虛擬三軸銑削過程的切割和優(yōu)化

1、. . . . 虛擬三軸銑削過程的切割和優(yōu)化S. Doruk Merdol, Yusuf Altintas制造自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室，機(jī)械工程系，英屬哥倫比亞大學(xué)，6250應(yīng)用科學(xué)里，溫哥華，不列顛哥倫比亞省，加拿大V6T1Z4文章信息文章歷史：2007年9月3日在修訂后的形式收稿2008年2月25日2008年3月5日在網(wǎng)上提供2008年3月13日關(guān)鍵詞：虛擬仿真工藝優(yōu)化進(jìn)給率優(yōu)化銑床仿真摘要本文提出了廣義的過程模擬和優(yōu)化策略，預(yù)測(cè)和改進(jìn)的三軸銑削操作的性能。摘自一種固體的建模系統(tǒng)，它可以處理的組成部分，在模具表面發(fā)現(xiàn)刀部分參與條件。切沿尖端部分表面的切削力分布是評(píng)估的基礎(chǔ)上銑削力學(xué)的規(guī)律。通過整合沿切

2、削刃的分布力，總的力量，扭矩和功率是預(yù)測(cè)分析采用封閉形式的解決方案或數(shù)值，如果刀具的形狀是不連續(xù)的仿真結(jié)果，然后使用基于約束的優(yōu)化計(jì)劃，以最大限度地提高材料去除率（MRR）通過計(jì)算可接受的進(jìn)給率水平。建議虛擬銑削系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)證明，在一個(gè)沖壓模具自由曲面銑削1簡(jiǎn)介仿真數(shù)字環(huán)境下的制造工藝虛擬加工的最終目標(biāo)。雖然報(bào)道了大量的個(gè)人建模的，但簡(jiǎn)化加工工序的理解過程中的行為，又沒有多大的努力廣義報(bào)道。數(shù)學(xué)建模的任意操作預(yù)測(cè)了部分特定的虛擬加工業(yè)務(wù)。本文提出了一種廣義的數(shù)學(xué)模型，使用參數(shù)的刀具幾何模型力學(xué)三軸銑削操作。廣義的解決方案是構(gòu)造分析或數(shù)值取決于過程的復(fù)雜性和切削刀具幾何。第一個(gè)基本銑削運(yùn)動(dòng)的研究，成

3、功近似擺線路徑的刀，開展Martellotti1。許多研究者以后工作特定類型的刀具銑削操作力學(xué)如面2，圓柱3-5，球頭6-9和圓錐球銑刀10。在銑削改進(jìn)運(yùn)動(dòng)學(xué)蒙哥馬利和Altintas研究11，其中，他們認(rèn)為真正的刀具運(yùn)動(dòng)的議案，并計(jì)算出確切芯片厚度數(shù)字化刀具和工件的運(yùn)動(dòng)空間。 Altintas和恩金12結(jié)合所有可能的端銑刀使用標(biāo)準(zhǔn)的CAD銑削系統(tǒng)定義的幾何形狀刀具，并提出了廣義螺旋數(shù)學(xué)模型銑刀常用的行業(yè)。一直有大量的工作報(bào)告關(guān)于過程模擬和優(yōu)化。Yazar 等。13用于三軸進(jìn)給率優(yōu)化切削力預(yù)測(cè)銑床;而斯斯和Altintas14優(yōu)化進(jìn)給速度使用刀具，工件交點(diǎn)建設(shè)性的立體幾何。 Bailey等人。

4、15通過調(diào)整加工時(shí)間減少進(jìn)給率的基礎(chǔ)上對(duì)芯片厚度的約束，和Lazoglu等。16,17保持預(yù)測(cè)的切削進(jìn)給速度優(yōu)化一個(gè)理想水平在雕塑表面加工與力量球頭立銑刀。高等。 18提出一個(gè)斷行的進(jìn)給率機(jī)械切削力模型為基礎(chǔ)的調(diào)度模型通過調(diào)整平面端銑的NC代碼塊大小根據(jù)的加速和減速時(shí)間控制器。刀具和工件之間的幾何相交福塞爾等被用來(lái)模擬切削力。 19斯斯等人。 20;然而，這兩種模式在一定意義上離散切刀被劃分成薄片。此外，每個(gè)滑道的路口被用來(lái)計(jì)算切削力離散時(shí)間步驟，從而大大增加了計(jì)算時(shí)間。雖然類似的策略21-24開發(fā)調(diào)整加工參數(shù)，以優(yōu)化生產(chǎn)，一些研究人員接觸的材料去除率的優(yōu)化通過容量分析率（MRR）25,26。

