外文翻译--三轴和五轴表面仿形铣削加工 中文版

外文资料名称： R. 萄牙 ) 著 外文资料出处： 附 件： 指导教师评语： 签名： 年 月 日 1 三轴和五轴表面仿形铣削加工 R. 萄牙 ) 林程辉译 摘要 :这项工作的目的是分析铣削参数对表面光洁度的影响，对科学和工业都有利。一方面，试图减少手工抛光时间，手工抛光意味着模具生产时间长。另一方面，虽然文献主要涉及钢模，然而这个作品研究铝模，因为它在加工中的优势和模具稳定性。在小批量生产中，生产者更有兴趣生产铝模。在同样的切割条件下使用 5轴 前是用 3轴加工的。在不同的加工条件中测试 3轴和 5轴铣削操作。比较结果可以得出，使用末端铣削的 5轴铣削代替传统有球前端刀具的 3 轴铣削，可以获得更好的表面光洁度。同时使用实验设计技术和多重线性回归可以建立程序的数学模具，这个程序给出了用最少时间获得一定粗糙度的程序参数。 关键词： 三轴和五轴铣削；工具种类和方向；表面光洁度和加工时间 航空和汽车工业的发展带来了新技术挑战，涉及到 些更加复杂的几何模型强制地挑战了冲压工具的生产情况。这是开发新铣削技术即 5轴铣削的重要原因。 研究这些新的铣削技术是非常重要的，以便确定在什么条件下每个这些技术可以 给出 最好的结果。 为了获得理想的表面粗糙度，曲面的手工抛光几乎是必须的。这种操作是铣削程序无法经济地达到理想的表面质量的后果 ,并且现在这种操作越来越多地被合格工人的日益减少影响着。现在 5轴铣削 技术，在加工操作中有巨大优势的技术之一，有潜力大大地降低手工抛光。在这个文件中 ,加工表面粗糙度和操作参数有关，对数学统计模型有吸引力。挑选一批小尺寸的零件几何结构，使它们能代表所有模型和冲压工具的不同几何结构。 决定特殊零件区域粗糙度和加工条件 (每齿进给量和跨度 )相等。正如所预料，发达数学模型适当地表达了实验结果并且在这种情况下使得利用最优标准和加工时间成为可能。这个事实强调数学模型的重要性，从而确定加工参数，目的是最充分的使用原料。根据“实验设计”方法做实验工作计划和结果分析。 2. 实验工作 2 这项工作的 目标 ,具体的产业问题 个作品比较加工表面的 5 轴铣削和 3轴铣削。所有程序变量都已经被确定，选择最相关的变量进行研究。最终目的是用最少加工时间获得符合固定的粗糙程度的合格值。 定和选择程序变量 实验工作选择的程序参数是 跨度 , 每齿进给量 , 进给方向 和 3轴和 5轴铣削技术。由于铣床最低旋转速度是 4,200且在更高的速度下工具才能工作，所以切割速度要恒定。并且工具直径也要是恒定的，选择 102直径从而 避免工具和零件之间几何干涉，这在工业实践中发生。切割的深度也要保持不变，不仅减少了变量数量也是因为在抛光过程中深度通常是很浅的。 设备 装有一个 海德汉 25 制器的 5轴 赫姆利 202 H）进行铣削操作。 使用 3轴用 块， 5轴用 3. 实验 实验工作分两个阶段，第一个阶段是用球头磨进行 3轴铣削分析。第二个阶段是使用球头磨和立铣刀两种工具进行 5轴铣削。 考虑的控制参数有表面 粗糙度，零件几何尺寸准确性和形状和加工时间。 零件几何结构有四种不同的形状：凸形，凹形，水平面和斜面（图 1） 图 分表面 尽管研究的是 5轴铣削，零件只有一个方向曲率（双曲率仅能使更复杂，且这个模型也可以应用到那种情况）。因此，它是决定涉及一个旋转轴（ 饶 零件材料是 7,000系列铝合金，在小型和中等连续生产中制造塑料注塑品使用这种材料。 3 3轴铣削 首先，用 3轴铣削研究跨度和每齿进给量参数在抛光操作中的重要性。 初次研究之后，进给方向的重要性进行了分析。研究这个参数考虑三个不同的方向：（ a） 0方向 ; (b) 45方向 ; (c) 90方向（“作等值线”）（图 2） 正如下面一幅图表明的， 3轴铣削操作其中的一个特征是超前 /滞后角是变化的。这个角在工具轴和曲面法线之间。 在 3轴铣削操作中确定三种不同切割类型：向下切割，水平切割，向上切割是有可能的。图 3加工路线上的切割速度是变化的。图 3也表明三种切割类型分配在工具边缘的切割速度是不同的 5轴铣削 分析 5轴铣削抛光操作中前角（ f 0） /后角（ f 0）（工具有同样直径和 跨度 ） 初步实验 首先，从目录中选择跨度和每齿进给值。但是，粗糙度结果不令人满意，因为这些在工业领域内不能认可这个结果。 度和每齿进给量 后来定义另一个组实验（结果显示在趋向水平形状的表格 1和 2中，图 1）使用不同的跨度和每齿进给量。 