










加工過(guò)程中,刀具受到來(lái)自工件和機(jī)床的作用,產(chǎn)生一定量的變形,對(duì)工件加工質(zhì)量將產(chǎn)生一定的影響。根據(jù)刀具變形產(chǎn)生原因,可分為受熱變形和受力變形。刀具受熱變形使刀具伸長(zhǎng),改變了刀具與工件的相對(duì)位置,降低了工件表面加工精度;受力變形使刀桿彎曲變形,影響了工件表面質(zhì)量(見)在虛擬NC車削系統(tǒng)中,不研究刀具變形很難對(duì)工件的精度、質(zhì)量進(jìn)行準(zhǔn)確仿真。
在虛擬NC車削系統(tǒng)中,仿真技術(shù)包括物理仿真和幾何仿真。物理仿真中研究較多的是工件的加工精度和表面質(zhì)量的仿真,而關(guān)鍵環(huán)節(jié)一刀具變形仿真的研究很少。如不考慮加工過(guò)程中的刀具變形,就不能準(zhǔn)確地對(duì)工件加工質(zhì)量進(jìn)行仿真??赏ㄟ^(guò)研究刀具變形的機(jī)理減小刀具變形對(duì)零件加工質(zhì)量的影響,因此,在NC虛擬車削系統(tǒng)中引入刀具變形的仿真具有十分重要的意義。
1刀具的受熱變形切削過(guò)程中,切削熱的來(lái)源有切肩變形功和前后刀面的摩擦功:一是切削層金屬在刀具作用下,發(fā)生彈性變形和塑性變形所消耗的能量轉(zhuǎn)換成切削熱;二是切肩與前刀面、工件與后刀面之間的摩擦所消耗的能量轉(zhuǎn)換來(lái)的切削熱nFz為切削深度、進(jìn)給量f和切削速度v的指數(shù);kF,kF,kF為當(dāng)實(shí)際加工條件與所建立的經(jīng)驗(yàn)公式不符時(shí),各種因素對(duì)切削力影響的修正系數(shù)之積。
對(duì)其受力情況進(jìn)行分析,用材料力學(xué)中的懸臂梁結(jié)構(gòu)對(duì)車刀受力變形進(jìn)行研宄。
將刀具的受力變形簡(jiǎn)化為懸臂梁后,其變形公式可用懸臂梁彎曲時(shí)的變形曲線(撓曲線)方程來(lái)求解。撓曲線的微分方程為任意截面上的彎矩為在固定端A轉(zhuǎn)角和撓度均應(yīng)等于零,即當(dāng)X=0時(shí)有再將所得積分常數(shù)C和D代入式(13)和式(14),得到轉(zhuǎn)角方程和撓曲線方程分別為I慣性矩,若刀具截面是高為h寬為b的矩形時(shí)式(17)、(18)為車刀受力的撓曲線方程,通過(guò)該式可求得車刀各個(gè)截面上的受力變形值。
在自由端B點(diǎn)出現(xiàn)*大轉(zhuǎn)角與*大燒度2.3刀具變形的疊加運(yùn)用矢量疊加法將刀具受熱和受力變形的計(jì)算結(jié)果疊加。刀具在OiZi方向上幾乎沒(méi)有變形,疊加計(jì)算是在刀具坐標(biāo)平面X1O1Y1上進(jìn)行的,設(shè)刀具的熱伸長(zhǎng)矢量為Oia受力變形為Oib,則二矢量疊加結(jié)果Oic就等于二者矢量和,即ic=ia+Oib.治為車床主軸坐標(biāo)系,2i為刀具安裝坐標(biāo)系,為獲得刀具變形實(shí)際的尺寸只需將幻1坐標(biāo)系下的矢量變換至沿坐標(biāo)系下,即征訂通知該標(biāo)準(zhǔn)匯編由全國(guó)刀具標(biāo)委會(huì)、全國(guó)量具量?jī)x標(biāo)委會(huì)與中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社聯(lián)合出版。刀具卷分為4個(gè)分冊(cè)綜合;2銑刀、鉸刀;3.鉆頭、螺紋刀具;4齒輪刀具、拉刀、車刀;量具量?jī)x卷分上下兩分冊(cè)。匯編將于2005年10月出版,現(xiàn)開始征訂工作。
匯編征訂方法及收編標(biāo)準(zhǔn)目錄詳見:地址:成都市府青路二段24號(hào)郵編610051單位:成都工具檢測(cè)所聯(lián)系人:聶珂星程序設(shè)計(jì)以VC++6.0為開發(fā)平臺(tái),使用C++語(yǔ)言建立刀具變形的數(shù)學(xué)模型,利用Access建立數(shù)據(jù)庫(kù),采用ODBC讀取數(shù)據(jù)庫(kù),為了更直觀地了解刀具變形過(guò)程,以切削時(shí)間為橫坐標(biāo),將預(yù)測(cè)的刀具變形值為縱坐標(biāo)繪制曲線(見)。
為了驗(yàn)證所建立刀具變形數(shù)學(xué)模型的可靠性,通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)刀具變形量,將所測(cè)值與通過(guò)本模型計(jì)算的數(shù)值相比較,得出誤差在0.01%內(nèi),符合實(shí)際要求。因此,本文所建立的模型具有一定的可靠性,可在實(shí)際NC車削加工過(guò)程中應(yīng)用。
在虛擬加工中引入刀具變形的仿真,通過(guò)建立
來(lái)源:中國(guó)刀具網(wǎng) 作者:[db:作者]
