3768 硬脆材料水合拋光機(jī)的設(shè)計(jì)

3768 硬脆材料水合拋光機(jī)的設(shè)計(jì),材料,水合,拋光機(jī),設(shè)計(jì) 湘 潭 大 學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書論文（設(shè)計(jì)）題目： 硬脆材料水合拋光機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)號(hào)： 姓名： 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 周后明 系主任： 周友行 一、主要內(nèi)容及基本要求水合拋光是一種利用在工件表面產(chǎn)生水合反應(yīng)，再利用拋光盤的摩擦力去除水合層而進(jìn)行的高效、精密拋光方法。本設(shè)計(jì)為水合拋光機(jī)機(jī)械部分的設(shè)計(jì)，其主要技術(shù)指標(biāo)與要求如下： 1、拋光機(jī)拋光盤的的直徑約為 250mm； 2、轉(zhuǎn)速 50~500 轉(zhuǎn)/分； 3、工件的往復(fù)行程 10mm 4、整機(jī)形式：立式，要求構(gòu)造簡單、成本低 設(shè)計(jì)要求： 1、完成水合拋光的方案設(shè)計(jì)和選型論證 2、水合拋光的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制部件裝配圖和主要零件圖，圖紙總量折合成 A0，不少于 2 張 3、撰寫設(shè)計(jì)說明書，關(guān)鍵零件應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度和剛度計(jì)算，說明書字?jǐn)?shù)不少于 1~5 萬4、完成資料查閱和 3000 字的文獻(xiàn)翻譯 二、重點(diǎn)研究的問題水合拋光的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)強(qiáng)度校核。 三、進(jìn)度安排序號(hào) 各階段完成的內(nèi)容 完成時(shí)間1 查閱資料、調(diào)研 第 1，2 周2 制訂設(shè)計(jì)方案 第 3，4 周3 分析與計(jì)算 第 5，6 周4 繪部件裝配圖 第 7，8、9 周5 繪零件圖 第 10，11 周6 撰寫設(shè)計(jì)說明書 第 12，13 周7 準(zhǔn)備答辯材料 第 14 周8 畢業(yè)答辯 第 15 周四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)1、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 2、機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊 3、于思遠(yuǎn)，林彬. 工程陶瓷材料的加工技術(shù)及其應(yīng)用[M] . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2008. 4、袁哲俊，王先逵. 精密和超精密加工技術(shù)-第 2 版[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2007. 5、袁巨龍. 功能陶瓷的超精密加工技術(shù)[M]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2000 6、王先逵. 精密加工技術(shù)實(shí)用手冊[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2007 研究研磨中刀具路徑和方向的影響作者：C.K.Toh摘要實(shí)現(xiàn)和選擇刀具路徑的策略和方向，銑削時(shí)尤為重要。在航天航空、模具及模具產(chǎn)業(yè)，適當(dāng)?shù)倪x擇，可導(dǎo)致節(jié)省大量的加工時(shí)間，提高工件表面質(zhì)量，提高刀具壽命，從而導(dǎo)致整體降低成本和實(shí)現(xiàn)更高的生產(chǎn)力。本文認(rèn)為，識(shí)別和評(píng)論三個(gè)主要領(lǐng)域的文獻(xiàn)研究，即分析平面銑削，入口和出口的影響的運(yùn)動(dòng)和傾斜的研磨效果?2004 愛思唯爾公司保留所有權(quán)利 關(guān)鍵詞：刀具路徑的戰(zhàn)略；定位；銑；評(píng)價(jià) 1、簡介刀具路徑生成技術(shù)的研究已經(jīng)集中在過去的十年。然而，實(shí)施刀具路徑技術(shù)已被嚴(yán)格限制在所謂的 easy-to-machine 工件材料加工。選擇適當(dāng)?shù)牡毒呗窂讲呗允侵陵P(guān)重要實(shí)現(xiàn)理想的加工表面。沒有考慮到影響刀具路徑的選擇充分考慮加工結(jié)果如切削力，振動(dòng)分析，刀具壽命，切削溫度和工件表面完整性，結(jié)果可能會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性的失敗，因此導(dǎo)致刀具浪費(fèi)不必要的時(shí)間，成本和表面質(zhì)量差。 本文旨在提供一個(gè)簡要回顧的影響銑削策略當(dāng)采用銑削工藝在過去多年的研究，以便更好地了解影響銑削刀具路徑以齒輪對實(shí)現(xiàn)刀具軌跡策略和方向時(shí)，使用一個(gè)高速銑削工藝。 1.1。刀具軌跡策略 許多形式的刀具路徑的戰(zhàn)略已經(jīng)發(fā)展在過去 30 年磨自由曲面。一般來說，它們可以被分為三大戰(zhàn)略，即偏移，單方向的光柵和光柵策略。偏磨，又稱為窗口框架，螺旋，meander-type 或牛眼銑削，其中刀具通常開始在外圍的臉，然后螺旋向內(nèi)[ 1 ]。刀又回到了起點(diǎn)在每個(gè)周期，然后削減向內(nèi)下內(nèi)循環(huán)。刀具然后繼續(xù)向中心直到整個(gè)工件表面加工。