用率 。高速机床的加工 小产品的需求。此，机床的 其 机械 件 ， 能量 。因此，研究一种装备了小直径立铣刀的立式微型机床用 高速加工 能 为重要。在 研究中，立式微型机床的设计与制 可以 高速切削加工 能。 使用小直径立铣刀加工小型零件成为可能。表1 微型机床说明书分率 ” 分 机 尺寸 ” ”量 直线电机驱动全行程X：，Y：，Z：6 图1 微型机床照片 图2 为立式微型机床的规格。为了减其重量，在车床支架 料中采用了基 料 ，所用的 料是铸铁 重的一半。此， 的优点很 ，拥有普 料双倍的抗拉强度为”倍的杨氏模量 ”的线膨胀系 6。机 重量为 g，机 的尺寸是” ”双风水 机 型： ” n B型： n 可以使用直径较小的刀具以 高速切，又又小，可在无润滑油条件下使用。因此，冷却系是没有必要的， 采用缩。X Y采用直线电机驱动，确到的定位可加工高度的小工件。X 的长度分别为，, 6。微型机床安装在一个盒子里，用 控制加工期间产生的 体。规格的微型机床的示意图。 用个人计算机进行了控制单 的控制。图 构。 已手动安装在 ， 了度达到微。图中的箭头显示每个键的递向。图”显示控制系的X Y。控制单 采用一个闭环系。 用高定位度位置 了速度 电流的反馈机制。个人电脑程序使用直观视觉进行定位。如图所示为电能 ，显示了微型机床 有的高速加工中 M C 间的 较，该设备的电力 “为M C 的十分 一。确定了微型机床在能 效率的优越。图3 微型机床控制系统示意说明 图4 微型机床与加工中心耗电量比较图5 路程与转数关系 图6 3 气涡轮机轴的特征可以 高速，但 扭矩 。在 部分,研究了 的受力对其 的影响。在安装了测试棒，将负载添加到测试棒的顶端(长度 ,直径 使在水 向 。使用 速 测量 的 ,图显示了速的测量 果A 图里, 量直线下 ,增加负载,可以 在以的速度 动 加水 负载” 的 下，速为” 分 在以6 的速度 动 加水 负载6 的 下，速为 分。3.2 是用直线电机驱动。 的定位度 的式是每以 的速度进 分” 成的。 的定位度是使用位 测量 的 到的。对 分 的 果如图6所示。在图中很明显 , 有 确的 。能 ，点在 X。X在一个有Y向的量“ 产生的力。架的特点们需要测量有 率 架 。图 为动测量设备的示意图 法，用压电加速度 测到的机架 动是 的部架产生的，其 是 速 到立” 分 ，可以到有 率 向 率 测量 果。在 中 ，的有 率Y的有 率是”。中可以 ，机架 动的有 率为” 。 机 的 。 机的 率是” ” ,，可以 ，微型机床的有 率 没有产生。影响向测量 测量 果X 率 图7 实验方式和震动测量装置 表2 阻尼测量结果 表3 化学成分和成分 量% 氏度C n P S 部分 180图8 主要工件的围观显示 图9 刀具的几何结构（3%的硝酸酒精溶液处理60秒） 们采用的工件 料是 ( C ，工件 料 。 ”显示了工件料的 学成分 氏度。图 所示位 种 料的微观 构。工件 料的 是 矩 。使用 的双 小立铣刀工具。基 料为 金， 度为”，图 显示了刀具的 。图显示了小端铣刀工具的 端切削 。 的使用的是 端铣刀刀具其 度为零度， 刀 为。图10 微型铣刀的切割边缘 图11 切割长度和表面粗糙度的关系图12 多个切割速度下工件表面的比较 在铣削 中，优 的切削条件如下：在 中进 速度 Z 为：” ，向切削度：微，切的径向度”微，切速度V 为：，6 。为了 切削速度对切削的影响们采用了种 型的， 每个刀 的 能 控制，使用一个” , ” 采用 切点 加的压力 的切法。使用电子显微 显微进行机加工的 的观 。 了在 个切速度下切削 所增加的的最高度 。在该图中 分 的 度 。在高速切时，切 的最高度增量在， 测到的 分 较小。 反可以很明显的 ， 动 分 在 切削速度下 。图用 加工 的切速度。可观测到加工 切削速度最 ( 产生了 裂部分。在高切削速度6 ，即使切距离增加有人没有观 到 裂部分。偏的测量 果 ，使用的直流电动机在 切削速度下的偏为 微。 果在与使用 时 差较。因此, 似的 试图显示了使用有的高速加工中 (偏 使用直流电机获的 果是一 的。接 ，在 个切速度 下对加工 的 进行了观 。图”显示了用”的硝酸 酒溶液蚀刻后的切削 在同切削速度时的 较，如在图中可以确认，在 度为” 时切削速度为 在 度为6微时的切削速度为 。因此 在高速切削的 下可以减少 的 度，以具有优越。图显示了切削屑 图13 图14 0s（3%的硝酸酒精溶液处理60秒） 切削屑的比较（3%的硝酸酒精溶液处理60秒）度 切削速度增减小。 切削速度 一半, 切削屑的塑流动度减少。因此,减小高速切削的切削度 使用直径较小的刀具可以度。因此，可以预期高速加工使用小直径立铣刀工具的优。5、结论对安装了高速小端 铣刀的微型机床的研究设计 生产, 了省能 。所到的 果如下： 立式微型机床设计，该机床是 ” 分型或 分型 基 定位度为 的氮 硅 架 一个线马达组成的。机床的功 “为有的高速加工中 的 。” 了” 分的可以在 的高速 ” 的水 载荷下使用。 该微型机床 有 率为”H 。 可以保 度 较高的切削速度 在较长切削长度下切确的 分 较小。在 些条件下，获无 裂部件的加工 。6 度在切削速度下为”