压花镜框专用成型铣削机设计【16张PDF图纸+CAD制图+文档】
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一种逐步铣削的新型数控机床控制装置马里博尔大学,机械工程学院，智能制造实验室，马里博尔，斯洛文尼亚许倍雷译摘要：本文介绍的设计方案，操作和分析一种逐步铣削新型数控机床控制装置的洗削步骤。逐步建立功能齐全，一步铣削装置可确保该铣削工件月底或锥形铣刀，两者的比例约为深度铣(mm)和铣削刀具直径D(mm)大于1.5(a/d1.5)导致在增加耐磨性的最前沿。打破该铣刀减至最低，不是经常的，和铣削力降低，因而造成规模较小的挠度铣削工具和控制精度较高的加工，该机床使用比较好。关键词：数控机床控制装置；按部就班铣1 前言技术问题发生在当加工一些复合部件使用完或锥形铣刀的小直径在大切削深度。根据该建议刀具制造商的深度铣削必须符合范围1-1.5 D，其中D是铣刀直径。通常，深度铣所需用于制造的零件可能高达六自由度。这个问题尤为严重，当加工零件（模具），以锥形铣刀（切削深度是4D，锥角3 至6 ），如粗铣一件特别粗的粗刀是不可能的和在案件模具加工中（材料的模具钢是根据DIN 1.2343-0.4 碳 ，1 硅，5 铬，1.3 ，钼，1%钨）为挤压铝的钢筋，管道，及横梁。2 国内外研究现状与现有的解决方案当前先进的技术对各类型的加工提供了交合适的解决方案。对工业用途来说，当主要问题出现时，在以制造时间，刀具磨损的阻力，表面质量，几何精度和制造成本的前提下，优化选择技术解决方案，是很有必要的。在确保数控车铣的高品质方面 ，文献也记载了一些解决方法。该文献包含了用特殊形状的刀具进行逐步铣削的讨论方法。对用逐步铣削的加工每个形状的使用来说，一种特殊形状的刀具是必要的。在这个过程中刀具的运动路线是不会改变的，只有制造的形状会改变，铣刀逐步铣削出来的形状会受到外届因素的影响。美国专利提出了一种很高速度的绝热面铣床。这种芯片的去除系统效率是象那种重复铣削的芯片几乎淘汰并且使得刀具寿命得到了提高。这个解决方案需要一种新的机床和一个高投资。 在文章中上述铣削的装置和方法并不包括逐步铣削的新的解决方法的描述。3 循序渐进的铣削方法 这种逐步铣削方法的特点是在铣削描述方面的铣刀距离用（F1代）的步骤和在描述相反方向的相关运动的铣刀距离用（ F2代），如（图1 ）。图（1）图1.一种逐步铣削的程序，铣削的深度，f1.在正方向上的加工距离，f2.在反方向上的加工距离，D.铣刀的直径 图（2）图2.沿着编程轨迹运动的新的刀具路线，f1.在正方向上的加工距离，f2.在反方向上的加工距离，Pst-t.运动轨迹的起始点；Pend-t运动轨迹的终点。Pst.每一个运动前进的起始点，Pend.每一个偏差的终点，Pint.中间点（前一个偏差的终点和下一个运动的起点的点）。4 数控机床控制装置4.1描述和操作逐步铣削的数控控制装置包括一块输入通信模块，一个步码的发电机，一个适当的控制程序，一块输出通信模块和一个微处理器。铣刀的运动路线是如达到一个深度和铣刀直径高达5D的比率的，而不能用常规控制铣床所取得的比率。该装置读取某一特定产品的数控程序的程序步骤，在逐步铣削过程中确定了理想的其始点Pst-t （图2 ）和终点（ pend - t ）和其加工过程中的参 数f1和f2。参数f1是该加工正方向上的距离，参数f2是该加工反方向上的距离，a是铣削的深度。参数f1和f2是通过在实验室的无数次实验和实际运动中和确保逐步加工的所有优势后才被确定的。它的最优值是指f1=0.2-0.8，f2=0.05-0.4mm，并且着两个参数必须满足f1f2；暂停时间是Ts=0.01-1s，该装置改变了刀具目前状况的值，以至于它与预期的限值和一种逐步铣削的方法的要求想对应。该装置的生成路径的特点，在发明基础上，是在计划轨迹中的一个循环反复的一步运动。在预定的（期望）的方向上的刀具f1的运动，在值Ts=0.01-1s的位置上停止，和刀具f2在反方向上运动。这一步运动是反复沿着刀具运动的指定轨迹的运动。 图（3）图3. 一个新的刀具路线的生成流程图。1.读输入数控机床的句；2.块的开始；3.职能的使用如G17，G18，G90，G91；4.坐标系统的变化；5.参数f1和f2的定义；6.快速运动（G00）；7.数控机床编程的书面记录；8.轨迹的终点Pend-tf1；9.运动到Pend-t；10.f1,f2运动的产生11.为靠近偏差时记录的步骤；12.