刀具路徑是用來連接的刀具路徑從刀具路徑外窗框內(nèi)框，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)刀具路徑運(yùn)動(dòng)。說明這抵消戰(zhàn)略是圖 1 所示（一） 。刀具路徑是經(jīng)常使用的袖珍銑床和需要更多的困難比銑削刀具路徑計(jì)算光柵[ 2 ]。這一戰(zhàn)略是常用的加工口袋功能。該戰(zhàn)略也可以是一個(gè)擴(kuò)展版本，即偏移刀具路徑擴(kuò)大從內(nèi)側(cè)逐漸向外圍邊界的表面被加工。光柵銑床，也被稱為鋸齒形，樓梯，掃，孵化或系帶是一個(gè)戰(zhàn)略的刀具移動(dòng)來回穿越工件在 X–Y面，見圖 1（乙） 。這種策略使刀磨交替沿主軸方向和反對，放棄和銑削，分別為[ 3 ]。這種行為被稱為轍[ 4 ]。當(dāng)采用這種策略，加工時(shí)間大大減少，和更簡單的計(jì)算[ 5 ]。 當(dāng)使用一個(gè)單一的方向光柵策略，刀平行移動(dòng)線掃描整個(gè)地區(qū)被加工。米爾斯在刀具的加工表面，在一個(gè)固定數(shù)額，回到原來的位置，通過空氣之前，在另一個(gè)銑削。圖 1（三）說明了這種刀具路徑方案。這一結(jié)果在/ 銑/傳統(tǒng)銑削方向。圖 1。 （a）偏移 （b）光柵 （c）單一方向光柵刀具路徑策略。 2。分析分析影響平面銑削 Wang[ 6 ]， Prabhu。[ 1 ]，Lakkaraju 和 Raman[ 7 ]和 Jamil[ 8 ]進(jìn)行分析研究，找出最佳的刀具軌跡策略和最佳角度定位的刀具路徑相對于平面工件。本研究是在飛機(jī)表面材料無內(nèi)群島。早期的例子，評(píng)價(jià)研究，出版了[ 1 ]銑削刀具路徑方面的定位方面的一個(gè)參考點(diǎn)在平板平面和選擇一個(gè)起點(diǎn)上的凸多邊形。王等人。[ 6 ]工作的系統(tǒng)研究，確定了最佳切削角度取向，影響了總長度減少時(shí)，銑削表面。工作集中在基本多邊形的三角形七邊形。2 策略受雇于：（一）偏磨；（二）光柵銑床。在銑削，每個(gè)頂點(diǎn)被選為出發(fā)點(diǎn)，而在樓梯加工，切割方向?qū)Σ煌较蚪侵g的刀具路徑和工件的多邊形 1?增量。通過改變的起點(diǎn)和方向，計(jì)算每形成長度為削減和切割時(shí)間（假設(shè)后者是成正比的前） 。工藝規(guī)劃程序偏移和光柵銑開發(fā)。該結(jié)論的工作是：?偏磨，選擇一個(gè)起點(diǎn)并沒有顯著影響的長度減少，雖然小雜物等發(fā)生。?切割方向光柵銑有重大影響的切斷長度（5 –100%） 。?似乎沒有關(guān)系的最佳切削方向和其他參數(shù)，如直徑和數(shù)量的刀刃。?長切割所產(chǎn)生的光柵銑削較偏磨產(chǎn)生的。?光柵面銑平面表面，最佳切削方向大致平行于長邊的多邊形。圖 2 是一個(gè)陰謀的長度切斷與切割方向的三角形，圖 3 顯示了采樣三角。最短路徑的一個(gè)角度是 67?，是平行于長邊，抗體。 圖 2。不同的切割角度方向上的長度切割面銑不規(guī)則三角圖 圖 3。一個(gè)樣本的三角形優(yōu)化方面的切割角度方向刀具路徑[ 6 ]。Sun 和 Tsai[ 9 ]調(diào)查的影響，抵消銑面三角平面通過開發(fā)一個(gè)數(shù)學(xué)模型來確定的影響，不同的出發(fā)點(diǎn)和短切總長度減少。他們推斷，不同的起點(diǎn)上不同的位置在每個(gè)頂點(diǎn)角導(dǎo)致了約 10%的變化在切削長度。列入短切了約 9 的變化 –18%的出發(fā)點(diǎn)是位于同一角的頂點(diǎn)。相比，光柵磨[ 10 ]，孫、蔡證明，刀具路徑的長度減少所需的偏移磨短。這個(gè)結(jié)論是在與王等人。[ 6 ]因?yàn)閺脑u(píng)價(jià)結(jié)果，他們認(rèn)為，變化的一個(gè)起點(diǎn)并沒有顯著改變切削長度。然而，太陽、蔡意識(shí)到重大影響縮短長度減少不同的起點(diǎn)。 Lakkaraju 和Raman[ 7 ]聲稱，雖 然分析模型是一種 簡單的方法來確定 最佳路徑的一個(gè)端 面銑削操作，它忽視 了幾個(gè)物理參數(shù)和 在許多情況下，這 使得建模 un-realistic。為了使事 情更現(xiàn)實(shí)的因素，如銑刀直徑及刀具軌跡重疊，被認(rèn)為是除了刀具路徑方向。只有光柵銑削策略被用來和徑向切深為刀具直徑 80%。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了三- ，四- 和 5 邊凸形狀。套刀具路徑每個(gè)幾何生成采用旋轉(zhuǎn) 5?后各仿真，從而改變物體的方向相對于刀具路徑。在每一個(gè)方向，行駛距離的測量。圖的距離旅行對刀具路徑的方向方面的部分了。這些表明，循環(huán)關(guān)系的最大值和最小值定期發(fā)生。有人還發(fā)現(xiàn)，最小值出現(xiàn)在不同方向的角度不同的形狀。換句話說，存在一個(gè)最佳路徑的每一個(gè)形狀在一個(gè)特定的方向。在后來的工作[ 10 ]，他們開發(fā)了一個(gè)分析模型與總長度減少的方向作為一個(gè)等差數(shù)列三角函數(shù)完全基于對象幾何形狀、刀具直徑。他們的分析模型的結(jié)果是一致的王等人。[ 6 ]和普拉布等。[ 1 ]，最低長度減少可移動(dòng)刀平行于長邊。Jamil[ 8 ]提出了修改光柵刀具路徑的評(píng)價(jià)方法用于銑面凸表面。不像以前討論的方法，這并沒有采用迭代的方法，但不是一個(gè)半解析方法，它聲稱，這產(chǎn)生更好的結(jié)果相比以前的型號(hào)。結(jié)果表明，優(yōu)化刀具路徑最可能獲得的當(dāng)數(shù)“樓梯”是最小化和相對應(yīng)的平行側(cè)的最大優(yōu)勢，尤其是當(dāng)有鈍角三角形。然而，這不是證實(shí)當(dāng)三角形不鈍角。在這種情況下，路徑的長度應(yīng)評(píng)價(jià)為三角形各邊的確定最佳解決方案。分析模型的發(fā)展由上述人員遠(yuǎn)過于復(fù)雜，簡單的多邊形形狀。