5、在這些模型中，切削力被假定為后掠成正比量，因此，單位時(shí)間橫掃量進(jìn)行了優(yōu)化。提出的所有建議的優(yōu)化方法，迄今為止，都集中在非常具體的銑削操作與專用約束，如切削力，切屑負(fù)荷，穩(wěn)定或幾何量去除。在本文中，三軸銑削力學(xué)命名法A 封閉形式系數(shù)取決于切刀幾何形狀， 切向，徑向和軸向銑削切削力系數(shù)切削力系數(shù)，刀具 - 工件接觸條件 切向，徑向和軸向銑削邊緣的力量系數(shù)C 每齒一刀 單位向量垂直于刀體dz 沿定義的差分元素的高度刀具軸 R( z)沿刀具軸局部半徑ds 沿定義的差動(dòng)元件的長(zhǎng)度尖端 Rb0刀尖半徑由此產(chǎn)生的刀具運(yùn)動(dòng)的方向，在進(jìn)料載體 Rb0刀尖半徑單位進(jìn)刀中產(chǎn)生的工具的方向向量議案 z 軸向方向的坐標(biāo)

6、軸F 進(jìn)程的輸出（切削力，扭矩，功率，） 下限和上限的軸向集成用于限制計(jì)算過程輸出h 未切割的芯片厚度 k 軸向浸泡角 X，Y和的單位向量 角位置楞數(shù)在主要方向 銑削徑向啟動(dòng)和退出的角度在軸向高度和長(zhǎng)笛的角度位置 由于螺旋角滯后角移動(dòng)操作操作與所有可能的螺旋立銑刀，包括包括球頭立銑刀，是仿照。如切削力，形成加工輸出錯(cuò)誤，功率和扭矩的要模擬和比較對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在努力提高生產(chǎn)力，MRR是由進(jìn)給率的最佳選擇和最大化主軸轉(zhuǎn)速，而過程是由用戶定義的約束芯片的最大負(fù)荷，扭矩/功率的特點(diǎn)，如限制機(jī)床的最大表面速度。優(yōu)化進(jìn)給速度是考慮機(jī)床加速過濾和減速的限制，算法測(cè)試沖壓模具加工。2。銑削過程建模銑床操作過程的

7、模擬需要由刀具材料的精確建模中刪除在每個(gè)時(shí)間步。一個(gè)典型與一般的端銑刀銑削操作如圖1。單位向量垂直于軸向z刀體表示為其中k是軸向浸沒角，長(zhǎng)笛j位于軸向高度Z.元素的徑向浸沒角度同樣，三軸銑削刀具的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以代表矢量形式浸沒其中c（毫米/轉(zhuǎn)。齒）是每齒進(jìn)給和是由此產(chǎn)生的刀具運(yùn)動(dòng)方向的單位飼料向量表示為作為一個(gè)慣例，切刀x軸始終與平面飼料向量對(duì)齊。當(dāng)?shù)毒咴谶M(jìn)給方向移動(dòng)，長(zhǎng)笛j產(chǎn)生的完整無(wú)缺的芯片厚度，可以計(jì)算投射到幾何矢量飼料載體通過兩個(gè)向量的點(diǎn)積:需要注意的是完整無(wú)缺的芯片厚度上面的表達(dá)式以前在不同的形式表17-19從這個(gè)表達(dá)式，虛擬仿真的目的是實(shí)際測(cè)試，即提前預(yù)測(cè)過程中的行為是故意排除刀具運(yùn)

