Raws li nyob rau hauv ntau xyoo ntawm kev paub txog kev debugging ntawm qhov chaw, pib los ntawm cov hauv paus ntsiab lus ntawm cov cuab yeej hlau txiav, ua ke nrog cov khoom xws li cov khoom siv, txiav tsis, wiper ntug, ua lub kaum ntse ntse, txheej txheem txheej txheem thiab cov cuab yeej sib xyaw, rau kev ua kom zoo tshaj plaws tau qhia rau txo cov nqi txiav. Lub hom phiaj ntawm kev txhim kho ntau lawm efficiency.
01
Ua ntej
Kev loj hlob sai ntawm kuv lub teb chaws kev lag luam kev lag luam tau tsim cov txiaj ntsig kev lag luam loj rau peb lub teb chaws thiab thoob ntiaj teb. Raws li kev lag luam kev sib tw ua kom hnyav zuj zus, txo nqi thiab kev txhim kho kev ua haujlwm tau dhau los ua teeb meem uas txhua lub lag luam yuav tsum tau ntsib. Txhawm rau kom txo cov nqi thiab ua kom muaj txiaj ntsig zoo, nws yog ib qho tsim nyog yuav tsum tau soj ntsuam cov nqi tsim khoom. Tus nqi tsim khoom muaj peb ntu: cov khoom siv ncaj qha, kev ua haujlwm ncaj qha thiab kev tsim khoom siv nyiaj siv ua haujlwm. Cov ntaub ntawv ncaj qha xa mus rau cov khoom siv ua haujlwm hauv cov txheej txheem tsim khoom, uas tau ua tiav rau hauv cov khoom tiav lossis cov khoom tiav, thiab lawv cov nqi siv tom qab dhau los ua lwm tus nqi siv. Kev ua haujlwm ncaj qha yog hais txog cov neeg siv khoom siv hauv cov txheej txheem tsim khoom, uas tuaj yeem suav tau los ntawm cov nyiaj ua haujlwm, cov nuj nqis noj qab haus huv, thiab lwm yam. Cov nqi tsim khoom xa mus rau cov chaw xws li cov chaw tsim khoom, tshuab, tsheb thiab khoom siv, cov khoom siv thiab cov khoom siv hauv kev tsim khoom. Ib feem ntawm lawv cov kev siv yog suav nrog tus nqi los ntawm kev txo nqi, thiab lwm qhov yog los ntawm kev saib xyuas, cov nuj nqis ruaj khov, kev siv cov khoom siv tshuab thiab cov khoom siv pabcuam tau suav nrog tus nqi. Qhov tsab xov xwm no optimizes ntau txoj kev siv cov cuab yeej los txo cov nqi siv cov cuab yeej thiab txhim kho kev ua tau zoo, yog li ua tiav cov txiaj ntsig ntawm kev txuag cov cuab yeej siv cov nqi.
02
Hloov cov khoom siv los txhim kho kev ua haujlwm
Cov cuab yeej siv feem ntau suav nrog cov hauv qab no: high-speed steel, carbide, ceramics, CBN thiab PCD. CBN thiab PCD muaj hardness siab dua, siab hnav tsis kam, thiab lawv cov ntaub ntawv kuj nkig. High-speed steel muaj qhov zoo tshaj plaws toughness, tab sis nws hardness yog tsawg heev thiab nws hnav tsis zoo.
High-speed steel yog high-carbon alloy steel. Cov ntsiab lus tseem ceeb ntawm cov hlau yog tungsten, chromium, molybdenum, cobalt, vanadium thiab txhuas, thiab lwm yam, thiab muaj ntau cov carbides. High-speed steel tej cuab yeej muaj siab toughness thiab kuj tsawg hardness. Qhov zoo yog tias lawv pheej yig, muaj plasticity siab, thiab tuaj yeem ua tiav yuav luag txhua cov ntaub ntawv. Lawv yog cov khoom siv tseem ceeb siv hauv cov cuab yeej txiav thaum ntxov. Qhov tsis zoo yog tias lawv xav tau cov kev xav tau siab dua ntawm cov neeg ua haujlwm thiab xav tau kev ua haujlwm ntawm tes. Ntsej muag, thiab txiav ceev uas cov ntaub ntawv high-speed steel tuaj yeem tiv taus tsawg heev. Piv txwv li, cov khoom siv ua haujlwm yog 45 steel, hardness yog 250HBW, txiav ceev yog 30 ~ 60m / min, thiab txiav efficiency yog tsawg.
Tam sim no, cov khoom siv feem ntau siv yog coated carbide. Lub hardness thiab kub tsis kam ntawm coated carbide cov cuab yeej zoo dua li cov cuab yeej high-speed steel. Nws tuaj yeem tiv taus kev txiav nrawm dua, nrog kev txiav nrawm ntawm 100 txog 300m / min [1].
Siv lub voj voog sab nraud ntawm kev xa cov hlau ua piv txwv, yog tias cov cuab yeej siv carbide tig los hloov cov cuab yeej siv high-speed steel tig, qhov kev txiav ceev tuaj yeem nce los ntawm 50m / min mus rau 180m / min, thiab kev ua haujlwm tau nce ntau dua. 3 zaug, thiab cov cuab yeej carbide kuj muaj cov cuab yeej txiav ntau dua. lub neej. Carbide tig cov cuab yeej nrog cov hniav hloov pauv tsis tas yuav tsum tau ua kom ntse, tsuas yog hloov cov hniav, thiab tus neeg teb xov tooj tsis tas yuav muaj kev txawj ntse.