另一方面，Arantes 和 Sriramulu Jamil[ 8 ]提出了修改光柵刀具路徑的評(píng)價(jià)方法用于銑面凸表面。不像以前討論的方法，這并沒有采用迭代的方法，但不是一個(gè)半辦法，它聲稱，這產(chǎn)生更好的結(jié)果相比以前的型號(hào)。結(jié)果表明，優(yōu)化刀具路徑最可能獲得的當(dāng)數(shù)“樓梯” 是最小化和相對應(yīng)的平行側(cè)的最大優(yōu)勢，尤其是當(dāng)有鈍角三角形。然而，這不是證實(shí)當(dāng)三角形不鈍角。在這種情況下，路徑的長度應(yīng)評(píng)價(jià)為三角形各邊的確定最佳解決方案。分析模型的發(fā)展由上述人員遠(yuǎn)過于復(fù)雜，簡單的多邊形形狀。另一方面，Arantes 和 Sriramulu Jamil 推導(dǎo)更簡單方程和推導(dǎo)最佳長度切割可以得到限制的計(jì)算關(guān)系的方向平行的多邊形的邊緣。 Sarma [ 4 ]建議一些轍光柵銑床，而不是長度減少是一個(gè)重大的貢獻(xiàn)的加工時(shí)間。據(jù)認(rèn)為，比最大切割速度，最大加速度是巨大的，尤其是在背景中。因此，轍有助于大多數(shù)總加工時(shí)間。減少一些轍，作者開發(fā)了一個(gè)概念稱為交叉功能，這是衡量有多少次徑向切深在某些角度相交的輪廓多邊形。這是進(jìn)一步證明，減少交叉功能，即一些轍，總是對應(yīng)于一個(gè)凸多邊形的最小寬度方向刀具路徑穿過它。 光柵和偏移刀具路徑策略有其優(yōu)缺點(diǎn)。雖然光柵銑削具有概括性被發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生縮短刀具路徑，扇貝，左邊的墻壁上一個(gè)口袋不能完全去除加工。與偏移策略，scal-lop 痕跡可以被刪除，形成一個(gè)平滑的表面?；旌喜呗灾贫ǖ耐詰俸?veera-mami [ 12 ]合并雙方的利益刀具路徑策略，帶子可以消除的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了低刀具路徑長度。分析結(jié)果表明，混合加工策略優(yōu)于抵消戰(zhàn)略方面的長度和結(jié)果更加明顯的大口袋大小和較小的內(nèi)部角度。這是因?yàn)閺较蚯猩钚枰苊庵丿B，降低材料內(nèi)部的角度增加，隨后導(dǎo)致在較短的長度減少，見圖 4 插圖。 C . K .托/材料加工技術(shù)雜志 152（2004）346 –356 圖 4。插圖的刀具路徑，當(dāng)操縱在一個(gè)較小的內(nèi)部角度和較大的內(nèi)部角度反映的已加工區(qū)[ 12 ]。 分析模型的研究人員開發(fā)的四種以上沒有考慮到刀具磨損狀態(tài)一刀，切割長度的影響。無知的刀具磨損的考慮可能會(huì)導(dǎo)致貧困的刀具壽命和工件的表面質(zhì)量。這實(shí)際上會(huì)導(dǎo)致成本增加和時(shí)間的浪費(fèi)?；谶@些事實(shí)，魚苗等。[ 13 ]調(diào)查的影響，不同的切削角度方向光柵面銑削刀具磨損時(shí)矩形熱軋中碳鋼。圖5 描繪插圖光柵銑削切割方向角 60?圖和詳細(xì)的影響長度和刀具磨損區(qū)域的長度切割角度方向。一般情況下，刀具的磨損和切削長度增加，提高方位角。結(jié)果表明，切削角方向和長度將有重大影響的刀具磨損。切削角方向 0?導(dǎo)致切削長度約 4800 毫米。魚苗等。 [ 13 ]表明，光柵銑床在相反方向平行于長邊的長度，能夠有效減少約 914 毫米是最短路徑。因此，本研究的結(jié)果證實(shí)王等人。[ 6 ]，普拉布等。[ 1 ]和 lakkaraju 和同事[ 7、10 個(gè)]，最低長度減少可移動(dòng)刀平行于長邊，以選擇最佳的起點(diǎn)切。3。入口和出口的影響大多數(shù)的文件上面提到的建議，長度較短的削減導(dǎo)致較低的加工時(shí)間和提高刀具壽命。這一結(jié)論可能是誤導(dǎo)，因?yàn)樗麄儧]有考慮其它工藝參數(shù)。拉曼和lakkaraju [ 14 ]開發(fā)了一個(gè)軟件程序?qū)⒂绊懭肟诤统隹诘慕嵌葘Φ毒吆偷毒邘缀螀⒖脊鈻诺毒呗窂降氖褂?。其仿真結(jié)果表明，刀具幾何形狀和入口和出口的條件產(chǎn)生了不利影響刀具壽命。吳和拉曼[ 15 ]的結(jié)論是通過增加徑向切削深度，長度較短的削減導(dǎo)致由于材料被刪除。然而，這是在高切削力和表面誤差，最終可能導(dǎo)致斷裂，刀具壽命低。當(dāng)完成銑刀在工件表面質(zhì)量是至關(guān)重要的，低徑向切削深度是可取的，低切削力可以維持，避免不良振動(dòng)。因此，低，工件表面粗糙度和表面精度可以達(dá)到。另一方面，切削長度更長，可以產(chǎn)生不利影響刀具磨損形成的刀 每次刀進(jìn)入和離開加工表面，它是受到快速切負(fù)荷的變化。這種情況下出現(xiàn)磨的特點(diǎn)是作為入口和出口的條件[ 16 ]。當(dāng)高速銑削加工，材料去除率導(dǎo)致的不斷沿刀具路徑創(chuàng)建一個(gè)統(tǒng)一的切負(fù)荷。在銑削在角落或凹表面的材料被刪除，增加，由于較高的接觸角，見圖 6。這增加了徑向切深和芯片面積迅速產(chǎn)生波動(dòng)的切削力，可能會(huì)導(dǎo)致過度的刀具振動(dòng)。因此，切削力波動(dòng)帶給削角[ 17 ]。Raman 和 Lakkaraju [ 16 ]分析了影響的軌跡，入口和出口面銑刀通過廣泛的文獻(xiàn)。他們集成這些工具壽命過程變量納入其方案，使模擬更加先進(jìn)的加工策略。 Law 和 Geddam [ 19 ]分析方程估計(jì)的切削力和刀具偏轉(zhuǎn)誤差為直線和角槽切割以及磨好角小的徑向浸泡。瞬時(shí)切削力得到了確定不同徑向切削寬度在切角。基于切削力的計(jì)算，估計(jì)偏差錯(cuò)誤，然后計(jì)算的輪廓精度的口袋和驗(yàn)證使用坐標(biāo)測量機(jī)（能力成熟度模型） 。圖 5。不同的切割角度方向上的長度和刀具磨損面積長度減少[ 13 ] C . K .托/材料加工技術(shù)雜志 152（2004）346 –356 圖 6。