8、行之前，刀具安裝在machine.Nonetheless，詳細(xì)訊問的過程中，使用刀的具體數(shù)據(jù)運(yùn)行，并根據(jù)文獻(xiàn)提出的算法的頻率響應(yīng)函數(shù)等7,11，已經(jīng)整合成完整的虛擬仿真系統(tǒng)。一旦定義芯片，刀具分為軸向元素與高度dz差，差旋轉(zhuǎn)切削力作用于每個(gè)元素（圖1）可以計(jì)算的線性邊線力模型27ds（Z） dz/ sin k（z）是差的接觸長(zhǎng)度，和DZ的差動(dòng)元件的軸向高度。切削力系數(shù)由于剪切和邊的切削力系數(shù)由于刀具刃口與工件在徑向，切向和軸向方向，分別摩擦。切削力系數(shù)，特別是邊緣和徑向（Krc），刀具磨損的增加，因此，他們可以進(jìn)行校準(zhǔn)用破舊的工具，以考慮影響過程中的磨損。預(yù)計(jì)到笛卡爾工具設(shè)備元件的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)切削

9、力使用坐標(biāo)變換代入。 （5）代入式（6），差切削力可以在簡(jiǎn)潔的形式表示其中S.D.Merdol，Y. Altintas/國(guó)際工具機(jī)暨制造48（2008）1063年至1071年差切削力集成在削減各自的長(zhǎng)笛部分定義的軸向限制。和表示，如果這些限制是由長(zhǎng)笛j進(jìn)入和退出參與區(qū)，分別為，總切削力作用于長(zhǎng)笛j積分形式可以表示為其中，集成進(jìn)行表達(dá)每個(gè)長(zhǎng)笛的切削力其中和最后，總切削力在時(shí)間t（f f（t），通過簡(jiǎn)單的計(jì)算加入所有長(zhǎng)笛的貢獻(xiàn)上述切割式的力量的代表。 （12）方便，因?yàn)樗谝粋€(gè)封閉的形式進(jìn)給率銑削刀具和力學(xué)幾何分開。由于系數(shù)和，需要一個(gè)過程輸出的進(jìn)給率計(jì)算一次，可以很容易地被考慮其他重要的過程輸出

10、，如主軸的扭矩/功率，以與由此產(chǎn)生的切削力，可以以類似的方式計(jì)算。3。刀具，工件的交集刀具和工件之間的交集對(duì)精確計(jì)算切削力很重要。由于形狀零件的幾何形狀變化沿刀具路徑，刀具部分交叉口的幾何形狀，必須進(jìn)行評(píng)估，在離散的時(shí)間間隔，不能小于每齒進(jìn)給。請(qǐng)注意，刀具 - 工件接觸邊界的識(shí)別不是本文的討論圍之的，因此，他們獲得從商業(yè)軟件28,29和作為輸入樣品路口幾何如圖。 2。為了更好地達(dá)到可視化的目的，相交區(qū)域，這是包裹周圍的刀具，映射到一個(gè)平面上稱為銑刀接觸面（CEP），有一個(gè)垂直的軸定義為軸向切削深度和水平軸角位置從順時(shí)針方向的Y軸定義。完整的交叉口面積，然后分為矩形元素，每個(gè)其中被稱為刀具接觸功

11、能（CEF）。使用類似的測(cè)繪技術(shù)，長(zhǎng)笛ontothe CEP證書，然后將出現(xiàn)一個(gè)傾斜的線時(shí)，螺旋是可以映射常數(shù)。為了模擬過程的產(chǎn)出，如切削力，參與域，每個(gè)長(zhǎng)笛進(jìn)入邊界和退出，整合，首先確定在這個(gè)圍進(jìn)行。這兩種計(jì)算執(zhí)行分析或數(shù)值，取決于是否可表示為封閉形式的方程或幾何。雖然封閉形式的解決方案的首選，由于其少計(jì)算負(fù)擔(dān)，廣義的分析關(guān)系不總是有可能，由于復(fù)雜的交匯區(qū)之間的刀具和工件的切削力系數(shù)，刀具的幾何形狀。數(shù)學(xué)模型計(jì)算螺旋切削刃刀具接觸路口文獻(xiàn)。 30。4差力量的整合集成的界限來(lái)計(jì)算加工狀態(tài)變量的交匯點(diǎn)，通過計(jì)算得到彼此之間的長(zhǎng)笛和參與邊界。對(duì)于每個(gè)矩形持續(xù)進(jìn)修基金，整合限制發(fā)現(xiàn)了類似的研究的基礎(chǔ)