坐标的变化；13.记录步骤；14.最后的一步4.2计算机算法数控控制装置自动演示该刀具的步骤和坐标的变化。 图（4）图4. 一台机床进入数控装置单元内逐步控制的方法（来自数控机床的单元的布局）1，手动输入；2，输入与冲压磁带；3，4，译码；5，计算机；7，位置坐标（x,y,z.）；8，功能记忆（S，T，M.）；9.1，逐步装置（在计算机里）；9.2，逐步装置（记忆前）；9.3，逐步装置（在数控输入前）；10，插补；11，函数执行单元；12，插数据流；13，比较单元；14，15，转换单元；16，数控机床控制单元；17，位置数据；18，测量数据；19，数据功能；20，机床；21，接口；22，测速发电机；23，步进（或伺服）马达。 图（5）图5.工件和加工方向计算机解决方案的模型是基于以下假设条件和要求：1)、未经矫正的加工（G40）。2)、程序员编写数控加工的“常规”程序；逐步加工开始和结束是由文本形式的两项纪录确定大的。3)、该程序包括加工功能G17和的G18 。4)、该程序表现了所有职能在加工过程中的影响（G90，G91，G54 -G59，G00，G01，G02，G03）。5)、该程序包含了所有三个坐标（x,y,z）的同时加工。6)、该程序的变化只是对块标志里的陈述的变化。7)、报表数字的重编。8)、输出数据文件的建立。9)、该程序包含加工更正的查核。10)、计算机程序的操作算法如图3所示。在理想的位置上偏差的检查是自动进行。 图（6）图6. 力用图形来表示43把现有的方法编入现有的数控控制单元这种控制可以被结合到铣削加工中用如图4所示的三种方式：1)、对铣削机床控制单元来说，它在原来的位置和插补如9.1 的位置所示的之间。2)、对数控控制单元来说它紧靠在数据模块读数后，如9.2的位置所示 。3)、在数控控制单元之前，该数控程序截取输入数据，并适当地处理，如9.3位置所示。5 实验和试验5.1一般1)、为铣削通过传统的方法和新方法的按部就班装置测试是被执行。 2)、在实验室里和为铝挤出的刀具的真实产品里这些测试被执行。3)、带有托盘系统和一个工具库的卧式4轴的加工中心（海勒东亚- 05 ）被使用。4)、模具固定是与iso50锥固定一起演示的。刀具的加工是水平的。（G17）5)、一种为测量切削力的测量装置是被固定在加工中心座上。为得到加工测量结果一些测量实验和软件使用在马里博尔大学的机械工程学院已经被广泛应用。6)、这些测试内容是铝AlMgSil(AC30T6-工厂产品的称号) 和有根据DIN标准1.2343 规定的钢。表1对铝AlMgSil为刀具耐磨性进行的两个计划测试 表1表2 表面粗糙度的测量 为加工我们选择了四种类型刀具材料是KESTAG头的铣刀：HSSCo8（直径10mm，4-7mm 的圆锥形，20mm到20mm的粗加工）。铣削深度是1.5D4D。用乳液来冷却。每一个测试块的切削路线的长度是50mm长的两倍切削。加工形状和工件如图5所示。测量切削力的测试时计划和选定参数都在表1中给定了。该测试包含了切削力的测量法，耐磨性，刀具切削边缘的抗压性，加工的几何精度，加工表面的粗糙度和工件的可视化分析。5.2切削力的分析Fx,Fy,和Fz的平均值的计算。最大值的确定和切削力的标准偏差的计算；结果用图来表示切削力的平均值，最大切削力，切削力的平均偏差，切割速度如图6所示。5.3三维坐标的测量加工狭长孔形状的测量在一个UMC850（通用测量中心）的实验室里进行为所有工件和理想狭长孔形状和实际狭长孔形状的比较。一种KUMVDA的编程软件它会自动感应理想曲线的点被使用。图7表现了在传统工艺和当逐步铣削加工的方法中狭长孔的理想曲线（虚线）和实际曲线（实线）之间的偏差。 图（7）图7 真实曲线（虚线） 和理想曲线（实线）的偏离 。常规铣削过程：（a）轨迹3.1；(b)轨迹3.2。逐步铣削：(c)轨迹6.1；(d)轨迹6.2。5.4粗糙度表面粗糙度的测量方法是通过MITUTOYO SURF TEST 211的方法执行的。这些结果是通过微型处理器DIGMATIC DP1-HS处理的.测量结果已在表2中给出并且表现了在传统铣削处理和逐步铣削例子中表面粗糙度之间的不同。55可视化分析传统加工和逐步加工的结果可以在图8中看见。6 结论通过逐步铣削装置，深度的比率和铣削切削直径达5D都能达到。而这些在传统铣削机床中是不能达到的。这种方法可以加工机器
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