接觸角變化時(shí)，在銑削直巷（一） ， （二）一角， （三）和（四）凸表面凹表面[ 18 ] Iwabe 等人。 [ 20 ]制定了一個(gè)簡單的新型刀具路徑策略，避免過度波動(dòng)的切削載荷時(shí)銑削在角落。一種改進(jìn)的刀具路徑方案 de-vised 等，而在直角切削，刀具路徑循環(huán)在角落里。圖 7（a ）說明的作用改變刀具路徑的變化對徑向切深和圖 7（b）最大的芯片面積。雙鏈線 –乙 –三說明了原來的刀具路徑?jīng)]有循環(huán)和循環(huán)的改進(jìn)刀具路徑的戰(zhàn)略被描述為一個(gè) A–A 1 –B 1 –B 2 –B 3 –A 1 –B 1 –C–從圖 7（a） ，原來的刀具路徑表現(xiàn)出較大的徑向深度切割時(shí)，切割在角落里。通過引入一個(gè)環(huán)形刀具路徑，徑向切深減小一半；因此，有效地減少過度的振動(dòng)，會(huì)遇到不減少進(jìn)給速率。使用一個(gè)較小的刀徑環(huán)形刀具路徑，導(dǎo)致在一個(gè)較小的芯片面積較原來的刀具路徑；見圖 7（b ） 。因此，使用一個(gè)較小的直徑加上完善的策略，大大減少所造成的沖擊，當(dāng)磨角從而提高尺寸精度的角落。 銑削磨損刀具經(jīng)常介紹邊緣缺陷的工件材料生產(chǎn)。這樣的邊緣缺陷是最有可能的形式，突起或粗糙的材料，稱為毛刺[ 21 ]。因此，大量的時(shí)間可能需要花上手工拋光去除毛刺形成在邊緣。減少毛刺的形成，主要是防止刀具從退出工件材料加工過程?；谶@一概念， Chu 和 Dornfield[ 21 ]導(dǎo)出三種方法避免毛刺形成改變刀具出口條件。刀具路徑策略推導(dǎo)了數(shù)學(xué)證明沒有刀具退出。圖8 給出了一個(gè)改進(jìn)刀具路徑策略 C t →Cs →Ci → Ca 周圍的一個(gè)角落，避免刀具出口。在這個(gè)圖中，出口毛刺以及存在的磷不一的原始刀具路徑顯示為虛線箭頭將被淘汰。然而，一個(gè)缺點(diǎn)是，刀具路徑的戰(zhàn)略實(shí)施，不適于銑削薄壁部分或韌性材料。刀具路徑策略的薄壁部分已被視為一個(gè)不同的角度。高速銑削薄網(wǎng)已被證明成功和德沃夏克[ 22 ]盡管鋁工件材料。它的結(jié)論是，刀具路徑應(yīng)該選擇這樣，地區(qū)被加工支持盡可能多的未加工材料的切削方向應(yīng)從至少支持地區(qū)最好的支持區(qū)。當(dāng)銑薄壁部分，特別注意應(yīng)支付的正確選擇切削速度，進(jìn)給率和軸向切深以免變形的工件結(jié)構(gòu)。降低切削力，切削溫度與刀具顫振是特別有助于減少失真[ 23 ]。低切削力，刀具變形可以減少，從而減少失真的結(jié)束部分。降低切削溫度降低熱應(yīng)變誘導(dǎo)在工件和切削速度高使薄結(jié)構(gòu)被加工顫振以來據(jù)報(bào)是減少[ 23 ] 圖 7。影響循環(huán)和原來的刀具路徑上的徑向切削深度和最大的芯片面積[ 20 ]。 C . K .托/材料加工技術(shù)雜志 152（2004）346 –356圖 8。改進(jìn)的刀具路徑方案，米爾斯周圍的一個(gè)角落，避免刀具退出[ 21 ]。 4。斜銑的影響 精銑自由形式的模具，刀具路徑沿不同的表面曲率。當(dāng)完成銑軸和五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床，刀具相對于工件表面是關(guān)鍵在實(shí)現(xiàn)最佳的工件表面粗糙度和精度[ 24 ]。最小刀具或工件的傾斜角度，稱為斯特茨方法或傾斜的方法[ 25 ]是這樣定義的，刀軸或工件材料傾斜在一個(gè)恒定的角度就表面正常的。球頭銑刀一般用于精銑由於刀容易適應(yīng)加工自由曲面。然而，精銑平面表面一般結(jié)果在貧困的工具，因?yàn)橛行У那懈钏俣仍谄涿卦E是零和有效的芯片空間很小[ 26 ]。最小刀具或工件的傾斜角度，因此需要避免切割尖端的刀具。一個(gè)大的傾斜角度，另一方面可以增加表面粗糙度的原因是因?yàn)榈毒咂庇捎谳^高的切削力。一般來說，四個(gè)不同的刀具路徑方向的提出和確定，如圖 9 所示圖 9。說明四種不同刀具路徑方向[ 26 ]。 當(dāng)球頭銑削表面上傾斜，該工具 –芯片的接觸面積顯著變化時(shí)使用不同的刀具路徑方向。圖 10 顯示工具 –芯片時(shí)，球頭銑削表面上傾斜，該工具 –芯片的接觸面積顯著變化時(shí)使用不同的刀具路徑方向。圖 10 顯示工具 –芯片 352：托/材料加工技術(shù)雜志 152（2004）346 –356 圖 11。雕塑表面的核心和刀具路徑的加工策略[ 28 ]。聯(lián)系地區(qū)的刀面沿刀軸。從圖中，刀面被定義為一個(gè)圓形平面，這是垂直于刀具軸。刀具路徑定位，表面傾斜角和軸向切深有直接影響的大小的工具 –芯片的接觸面積。當(dāng)在垂直向上的方向，刀屑接觸區(qū)在上半年的 cut-ter平面。垂直向下方向的工具， –芯片的接觸面積的變化對中心的刀具平面。水平向上或向下方向的工具， –屑接觸區(qū)向外運(yùn)動(dòng)，同時(shí)減少其寬度為表面傾斜角的減小。該芯片幾何變化，由于傾斜角度有顯著效應(yīng)對切削力[ 27 ]?；返热说墓ぷ?。[ 27 ]上的仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，切削力傾斜表面上的軸向和徑向切削力普遍下降的傾斜角度增加時(shí)，在水平或垂直向上的方向。有人還指出，切削力是一般較低水平的刀具路徑的方向比垂直方向的銑削刀具路徑。沒有特別的理由是文件中提到的，然而，它是非常相信，刀屑接觸區(qū)有重大影響圖 10。刀-屑接觸面積的基礎(chǔ)上，刀面不同刀具路徑方向[ 27 ]。 進(jìn)一步的工作[ 28 , 29 ]調(diào)查的加工誤差引起的球頭銑刀刀具變形曲面。作者考慮的四個(gè)主要問題，如芯片幾何和嚙合，切削力，刀具偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)靈敏度的工件表面幾何進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究不同刀具路徑策略對相鄰的二維雕刻表面的核心，見圖 11。