12、上Altintas等。 31。圖3a顯示五個(gè)不同的情況長(zhǎng)笛基金路口，路口場(chǎng)景之一詳細(xì)圖。 3B。參數(shù)邊界持續(xù)進(jìn)修基金，即，采取從CAD系統(tǒng)的輸入。對(duì)于一個(gè)給定的工具位置，長(zhǎng)笛角限值確定在底部和頂部的持續(xù)進(jìn)修基金，即和。基于這些限制，軸向積分的上下限可以很容易地獲得當(dāng)前的長(zhǎng)笛的位置。此解決方案分析，因?yàn)榫匦我?guī)定，從事的邊界只能沿任不同或線。經(jīng)計(jì)算一體化的界限，切割勢(shì)力式。 （10）是解決沿尖端與工件接觸的積分。被積的力量差，切割式。 （7）包含兩個(gè)幾何術(shù)語(yǔ)的不同軸向高度z的函數(shù)：軸向浸入角度k（z）和滯后安電。此外，切削力系數(shù)，一般沿刀具軸作為一個(gè)額外的非線性來(lái)源為球頭廠不同，因此，數(shù)值積分算法

13、是必不可少的。容安瀾集成算法32整合差切削力和其他加工狀態(tài)變量數(shù)值。容安瀾的整合是相當(dāng)有效的足夠順利的被積不擁有任何奇異值在區(qū)間，包括終點(diǎn)32。差切削力的關(guān)鍵條款是那些要么1/sin k（z）or1/tan k（z）組成的分母，和奇異（除數(shù)為零）可以出現(xiàn)在球頭或面銑刀的尖端一個(gè)圓刀片，即當(dāng)= 0。圖片3圖3。刀具接觸功能（CET）;（一）l例子，（二）參數(shù)為CEFS的定義。半徑為Rb0或與一個(gè)半徑Rb0的圓刀片面銑刀的球頭立銑刀的軸向浸沒角度被定義為。為了克服奇點(diǎn)，以下更改變量戰(zhàn)略建議注意：關(guān)系在奇異點(diǎn)舉行。不僅避免了上述轉(zhuǎn)型的單一性，而且還增加了數(shù)值積分和減少計(jì)算時(shí)間的銜接順暢的被積。切削力

14、要在增量的時(shí)間步驟，由于不同的芯片幾何和整合邊界計(jì)算，但是，這既不是計(jì)算效率高，也沒有必要。操作的性能是最好的測(cè)量檢查最關(guān)鍵的情況下，如最低和最高，過程的輸出，如力，扭矩，功率，和撓度。事實(shí)上，最小化和最大化工作是平凡的相互關(guān)聯(lián)的，因?yàn)楹瘮?shù)f的最大值是一樣的最低值 F.一種分析方法來(lái)確定最低的是并不總是可能的，因?yàn)榉蔷€性的存在，如切割力系數(shù)和三角關(guān)系;有脫穎而出，一個(gè)適當(dāng)?shù)臄?shù)值方法是不可避免的。一個(gè)常用的一維最小化（最小化的一個(gè)變量的函數(shù)）沒有衍生工具的計(jì)算方法是所謂的Brent的方法32。假設(shè)代表不同的過程輸出之一。 “布倫特的方法需要三個(gè)初始浸泡點(diǎn)和潛在的支架的最低，即，滿足以下關(guān)系：估計(jì)

15、反拋物線插值，即在未來(lái)的最低點(diǎn)，找到了拋物線的定義極值的位置這三個(gè)點(diǎn)32。為了占所有當(dāng)?shù)貥O值，一顆牙期（或一個(gè)非均勻間距刀具主軸期）分為三個(gè)部分，每個(gè)圍的極值確定，最后是全球性的解決方案是最低的所有選擇。初始點(diǎn)的包圍條件是通過迭代算法，從任意點(diǎn)，并在下坡方向移動(dòng)開始下坡趨勢(shì)的功能停止，直到所以括號(hào)的最低滿意。5。工藝優(yōu)化優(yōu)化的目的是最大限度地MRR無(wú)違反機(jī)床和過程的物理限制。一旦創(chuàng)建NC程序，才可以進(jìn)行優(yōu)化由調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給領(lǐng)域。自刀的一部分參與的條件下，沿刀具路徑可能會(huì)有所不同，長(zhǎng)數(shù)控塊分解成更小的的細(xì)分徑向或軸向接觸條件的變化，從而影響進(jìn)程的力量和工具撓度。工具，工件接觸從導(dǎo)入的CAD模

