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中英文 翻译 一种 数控车床 加工 机制

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一种新的数控车床加工机制丹尼尔方x。*新泽西李机械工程学系、爱荷华州立大学,艾姆斯说,是50011年,美国于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。文摘详细介绍了开发的一种新型数控车床加工机制与网上切削刃的角度可调的倾向,这是其中的一个主要工具在几何参数的加工操作。该机制的基础上,结合三个连接(1)调节角度工具倾向自动化、连续化,(2)三个弯槽工作同时补偿提示偏差准确和(3)一个输入连接直线步进电机的驱动下,转换在线性中风工具的角度的旋转。原型开发机制提供了一个新的工具未来的开放architecture-based CNC设备。2000农业科技有限公司版权所有。关键词:工具倾斜角度,刀具几何、CNC加工1介绍刀具几何参数在决定整个加工,包括切削力、刀具磨损、表面光洁度、芯片和芯片断裂形成中起着重要作用1,2。优化刀具几何的重要性已经突出来的巨大的经济意义在机械加工中刀具耐用度最大化3。在过去的几十年中,很多研究已经取得了重要的研究工具几何效应,包括工具倾向的角度出发,对加工性能。众所周知,倾斜角度的工具是确定芯片流向加工的重要因素4而且已被应用于各种数学模型对芯片流5,6。在完成车削过程中, 一个工具倾向的角度的得出能有效引导芯片流移动方向来减少这些风险对芯片纠缠7,8和保护加工表面,从而在自动化加工系统中达到有效的芯片控制。由于其切削力显著影响，倾斜角度的工具也被包括在一些研究者的切削加工性能的数学模型研究9,10。数控机床的核心是CIM。最近世界各地的研发实力和发展新一代数控机器配有开放体系结构的允许模块化集成控制系统的传感器、过程监控和控制单元和数控机床上,不仅加工刀具路径,而且过程性能可以在实时CNC加工操作系统(11) 中进行编程控制。然而,没有成功的工作已经报道了发展的在线工具模具几何控制机制,可以用于CNC设备。在该领域还只有两个有关报告是基于最近的文献的。第一个,公布于1990年的Kolder误码率14,是一个允许用户通过不断的变革的工具角度来建立几何参数优化工具的普遍机械刀具。然而, 由于下列两个主要的限制,他们开发的原型并不适用于实时控制的要求或数控加工业务：1对于设置工具机制角度是基于离线手工操作。2结果提示偏差必须要用try-and-see的手动调整方法。第二个，方和Najmossadat15在1996年出版，具有自动控制工具倾角的能力，然而，他们的原型也有有限的应用，主要是由于以下两个原因：1刀具角度变化的机制是基于三个线性斜坡约补偿沙爹工具提示的偏差，从而导致工具倾角的变化范围有限（只有5）和有限的工具提示偏差补偿精度。2夹紧机制仅限于手动式车床。显然，没有多大意义手动机有功能上线的可调刀具几何。因此，需要确定以前的工作15通过引入新机制，更好的工具提示补偿精度提高，范围更广的角度调整，适用于数控机床的机械结构。一个三通和三弯槽相结合的机制已在这项工作中，克服了上述两个限制。三个弧形槽，它在本质上是非线性，已被证明是准确自动补偿sating的工具倾角调节范围广的工具提示偏差。2新的数控加工机制的说明它一直被称为刀具倾角在确定的加工性能起着重要的作用，因此这将是可取的，如果倾角可浓度控制在数控机床的自动加工系统的上线。2.1新的数控加工机制的基本结构工具提示为新的数控加工机制，始终保持在所需的点在温泉即没有任何偏离其工作点，而工具的倾角正在昌同时在加工过程中。