結(jié)果表明，加工誤差在不同的表面和不同的兩面，見圖 12。圖表顯示切割策略，在銑削在水平向下的方向，較大的加工誤差相比，銑削在水平方向向上。此外，模擬切削力的大小在銑削在水平向下的方向是高于在水平方向向上。切割策略，垂直向下方向切加工誤差引起的。另一方面，一個(gè)加工誤差造成過切時(shí)在垂直方向向上銑。降低切削力是造成當(dāng)在垂直向下方向偏轉(zhuǎn)，造成刀具對加工表面。相反，一個(gè)垂直向上的方向，更高的切削力和刀具偏離工件表面產(chǎn)生加工誤差的削弱。研究人員認(rèn)為這一現(xiàn)象主要是由于芯片負(fù)載分布和變化的切削力系數(shù)在球頭刀具的一部分。它的結(jié)論是，大小加工誤差也取決于幾何的曲面，切割方向偏轉(zhuǎn)，刀具，機(jī)床幾何誤差，刀具磨損和熱效應(yīng)[ 29 ]。刀具撓度被確定為主要因素。一個(gè)表面生成模型還制定了學(xué)習(xí)機(jī)偏轉(zhuǎn)誤差產(chǎn)生的球頭立銑刀。這一預(yù)測加工誤差，準(zhǔn)確，可以提供高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)力應(yīng)用在汽車、航天工業(yè) 。C . K .托/ 材料加工技術(shù)雜志 152（2004）346 –356圖 11。雕塑表面的核心和刀具路徑的加工策略 [ 28 ]。圖 12。影響刀具路徑策略對加工誤差 [ 28 ]。 C . K .托/材料加工技術(shù)雜志 152（2004）346 –356 圖 13。影響刀具傾角和刀具伸出最大磨損[ 31 ] 一些研究人員已經(jīng)解決了刀具路徑的方向傾斜的工件表面在過去的 15 年。Elbestawi 等人。 [ 30 ]指出，半精和精銑高速?zèng)_壓熱作工具鋼使用聚晶立方氮化硼（立方氮化硼）球鼻子立米爾斯，顯著增加刀具壽命觀察時(shí)，向上在銑削工件傾角 10?。刀軸傾向于在飼料方向表面正常的關(guān)系。刀具壽命增加，由于工件的接觸面積很小，切削刀盤中心是可以避免的。 通過增加刀具的傾斜角度相對于工件的厚度減少，削減。同時(shí)通過增加刀具的傾斜角度相對于工件的厚度減少，削減。同時(shí)，徑向切削寬度增加，從而增加切屑接觸長度[ 31 ]。圖 13 顯示的結(jié)果影響的工具和刀具傾角最大磨損的刀具獲得 Tonshoff 和 Camacho[ 31 ]。其結(jié)果表明，一般來說，最大的側(cè)面磨損下降增加刀具傾角。這是由于這一事實(shí)，切割工作是分布在刀刃長度的增加，降低了熱負(fù)荷和機(jī)械作用于切削刃。他們的研究結(jié)果還表明，垂直上升或下降的方向總體表現(xiàn)優(yōu)于水平向上或向下的方向在最大磨損，不論工具懸。在水平向上或向下方向引起顫振由于結(jié)合切削力的方向和位置，從而降低刀具系統(tǒng)的剛度。這是進(jìn)一步確定刀具伸出了不利影響刀具壽命。通過減少刀具伸出，提高刀具壽命由于較低的振動(dòng)耦合高剛性。 舒爾茨和福[ 26 ]進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，以提高刀具壽命的球鼻子立米爾斯使用四種不同的刀具路徑方向如圖 9 所示。歸納出一個(gè)垂直向上的方向傾斜角度為 15?被認(rèn)為是最好的最大刀具壽命由于切削力對切削刃和刀具的振動(dòng)最小，見圖14。刀具壽命方面的長度削減了上向水平方向與垂直方向的飼料刀是最低的。不同傾斜角度進(jìn)行了測試，以避免接觸的中心刀小費(fèi)因?yàn)榱闼俣仍斐蛇吘壦樾紩?huì)導(dǎo)致高的工件表面粗糙度。推導(dǎo)出了熱負(fù)荷的增加更大的刀具切削刃傾角。同時(shí)，有一個(gè)更均勻分布的切削速度沿積極的尖端部分。另一項(xiàng)研究進(jìn)行了dewes 和 aspin-wall [ 32 ]表明，更長的長度削減方面取得了一個(gè)工件水平而不是一個(gè)定位在 60?。據(jù)稱，較高的平均切削溫度在 60?造成更迅速的刀具磨損 楚等人。[ 33 ]進(jìn)行傾斜角度的試驗(yàn)，確定影響振動(dòng)和進(jìn)料速率對斜路徑方向。刀具使用未涂層的碳化鎢球頭立銑刀和工件材料是鋅基合金?？焖俑盗⑷~變換圖（變換）對幅度與頻率不同傾斜角度的策劃與切刀轉(zhuǎn)速 3000 轉(zhuǎn)，與軸向和徑向切削深度為 0.05 和 0.08 毫米，分別。結(jié)果表明，縱向上定位在低傾斜角度給予更好的穩(wěn)定性比垂直向下方向切削速度快與前降低了切削力。然而，隨著傾斜角度的增加，垂直向下方向變得更加有利，因?yàn)榻嵌鹊墓ぞ咻S和由此產(chǎn)生的切削力明顯小于垂直向上的方向。切削力是重要的確定工件公差。低剪切力，理想的方向的軸工件尺寸精度高的本質(zhì)。部隊(duì)還與主軸功率和扭矩的要求。kruth 和 klewais [ 34 ]提出了一個(gè)算法，評(píng)估的動(dòng)態(tài)銑削刀具傾角時(shí)，自由表面。他們認(rèn)為最佳的表面粗糙度是實(shí)現(xiàn)低傾角< 10?。最好的結(jié)果是實(shí)現(xiàn)在水平向上/向下方向使用圓角銑刀。吳等人。[ 35,36 ]進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，完全基于 45?工件傾角對球頭立銑刀 718 鎳基超合金。圖 15 描述的影響，不同刀具路徑方向上的刀具壽命方面的長度切割用雙凹槽球頭立銑刀。其結(jié)果表明，在水平方向向下的銑削刀具磨損，使最低長度最長的削減不論工具涂料，見圖 15（a） 。影響的工具和刀具路徑方向上產(chǎn)生的切削力，如圖 15 所示（ b） 。圖 14。影響刀具傾角和刀具路徑方向上的長度減少[ 26 ]。在這里，更高的切削力進(jìn)行觀察時(shí)，在向下的方向比向上方向。這是符合的結(jié)果，得到了康等。[ 37 ]。他們認(rèn)為，這是由于較低的切削速度，從而降低切削溫度，有利于增加工件/工具粘連，但。事實(shí)上，造成最低生活在銑削工具在垂直向下方向?？