16、型邊界確定工件的空白，并使用市售的NC程序可用實(shí)體造型系統(tǒng)。刀的一部分參與用于計(jì)算離散刀具位置的界限在三角函數(shù)表達(dá)式式銑削力。（12）。進(jìn)給率優(yōu)化需要的角位置當(dāng)過程輸出達(dá)到其最大的刀具：，當(dāng)最大的是用戶定義的過程限制，最大這是一個(gè)最大由此產(chǎn)生的力和軸向力，扭矩，電源，刀具變形，降低主軸彎矩軸承，最小和最大切屑厚度，進(jìn)給和主軸機(jī)器的速度圍。最后，允許的最大每個(gè)約束的進(jìn)給率可以解決如 最優(yōu)化的進(jìn)給速度被指定為所有最低進(jìn)給速度從所有的約束。一旦必要的進(jìn)給率和主軸轉(zhuǎn)速的調(diào)整，確定在每個(gè)采樣點(diǎn)，原來(lái)的NC程序更新與優(yōu)化值。此外，限制帶寬和加速進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置被認(rèn)為是避免頻繁波動(dòng)進(jìn)給速度。優(yōu)化算法和詳情進(jìn)給速

17、度調(diào)度中可以找到參考。 30。經(jīng)計(jì)算一體化的界限，切割勢(shì)力式。 （10）解決到沿的積分在與工件的接觸切割邊緣。被積的差切割式的力量。 （7）包含兩個(gè)幾何術(shù)語(yǔ)軸向浸入角度不同軸向高度z的函數(shù)：K（）和滯后角C（Z）。此外，切削力系數(shù)，KRC，KTC，卡克，一般因沿刀具軸球頭充當(dāng)鋼廠額外的非線性源，因此，數(shù)值積分算法是必不可少的。容安瀾一體化32算法整合差切削力其他加工狀態(tài)變量的數(shù)值。 “容安瀾整合是相當(dāng)有效的充分光滑的被積不具有在區(qū)間包括任何奇異值，終點(diǎn)32。差切削力的關(guān)鍵條款是：有分母要么1/sin K（Z）或1 /組成的譚K（Z）和奇異（除數(shù)為零）可以出現(xiàn)在提示一球結(jié)束，否則將面臨一個(gè)圓刀片

18、磨，即當(dāng)k（Z）= 0。為半徑RB0的球頭立銑刀的軸向浸泡角度被定義為一個(gè)與半徑RB0的圓刀片面銑刀罪k（Z） R（Z）/ RB0。為了克服奇點(diǎn)，以下更改變量的戰(zhàn)略建議注意，點(diǎn)的關(guān)系（于= 0） - （X3P/ 2）持有奇點(diǎn)。上述轉(zhuǎn)變，不僅避免了奇點(diǎn)，但也增加了數(shù)值收斂整合和減少計(jì)算時(shí)間以平滑被積。要在增量時(shí)間計(jì)算切削力由于不同芯片的幾何形狀和整合邊界的步驟;然而，這既不是計(jì)算效率高，也沒有必要。通過檢查操作的性能是最好的測(cè)量最關(guān)鍵的情況下，如最小和最大過程的輸出，如力，扭矩，功率，和撓度。在事實(shí)上，最小化和最大化的任務(wù)是平凡的相關(guān)對(duì)方是一樣的，因?yàn)樽畲蟮暮瘮?shù)f最低？F.一種分析方法，以確定最

19、低并不總是可能由于非線性的存在，如切削力系數(shù)的三角關(guān)系，因此，一個(gè)適當(dāng)?shù)臄?shù)值方法是不可避免的。常用的一維最小化的方法（最小化功能一個(gè)變量不計(jì)算衍生）所謂Brent的方法32。假設(shè)F（F）代表之一不同的過程輸出。 Brent的方法需要三個(gè)初始浸泡點(diǎn)（F10，00 F2，F(xiàn)3），潛在的支架最低限度，即滿足以下關(guān)系：F（F1（F20）0）F（F2）（F3），然后估計(jì)未來(lái)最低點(diǎn)，逆拋物線插值，即找到極值的位置由這三個(gè)點(diǎn)定義的拋物線32。為了占當(dāng)?shù)厮械臉O值，一顆牙期（或一個(gè)主軸非均勻間距刀具期）分為三個(gè)部分，確定每個(gè)圍的極值，并最終在全球選擇的解決方案是為所有的最低。包圍曝光初始條件（F100，F(xiàn)2，