图 7和图 8代表的加工时间和粗糙度结果（分别是每齿进给量和跨度）更加清楚地表示： 精确到 1加工时间没有重要损坏； 5 图 a） 倾角的球鼻轧机（ f ） ;（ b）倾角的立铣刀（ f= +4） 表 1 平均粗糙度 , 跨度 ( 每齿进给量 (mm/ 2 加工时间 (s) 跨度 每齿进给量 (mm/( 625 740 239 675 147 482 305 250 93 390 254 208 96 223 88 325 172 75 6 280 65 225 134 86 104 87 74 图 . 7. 跨度 ( 图 . 8. 每齿进给量 (mm/ 不同的和可以导致同样的 粗糙值，但是需要不同的加工时间。 关于 跨度 和每齿进给值参数，有一个下限，急剧恶化就从那个加工时间开始。 过程模型 。伴随着斜面的最后形成 过程模型 产生了。 粗糙度 (度 )齿进给量 ) (1) 等式 (1)把粗糙度和跨度和每齿进给量联系起来。通过多重线性回归可以获得等式（对数方法展示了最好的结果） 加工时间 =(度 )+(每齿进给量 )* (2) 等式 (2) 把加工时间和每齿进给量联系起 来。这是统一运动公式的应用。 定义了需要的粗糙度后，这种情况下选择 1糙度，过程中误差最少的加 7 工时间是最优的。 (等式（ 3）、图 9) 图 9 最小加工时 间 表 3 整理水平 粗糙度 , 达到等级 表面粗糙度达到波兰标准 表面粗糙度可接受整理业务（意味着手工抛光） 表面粗糙度 但还是可以接受的（较低加工时间，而 且意味着大型手册抛光） 加工时间 =(度 )+误 !未找到引用源。 1*错误 !未找到引用源。 (3) 这些都是研究 斜面形状 的，但是他们可以 开发用于其他任何形状 。 给方向 分析进给方向集中在三个不同的粗糙度水平（表格 3）。可以在零件的斜面形状上获得粗糙度结果。 表格 (4)的值表明分析的值的范围： 粗糙度不受进给方向的影响； 在 45 和 90的方向上工件尺寸较大。 在 0方向上加工时间较少，在 90方向上加工时间较长 表 4 进给方向的重要性 进给方向 ( ) 跨度 ( 每齿进给量 粗糙度 Ra( 加工时间 (s) 存储区间 (mm/ (0 744 5 837 0 858 215 5 244 8 90 259 67 5 85 0 98 最后实验 在最初实验结果的基础上，最终实验计划建立。这些是针对对四种不同表面类型的实验：（ a）水平面形状；（ b）趋向水平形状；（ c）凸形；（ d）凹形 在所有这些表面上，进行四个不同实验（球头磨和立铣刀的 3轴铣削，球头磨 f=+15和立铣刀 f=+4的 5轴铣削） 从三个不同方向上测量表面粗糙度（ 进给方向， 45相对方向，垂直于进给方向；图 10） 图 . （ a）横向平面形状（ 跨度 = （ b）斜面形状（ 跨度 =（ c） *凸形状（ 跨度 =（ d） *凹形状（ 跨度 = 值不代表 3轴端面铣 ,一旦前 /后角沿着表面发生变化。实际测量表面的粗糙值在平面和斜面测量值之间 ）。 和预想的一样，在水平面表面，立铣刀的 3轴铣削给出最好的结果（更低粗糙度） 球头磨的铣削操作中的值的范围， 3轴或者 5轴，最大的粗 糙值发生在垂直于工具运动的方向上，然而，立铣刀的 5轴铣削，最大粗糙值发生在工具运动的方向上。 在最后的实验中，除了水平面表面，立铣刀的 5轴铣削给出了最好的结果（更低的粗糙度）。 5. 总结和将来的发展 9 基于这个作品和实验结果，可以得出 7,000 系列铝合金，球头磨（ 10 立铣刀（ 12,使用的加工条件： 就哪个方向，进给或者横向的，最大粗糙度（ 发生而言，跨度和每齿进给量是重要的参数。 进给方向对表面粗糙度没有影响（ 但是对于加工时间和 加工表面 5轴铣削抛光操作中，有 可能获得更好的表面光洁度（粗糙度）和更少的加工时间，在趋向进给方向上立铣刀取代了传统球头磨。 就将来发展而言，它将是重要的制定一个理论模型，那就是关系到被加工复杂表面的粗糙度和操作参数；分析切削力和刀具磨损，以便获得更多全球性的铣削程序的工艺知识。 双曲面实验一证实起符合 4轴铣削，也可以包括所有 5轴技术变量。研究 5轴铣削和高速切削之间的结合，因为它是工业的实际趋势并且这项工作证明了它的利益性。 参考文献 1 蔡德允滕斯霍夫，威廉斯埃尔南德斯 用 5轴和 3轴 轴铣削模具制造，威廉斯机械 20 （ 1989 ） 105