焖僬駝?dòng)分析表明，振動(dòng)時(shí)銑削水平向上和垂直向上的方向。他們推斷，研磨時(shí)，向下方向，由此產(chǎn)生的作用力的角度為 16–45?從刀軸。這意味著大多數(shù)的力量被傳輸?shù)?Z 軸，導(dǎo)致一個(gè)穩(wěn)定的加工工藝。而向上的方向，刀磨工件的角度之間的 45 和 74?從刀軸。這創(chuàng)造了一個(gè)較高的趨勢，顫振，因?yàn)榇蠖鄶?shù)的切削力推刀從加工表面。 蓋達(dá)等。[ 38 ]進(jìn)行銑削試驗(yàn)用雙傾斜角度，15 和 60?在塑膠模具冷作工具鋼。刀具路徑方向是橫向的方向向上。盡管大分散，刀具壽命優(yōu)化在 60 米/分鐘 15?和 120 米/分鐘 60?。一個(gè)總的趨勢是觀察等，刀具壽命降低，增加切削速度。有人還指出，刀具壽命低 60?傾斜角度相對于 15?傾斜角度。他們推斷，這可能是由于不同的切削速度分布沿接觸帶和切屑形成過程的不同傾斜角度 康等人。[ 37 ]進(jìn)行了比較研究銑削特性在不同的傾斜面，使用四個(gè)刀具路徑方向如圖 9 所示。圖 16（一）表明，當(dāng)磨在水平向下的方向，在一個(gè)傾斜角度為 15?，刀具壽命的最低。這是因?yàn)?，同時(shí)發(fā)生在銑削刀具軸促進(jìn)過度震動(dòng)，導(dǎo)致過度刀具崩刃與刀腹磨耗。在這里，一般的結(jié)果表明，在水平或垂直上升的方向給予更好的結(jié)果比水平或垂直向下的方向方面的長度切斷。從他們的分析結(jié)果，推導(dǎo)出了上下振動(dòng)發(fā)生在飼料方向時(shí)，在垂直向下方向。這反過來又導(dǎo)致了不利影響刀具壽命。這是鮮明的對比與吳等人的結(jié)果[ 35,36 ]。分析了切屑形成康等人。[ 37 ]進(jìn)行了比較研究銑削特性在不同的傾斜面，使用四個(gè)刀具路徑方向如圖 9 所示。圖 16（一）表明，當(dāng)磨在水平向下的方向，在一個(gè)傾斜角度為 15?，刀具壽命的最低。這是因?yàn)?，同時(shí)發(fā)生在銑削刀具軸促進(jìn)過度震動(dòng)，導(dǎo)致過度刀具崩刃與刀腹磨耗。在這里，一般的結(jié)果表明，在水平或垂直上升的方向給予更好的結(jié)果比在垂直或 hor-izontal 向下的方向方面的長度切斷。從他們的分析結(jié)果，推導(dǎo)出了上下振動(dòng)發(fā)生在飼料方向時(shí)，在垂直向下方向。這反過來又導(dǎo)致了不利影響刀具壽命。這是鮮明的對比與吳等人的結(jié)果[ 35,36 ]。分析了切屑形成水平方向向上表明，long-wedged 形狀芯片的生產(chǎn)，這表明穩(wěn)定是實(shí)現(xiàn)分散應(yīng)力作用的前沿圖 15。影響刀具路徑方向上的長度切割和切削力[ 35 ]。圖 16。影響不同刀具路徑方向上的長度減少 [ 37 ]。5。結(jié)論 主要有三種路徑的策略，即相互受雇于工業(yè)，偏移，單方向的光柵和光柵。分析的分析的刀具路徑策略主要是在評(píng)估和確定最佳切割角方向的平面上。此外，大量文獻(xiàn)研究的重點(diǎn)是在入口和出口的影響當(dāng)?shù)毒哌M(jìn)入或 ex-its 角落。調(diào)查還表明，傾斜加工已進(jìn)行了有關(guān)的刀具壽命，切削力和加工表面質(zhì)量。可以得出結(jié)論認(rèn)為，刀具壽命優(yōu)化加工時(shí)在垂直向上定位在一個(gè)傾斜角度為 15?工件。當(dāng)加工工件的傾斜角度在 45?或以上，一般的共識(shí)是，向下方向的節(jié)目水平向下的方向，最好是在較長的刀具壽命。精銑的主題是關(guān)注的大部分工作上面提到的。在比較粗糙，似乎很少注意。此外，有很少或沒有數(shù)據(jù)的影響，刀具軌跡策略和方向?qū)ぜ砻嫱暾?。今后的工作將集中在這些主要領(lǐng)域時(shí)，采用高速銑削方法。鳴謝 作者謹(jǐn)感謝他的教授艾倫球，前負(fù)責(zé)制造和機(jī)械工程學(xué)院，教授麥克洛雷托，前負(fù)責(zé)人的跨學(xué)科研究中心，戴維先生阿斯平沃爾，頭的加工研究小組提供設(shè)施和英國大學(xué)撥款通過授予海外研究獎(jiǎng)學(xué)金。謝謝也延伸到史提夫霍布斯國際公司，公司。皮爾斯和艾倫先生，奇跡工程歐洲為他們的參與這個(gè)項(xiàng)目。 參考：[1] P.V. Prabhu, A.K. Gramopadhye, H.P. Wang, A general mathematicalmodel for optimising NC tool path for face milling of flat convexpolygonal surfaces, Int. J. Prod. Res. 28 (1) (1990) 30–101.[2] Y.S. Suh, K.W. Lee, NC milling tool path generation for arbitrarypockets defined by sculptured surfaces, Comput.-Aided Des. 22 (5)(1990) 273–284.[3] A. Hatna, R.J. Grieve, P. Broomhead, Automatic CNC milling ofpockets: geometric and technological issue, Comput. Integr. Manu-fact. Syst. 11 (4) (1998) 309–330.[4] S.E. Sarma, The crossing function and its application to zigzag toolpaths, Comput.-Aided Des. 31 (9) (1999) 881–890.[5] K. Tang, S.Y. Chou, L.L. Chen, An algorithm for reducing toolretractions in zigzag pocket machining, Comput.-Aided Des. 30 (2)(1998) 123–129.