20、F30），滿意通過迭代算法，從任何點(diǎn)開始，在下坡方向移動(dòng)，直到下坡的趨勢(shì)所以括號(hào)的最低功能停止。6實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證在和SandvikCoromant,Sweden合作下，沖壓模具，瑞典山特維克可樂滿汽車零件加工，以驗(yàn)證建議算法。工作的材料是鋼鑄件的大小（mm）和270硬度HB。不同原種（鑄造）的最后一部分的意見得到圖4A“背。這部分的操作計(jì)劃中的98個(gè)步驟不同的銑刀。圍從63至4刀（毫米）用于完成所有操作（表1中提供的列表）。 “包括各種切割材料模擬測(cè)試條件切割的深度，取決于球或邊緣的半徑。為了減少切削力系數(shù)集的數(shù)量每工具之一，系數(shù)分別為平均切削深度，最終在測(cè)試中使用的每個(gè)工具，結(jié)果列于表2。在加工過

21、程中切削力的努力來(lái)衡量，鑄造安裝在測(cè)量平臺(tái)奇石9281B測(cè)功機(jī)。原來(lái)的NC程序在機(jī)器上運(yùn)行，并收集了切削力。機(jī)床的主要在三個(gè)方向的測(cè)量和模擬的切削力是在圖所示。5和6的粗加工與T63的墻壁和門把手面積分別為半精加工。請(qǐng)注意，雖然圖4。測(cè)試的一部分原種和最終的形狀（一）等距;（二）左側(cè);（三）前;與（d）頂視圖。表1操作和工具清單，N：長(zhǎng)笛，H沒有：螺旋角，D：刀具直徑表2平均削減UDDEHOLM卡爾穆卡爾穆投力系數(shù)切削力的完成時(shí)間的是由測(cè)功機(jī)拍攝，模擬只包含每個(gè)參與切削力的最大值和最小值。在一般情況下，切削力的測(cè)量和模擬之間的緊密匹配是顯而易見的，但是，也有部分切削力r例如大幅偏離，圍繞30日

22、的第二個(gè)圖 5，測(cè)力最低，而預(yù)測(cè)值仍然是零。經(jīng)過詳細(xì)的調(diào)查，才發(fā)現(xiàn)，這種測(cè)量失真是由于減少帶寬的測(cè)功機(jī)后一個(gè)沉重的工件（150公斤）被安裝在的。此外，Z反映之間的摩擦尖球，零速度，和光潔度表面。這導(dǎo)致的閱讀工具雖然不是切的力量，在一個(gè)非零。除了這些路段，這是驗(yàn)證，模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)切削力好的協(xié)議。在實(shí)驗(yàn)的第二部分，原來(lái)的NC程序的進(jìn)給率進(jìn)行了修改，使用建議的優(yōu)化方案。本機(jī)的扭矩和功率曲線被用作刀具的約束，雖然他們只粗加工工序，即，大切的深度和寬度最關(guān)鍵的。用于生產(chǎn)模具的機(jī)床是一個(gè)三軸臥式加工中心，6000轉(zhuǎn)/分的主軸轉(zhuǎn)速圍，產(chǎn)生最大扭矩分別為98 nm和15千瓦的功率。此外，芯片的最大厚度為每個(gè)基

23、于山特維克可樂滿的刀具指定金屬切削技術(shù)指南“和主目錄。最后，主軸最高轉(zhuǎn)速為一些考慮動(dòng)態(tài)特性，主軸轉(zhuǎn)速限制，并建議表面速度操作。一個(gè)用戶定義的約束摘要inTable3。優(yōu)化后的運(yùn)行和必要的進(jìn)給率調(diào)整被自動(dòng)放在原來(lái)的NC程序。第二個(gè)芯片加工，使用優(yōu)化的NC程序，并在加工過程中記錄的周期時(shí)間。循環(huán)時(shí)間也預(yù)測(cè)，抽樣結(jié)果表列于表4。預(yù)期的實(shí)際和預(yù)測(cè)的周期時(shí)間之間的差異是因?yàn)閿?shù)控的特點(diǎn)是假設(shè)的機(jī)器上使用特定的控制器。S.D.Merdol，Y. Altintas/國(guó)際工具機(jī)暨制造48（2008）1063年至1071年 測(cè)量力VMS的模擬力時(shí)間s 圖5。T63的操作1，在z88.51毫米粗加工。操作面板是20