新工装机制结构1，三通自动连续调整工具倾角;2，三个弧形槽，同时工作，以弥补工具提示偏差;3，标准为标准的可转位刀具刀片刀架;4，步进马达与线性输出;5，一个标准的刀柄或适配器，可以连接数控车床刀架。 整个工装系统，包括步进电机，适用于标准的刀柄炮塔内的数控车床。三通/三弯槽的机制原理是，如图1。2.2制定工具提示偏差，导致在倾角的变化一个刀架是在3-D（斜）的加工工艺能够改变倾角，它是必要的，到一个点，它的功能作为一个支点上刀架，刀架旋转。工具提示不能被选为这一点，因为它是刀具和工件之间的接触点。假设A点旋转刀架，工具提示将与工件的接触点的两种类型的偏差，高度差h和径向偏差R为如图。2。方程的偏差可以被称为15，这是以前的工作，就是，高度偏差径向偏差其中w是刀架的高度，L-1刀架上的提示和支点之间的距离，是一个W和L-1的功能，q是角度旋转，这是同等规模所需的倾向角。应当指出的是，工具提示偏差是工件轴对称。这意味着，例如，径向偏差时的角度为+ Q会时，它是2Q不同。因此，H +和R+是用来指工具提示偏差时是积极的，H 2和R 2负角的角度q。据图2，偏差方程可以进一步简化为制定和计算的方便。高度偏差：2.3三弯斜坡的机理及设计三个弧形槽，同时工作的机制，可以在图所示。 3。刀架旋转时，为了弥补工具提示偏差，A点算机同时移动。这可以通过设置点到沿着固定槽和弯曲移动（曲线3）。一个洞，在A点，轴通过插入孔和弧形槽（曲线3）。因此，如果沿曲线3轴移动，指向刀架在同一移动相应地沿曲线3的距离。刀架之间增加弧形槽2（曲线2），以移动轴和曲线3，因此，点沿曲线3。当曲线2旅行相对曲线3，线性轴将推动沿曲线3。为了能够改变工具的倾斜角度，刀架上B点必须沿着弯曲的槽（即曲线1）相对A点的两条曲线1和2上设置一个移动的输入链接。它应该指出，曲线1和2有一种内在的关系，因为B点的位置上曲线1依赖于任何所需的工具，倾角为2曲线上的点A的位置。曲线3的设计应以这样一种方式，它将使A点移动到对面的方向，但在同样的距离，工具提示偏差。因此当工具倾角旋转一个角度q，A点应在X方向移动的距离必须是平等的工具提示相同角度的径向偏差。同样，距离点应在Y方向移动，必须是平等的工具提示的高度差，在相同的角度q。因此，根据图所示的坐标系。 3，方程曲线3表现为，曲线2的功能是将一个沿曲线，如图所示的槽3点。3。曲线2的垂直高度必须超过总高度偏差较大的工具提示。最小长度的曲线2可以发现，作为其中：Q2曲线2的倾斜角;H +积极的最大工具提示的高度差;H2的负最大的工具提示的高度差;L2是时，无论是在工具倾角= 0对应的刀架中心线之间的距离曲线1和曲线3。（LS）曲线2（Q2）和中风的角度是成反比的。他们要么应该选择，考虑到工作空间的可用性。中风LS是输入墨旅行的距离。曲线1的功能是将B点相对A点，直到达到所需的工具倾角。曲线1，得到B点的相对位置确定曲线2一个点上的立场据图所示的坐标系。3，曲线方程可以推导出，2.4测定输入链接的中风重要的是要建立输入链接，这是从电机控制的线性输出，工具倾角中风之间的关系，使中风的严重程度可确定所需的工具倾角。据图。 4，为中风的方程可以表示如下：如果我们让可以进一步简化为，3表现新的CNC模具开发的原型图5显示了新数控车床的工装机制的实际原型的照片。有七个主要的机械单位建造的原型，描述如下。1，输入链接：它由弯插槽1和2，也可用于打击刀架到位。2，捂盘：它包含了曲线槽3，也被用来打击在输入链接。3，电机安装板：它是用来挂载直线步进电机，用于驱动输入链接。4，两轴：它们被用来支持在点A和B的孔，并保持在三个插槽。5，一个标准的工具插入一个标准刀柄：刀柄将轮流在刀柄内的空间限制。6，一个标准的刀柄：刀柄是标准附件，数控机床和设计举办的数控转塔刀架。