[6] H. Wang, H. Chang, R.A. Wysk, A. Chandawarkar, On the efficiencyof NC tool path planning for face milling operations, J. Eng. Ind.,Trans. ASME 109 (4) (1987) 370–376.[7] R. Lakkaraju, S. Raman, Optimal NC path planning: is it reallypossible? Comput. Ind. Eng. 19 (1–4) (1990) 462–464.[8] A.T.M. Jamil, A semi-analytical method of finding an optimum cutterpath for face milling 3-sided convex surfaces, Int. J. Prod. Res. 36 (2)(1998) 343–355.[9] R.H. Sun, Y.C. Tsai, An analytical model for optimisation of NCtool path, J. Chin. Soc. Mech. Eng. 14 (5) (1993) 483–491.[10] R.K. Lakkaraju, S. Raman, S.A. Irani, An analytical model foroptimisation of NC tool cutting path, Int. J. Prod. Res. 30 (1) (1992)109–127.[11] J.C. Arantes, P. Sriramulu, Optimisation of tool path in staircasemilling operation, in: Proceedings of the second Industrial Engineer-ing Research Conference, 1993, pp. 345–349.[12] Y.S. Gay, D. Veeramami, Hybrid machining strategy for 2.5D pocketmachining, in: Proceedings of the 1996 Fifth Industrial EngineeringResearch Conference, Minneapolis, MI, USA, 1996, pp. 187–192.[13] C.G. Fry, T.L. Fry, S. Raman, Experimental verification of tool weareffects in alternate path traversal in milling, in: Proceedings of the1999 ASME Energy Sources Technology Conference, Houston, TX,USA, 1999, 10 pp.[14] S. Raman, R. Lakkaraju, The effect of tool life and other processvariables in NC path planning, Comput. Ind. Eng. 24 (2) (1993)315–328.[15] K.W. Ng, S. Raman, Forces, surface error and path length in toolpath selection, in: Proceedings of the 1997 Sixth Annual IndustrialEngineering Research Conference, Miami Beach, FL, USA, 1997,pp. 948–953.[16] S. Raman, R.K. Lakkaraju, Incorporation of tool life variables inNC path planning, Int. J. Prod. Res. 30 (11) (1992) 2545–2558.[17] S. Coromant, Die and Mould Making: Application Guide, C-1120:2 Eng., 1999.[18] J. Kloypayan, Y.S. Lee, Material engagement analysis of differentend mills for adaptive control in milling processes, Comput. Ind.47 (1) (2002) 55–76.[19] K.M.Y. Law, A. Geddam, Prediction of contour accuracy in the endmilling of pockets, J. Mater. Process. Technol. 113 (1–3) (2001)399–405.[20] H. Iwabe, Y. Fuji, K. Saito, T. Kishinami, Study on corner cutby end mill, Int. J. Jpn. Soc. Precis. Eng. 28 (3) (1994) 218–223.[21] C.H. Chu, D. Dornfield, Tool path planning for avoiding exit burrs,J. Manufact. Process. 2 (2) (2000) 16–123.[22] S. Smith, D. Dvorak, Tool path strategies for high speed millingaluminium workpieces with thin webs, Mechatronics 8 (4) (1998)291–300.[23] E.I. Agba, D. Ishee, J.T. Berry, High speed machining of unsupportedthin-walled structures, in: Proceedings of the Third InternationalMachining and Grinding Conference, MR99-204, Cincinnati, OH,USA, 1999, 10 pp.