24、左右，在原來(lái)的NC程序。優(yōu)化NC程序，另一方面，載進(jìn)給速度，沿刀具路徑不斷變化，導(dǎo)致芯片厚度增加，并降低溫度（見圖7切屑形成的b）。切割操作更順暢，提高效率（功耗40左右）。許多問題也消失了由于規(guī)模效應(yīng)。S.D.Merdol，Y. Altintas/國(guó)際工具機(jī)暨制造48（2008）1063年至1071年表3為不同的操作和刀具的優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)。表4為不同的操作和刀具的優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)。圖7。（a）原始，和（b）優(yōu)化方案的芯片形成。操作5是相反的情況下，增加周期時(shí)間比原來(lái)的加工時(shí)間。運(yùn)行5年上半年的半精加工模具的頂端部分。此操作的刀具路徑顯示陡峭的開頭和結(jié)尾附近，突然加載和卸載的工具（刀具路徑見圖8）。在優(yōu)化過

25、程中，不僅芯片的最大厚度是降低了，但進(jìn)給率也控制在突然的幾何形狀的變化，使裝載工具保持整個(gè)刀具路徑的統(tǒng)一。原和優(yōu)化方案中使用插入分析操作5完成后，和他們的照片如圖。 9作比較。插入插話在尖端部分原NC程序，優(yōu)化NC程序中使用的插入，而只有經(jīng)常磨痕表明本身沒有明顯的損壞。7.結(jié)論在本文中，提出了三軸虛擬銑削過程仿真與優(yōu)化策略。首先，沿刀具路徑刀具，工件接觸信息，確定開采和評(píng)估切削力，扭矩，功率和刀具變形的幾何邊界條件。然后，銑削力學(xué)是正確建模取決于飼料載體。為了減少模擬時(shí)間，被積是數(shù)學(xué)修改建議更改的變量和過程輸出解決臨界值，即最低和最高。這些臨界值，然后使用基于約束的優(yōu)化算法，最大限度地改變現(xiàn)有

26、的NC程序的進(jìn)給率和主軸轉(zhuǎn)速的材料去除率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果比對(duì)測(cè)量表明，虛擬仿真，能夠捕捉到重要的過程，如切削力，扭矩和來(lái)自主軸功率輸出的行為。在優(yōu)化階段，這是取決于用戶定義的約束和過程類型（粗加工，半精加工或精加工）的周期時(shí)間可以減少或增加。雖然優(yōu)化的目標(biāo)，是最大限度地提高材料去除率和減少周期時(shí)間，在某些情況下，進(jìn)給率必須在一個(gè)可控制的方式，以避免故障，如切削的工具減少。這是實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的虛擬加工機(jī)床和切削過程中使用數(shù)字模型的零件之前，尚存的重大挑戰(zhàn)。刀部分參與的條件必須準(zhǔn)確計(jì)算，但在計(jì)算可接受的時(shí)間間隔，這仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。另一個(gè)重要問題是將成為制約刀具磨損，有著直接的加工成本的影響。作者一直在努力

27、預(yù)測(cè)刀具壽命模型基礎(chǔ)上的切削溫度，這是一個(gè)切割速度，切割寬度，芯片負(fù)載的功能。最后，這個(gè)過程的力學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型必須能夠覆蓋五軸銑削，車削，鏜，鉆，鉸孔和螺紋切削，以模擬一個(gè)復(fù)雜的零件加工中心加工。作者正在擴(kuò)大他們的虛擬地址多軸銑削加工，車削和鉆井作業(yè)。S.D.Merdol，Y. Altintas/國(guó)際工具機(jī)暨制造48（2008）1063年至1071年圖8。T20F部分操作5，半精加工刀具路徑。圖9。（一）原后T20F插入的圖片，和（二）優(yōu)化加工致這項(xiàng)研究一直支持由NSERC，普惠加拿大，瑞典山特維克可樂滿。參考文獻(xiàn) 1artelotti，銑削過程的分析，ASME的交易（1941年）677-70

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