在本文中,摆线定义被扩展为包括两种类型的摆线加工:等角圆次摆线(图1b)和可变圆次摆线(图1c)。 茨城县和Yamaji(2010)报道,在高速轮廓平行切割之前,应通过折弯刀具路径去除口袋的中轴区域。 实验表明改进的加工效率和刀具磨损。 在研究中,根据经验指定加工参数,如摆线圈的尺寸或距离。 不合适的参数可能会降低效率或增加工具负载。 在目前的工作中,提出了一种用于控制参数的摆线模型和控制策略,用于生成多种口袋折线路径。文献综述

试图解决在口袋中铣削狭窄区域或拐角处的加工问题,本文将介绍摆线加工的研究。铣削力,刀具磨损,刀具路径和腔体几何将被全面考虑。 本文的其余部分组织如下。 摆锤加工中的啮合角和铣削力的建模见第2节。第3节介绍并分析了摆线加工的控制策略。第4部分给出了实现在凹槽中摆线加工的实现方法,其次是实验鉴定在第5节和第6节的结论。

 

2. 摆线加工中接合角度和力的建模

 

2.1基本概念

 

接合角度表示工具与工件未切割材料之间的接触几何关系。 当刀具沿刀具路径行进时,接合角度连续变化,如图3所示。 接合角度将在凹角区域达到最大值。 因此,与铣削力相似,待切割材料的数量将在凹角处达到最大值。 如Choy和Chan(2003)所述,刀具负载与刀具接合弧长或接合角直接相关。 因此,接合角度可用于表征在某些条件下铣削力的变化趋势。

当铣刀以轮廓平行切割方式铣削凹槽时,切割器负载在尖角,狭槽或其他狭窄区域非常大。 这是由于大的切削啮合角度,甚至可能在铣削铣削中达到180度。

由于材料通过一系列连续的圆周逐渐磨碎,在加工过程中,轮廓加工可以减小接合角度。 因此,能够大幅度削减切削负荷,能够提高切削寿命。

在如图1所示的直线轨迹区域。 如图2所示,可以根据刀具路径轮廓间隔d和刀具半径r来解决接合角度,即,

 

 

 

在本文中,将astr的值作为控制摆线加工过程的重要参考。 当我们生成模具槽的切削刀具路径时,轮廓间距d可以通过经验或咨询参考手册来确定。 因此,可以容易地确定接合角度astr。

 

2.2摆线加工中接合角的几何建模

 

以下是摆线轨迹的啮合角度变化过程的几何建模,其特征和规则被掌握并应用于铣削力控制。 推导过程采用可变圆模式(图3a-c),等轴圆模式被认为是一种特殊情况(图3d)。

在图 如图3a所示,摆线路径以虚线示出。 虚线圆(O2)和圆(O1)分别表示当前圆和前一个圆。 为了便于分析,每个虚线圆偏移r(刀具半径)的距离,并用实线表示。 工具沿虚线圆滚动,这相当于在实线偏移圆的内侧滚动。 次摆线的一个周期包括两个部分:连接曲线(SE)和圆(E-G-H-E)。来`自^优尔论*文-网www.youerw.com

建立以前偏移圆的中心O1为原点(0,0)的3D坐标系。 O1O2之间的距离为L.工具中心C和切点E1连接,C和O1连接,C和D连接,D和O1连接。 显然,∠DCE1是啮合角度。

上一偏移圆的半径设为R1,当前偏移圆的半径设为R2,刀具半径设为r。显然,|CD|=r,|CE1|=r,|O1D|=|O1S|= R1, |O2E|= R2, R1=rtro1+r, R2=rtro2+r.

为了避免在圆形交叉点繁琐的计算,提出了一种用于摆线加工中的接合角度的几何建模方法,如下。 它主要包括两个部分(图3b-c)。

 

Wei, Z. C., Wang, M. J., Han, X. G., 2010. Cutting forces prediction in generalized pocket machining. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 50(5-8), 449-458.

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