[24] R. Baptista, J.F.A. Simoes, Three and five axes milling of sculp-tured surfaces, J. Mater. Process. Technol. 103 (3) (2000) 398–403.[25] P. Gray, S. Bedi, N. Rao, G. Morphy, Comparison of 5-axis and3-axis finish machining of hydroforming die inserts, Int. J. Adv.Manufact. Technol. 17 (8) (2001) 562–569.[26] H. Schulz, S. Hock, High speed milling of dies and moulds—cuttingconditions and technology, Ann. CIRP 44 (1) (1995) 35–38.[27] G.M. Kim, P.J. Cho, C.N. Chu, Cutting force prediction of sculpturedsurface ball end milling using Z-map, Int. J. Mach. Tools Manufact.40 (2) (2000) 277–291.[28] E.M. Lim, H.Y. Feng, C.H. Menq, Z.H. Lin, The prediction ofdimensional error for sculptured surface productions using the ballend milling process. Part 1. Chip geometry analysis and cuttingforce prediction, Int. J. Mach. Tools Manufact. 35 (8) (1995) 1149–1169.[29] E.M. Lim, C.H. Menq, The prediction of dimensional error forsculptured surface productions using the ball end milling processes.Part 2. Surface generational model and experimental verification, Int.J. Mach. Tools Manufact. 35 (8) (1995) 1171–1185.[30] M.A. Elbestawi, L. Chen, C.E. Becze, T.I. El-Wardany, High speedmilling of dies and moulds in their hardened state, Ann. CIRP 46 (1)(1997) 57–62.[31] H.K. Tonshoff, J.H. Camacho, Die manufacturing by 5- and 3-axesmilling, J. Mech. Work. Technol. 20 (1989) 105–119.[32] R.C. Dewes, D.K. Aspinwall, New developments in the high speedmachining of hardened mould and die steels, Time-Compress. Tech-nol. 6 (6) (1999) 52–58.[33] C.N. Chu, S.Y. Kim, J.M. Lee, Feed rate optimisation of ball endmilling considering local shape features, Ann. CIRP 46 (1) (1997)433–436.[34] J.P. Kruth, P. Klewais, Optimisation and dynamic adaptation of thecutter inclination during five-axis milling of sculptured surfaces, Ann.CIRP 43 (1) (1994) 443–448.[35] E.-G. Ng, D.W. Lee, A.R.C. Sharman, R.C. Dewes, D.K. Aspinwall,High speed ball nose end milling of Inconel 718, Ann. CIRP 49 (1)(2000) 41–46.[36] E.-G. Ng, D.W. Lee, R.C. Dewes, D.K. Aspinwall, Experimentalevaluation of cutter orientation when ball nose end milling Inconel718TM, J. Manufact. Process. 2 (2) (2001) 108–115.[37] M.C. Kang, K.K. Kim, D.W. Lee, J.S. Kim, N.K. Kim, Characteristicsof inclined planes according to the variations of cutting direction inhigh speed ball end milling, Int. J. Adv. Manufact. Technol. 17 (5)(2001) 323–329.[38] W.R. Gaida, C.A. Rodriguez, T. Altan, Y. Altintas, Preliminary ex-periments for adaptive finish milling of die and mould surfaces withball nose endmills, in: Proceedings of the North American Man-ufacturing Research Conference (NAMRC XXIII), Transactions ofthe North American Manufacturing Research Institution of SME,Houghton, MI, USA, 1995, pp. 193–198.