在这项工作中，刀柄也被用来容纳整个新的数控加工机制。7，步进马达与线性输出：线性输出驱动输入链接到生产所需的相应的工具倾角中风。这三个动作，即联系1-3图所示。 1，同时将移动根据线性中风是由步进电机控制。图6显示了计算机模拟的新工具的机制，在三个不同的工具倾角位置。图7给出了另一台计算机上模拟显示工具提示停留在相同点，也就是其工作点，当工具倾斜角度的变化。新的数控加工机制，可以用来研究切割连续工具倾角的变化，部队的模式，如图所示。8的一套工具倾角增加切削力降低，从实验结果的典型。在不同切削条件下使用的6个不同的工具芯片断路器的两个案例研究也证实，增加工具倾角减小切削力，如图所示。9。用不同的工具，芯片断路器的实验结果也表明，可控的工具，倾角，结合不同的芯片断路器的名称，可能有助于实现最好的芯片控制，降低切削力，刀具几何形状的优化上线。因此，它可以清楚地看到该工具的倾角对切削力有显着影响，因此上线实时自动化加工系统或配备了开放式体系架构控制器的数控机床加工性能优化可控的刀具倾角可能发挥的重要作用。4结论上线加工过程的性能主动控制与前瞻性的开放式架构控制器，将成为一个非常重要的功能先进的数控机床的功能，使刀具路径和工艺性能进行编程和实时控制数控加工操作。因此，这项工作的目标是开发一个新上线的可调工具的角度工装机制，以充分利用机控制系统开放式架构，将配备新一代数控。上线的可控的刀具机制的作用，将是“真正意义上的”开放式数控控制系统中的应用。刀具倾角是一个重要的工具，加工中的几何参数和工艺性能参数，如切削力，表面质量，芯片流和形成过程的动态稳定性，刀具磨损/刀具寿命等，因此，有显着影响重要的是该工具的倾角可以实时调整和控制，以实现在无人值守的数控加工工艺优化加工性能。已开发马达控制的刀架，数控机床，可以在使用自动设置工具的倾角和工具提示所产生的偏差自动补偿功能。新的数控加工机制是一个设计新颖，使用三个工作的同时，以弥补不断和准确的工具提示偏离工具倾角的设置造成的弧形槽。由于该工具提示总是停留在一个空间中的点，即其工作点，在整个调整过程中所需的工具倾角，新工装机制可以被用来实时数控加工操作ACHI前夕上线最佳工艺性能的控制。参考文献1克鲁夫特，W.C.柯尼希A.面包车Luttervelt，K.中山A.J. pekelharing控制芯片，目前的知识，史册的机械工程研究所28（2）（1979）441-454。2 M.C.邵逸夫，金属切削原理，纽约，牛津大学出版社，1984。3 S.卡尔多，P.K. venuvinod，宏观层面的优化刀具几何，ASME制造杂志科学与工程学院119（1997）1-9。4 W.K.陆，斜切割的芯片流方向，国际生产研究10杂志（1）（1972年）67-76。5制造工程师学会。模具设计的基础，第二版，中小企业，迪尔伯恩，MI，1984。6 H.Y.青年，体育马修，P.L.B.法案，允许刀尖半径的影响，在预测芯片的流动方向和切割车削的力量，201（C3）机械工程师学会，英国机械工程师协会论文集（1987）213-226。7 C.Y.姜，Y.Z.张，Z.J.。池，芯片的流动方向的实验研究及其应用芯片控制，机械工程研究所33（1）（1984）81-84史册。8楼Kiyasawa，观察芯片上纠缠，在第五届国际制造业的法律程序赋予ENCE，广州，中国，卷。一，1991年，页49-52。9 V.C.文卡塔斯，可加工电脑的数据，在1986年Automach会议，悉尼，1，澳大利亚，中小企业，Dearbon。 1。 1986，页59-73。10 X.D.方，I.S. jawahir，完成总的加工性能预测转向使用集成的模糊集模型的切削参数，国际生产研究32（4）（1994）833-849杂志。11麦科马克，制造行业协会，形成一个虚拟的组织，追求下一代制造图灵，制