Ntxiv nrog rau kev kub ceev steel thiab carbide txiav cov cuab yeej, kuj muaj cov ceramics, CBN thiab PCD. Peb cov ntaub ntawv no muaj kev txiav nrawm dua - ntau dua 1000m / min, tab sis lawv daim ntawv thov ntau yog txwv. Ceramics thiab CBN feem ntau yog siv los ua cov txheej txheem cam khwb cia hlau workpieces thiab steel workpieces nrog siab hardness saum 50HRC. PCD feem ntau yog siv los ua txhuas, yas, ntoo thiab carbide, tab sis tsis tuaj yeem ua cov hlau cam khwb cia [2].
Noj txhuas alloy milling cutters ua piv txwv, txiav ceev ntawm high-speed steel milling cutters yog 120 ~ 300m / min. Kev pom zoo txiav ceev ntawm Mapal hom carbide milling cutters HP615 cov khoom yog 700m / min, thaum milling cutters ua los ntawm PCD khoom siv tau. Kev txiav ceev yog 1500 ~ 2000m / min.
03
Qhov cuam tshuam ntawm kev txiav tsis ua haujlwm ntawm lub cuab yeej lub neej thiab kev ua haujlwm ntau lawm
Txhawm rau txhim kho machining efficiency thiab cuab yeej lub neej, nws yog ib qho tsim nyog los txiav txim siab seb qhov kev txiav txiav puas tsim nyog thiab txheeb xyuas qhov cuam tshuam ntawm txhua qhov kev txiav ntawm lub cuab yeej thiab kev ua haujlwm. Txiav tsis muaj xws li txiav ceev (linear ceev), pub ceev thiab rov qab txiav nyiaj, tseem hu ua peb lub ntsiab txiav.
3.1 Txiav ceev vc
Kev sib raug zoo ntawm kev txiav ceev vc thiab spindle ceev yog vc =πDn / 1000, qhov twg D yog qhov zoo ntawm cov cuab yeej / workpiece (unit: mm), thiab n yog lub tshuab cuab tam ceev (unit: r / min ). Thaum lub txiav ceev yog siab dhau lawm, flank hnav yuav nce thiab qhov zoo ntawm lub workpiece yuav deteriorate. Thaum txiav ceev yog siab heev, cov ntxig yuav kuj undergo yas deformation. Qhov cuam tshuam nkhaus ntawm kev txiav ceev ntawm lub cuab yeej lub neej yog qhia hauv daim duab 1.
duab
Daim duab 1 Cov nyhuv nkhaus ntawm kev txiav ceev ntawm lub cuab yeej lub neej
3.2 Pub ceev vf
Cov mis laij lej ntawm kev pub ceev yog vf=fZZnn, fZ yog cov cuab yeej pub (unit yog mm/z), Zn yog tus lej ntawm kev txiav cov npoo zoo (unit yog units), n yog lub tshuab cuab yeej ceev (unit yog r/min). Yog tias qhov ceev ceev ntau dhau, cov chips yuav tsis tswj tau, thiab qhov zoo ntawm cov tshuab ua haujlwm yuav deteriorate. Lub zog txiav yog siab, thiab cov chips yuav cuam tshuam rau lub cuab yeej lossis lub tshuab ua haujlwm. Qhov cuam tshuam nkhaus ntawm kev pub ceev ntawm lub cuab yeej siv tau pom hauv daim duab 2.
duab
Daim duab 2 Cov nyhuv nkhaus ntawm kev pub ceev ntawm lub cuab yeej lub neej
3.3 Tus nqi rov qab riam ap
Tus nqi txiav rov qab yog hais txog qhov sib txawv ntawm qhov chaw tsis tau txiav thiab qhov chaw txiav. Qhov cuam tshuam nkhaus ntawm cov nyiaj txiav rov qab ntawm lub cuab yeej lub neej yog qhia hauv daim duab 3.
duab
Daim duab 3 Qhov cuam tshuam nkhaus ntawm rov qab txiav nyiaj ntawm lub cuab yeej lub neej
Ntawm peb qhov kev txiav, txiav ceev, pub ceev thiab rov qab sib koom ua ke tag nrho muaj kev cuam tshuam rau lub neej cuab yeej. Qhov cuam tshuam ntawm qhov txiav rov qab yog qhov tsawg tshaj plaws, qhov pub ceev muaj qhov cuam tshuam ntau dua li qhov txiav rov qab, thiab qhov txiav ceev muaj qhov cuam tshuam loj tshaj plaws rau lub neej ntawm cov hniav.
Txhawm rau kom tau txais cov cuab yeej siab tshaj plaws lub neej, cov kev taw qhia ntawm qhov kev ua kom zoo tshaj plaws yog: ua kom muaj kev sib koom ua ke rov qab kom txo tau cov cuab yeej hla; maximize tus nqi pub kom luv lub sij hawm txiav; txo qhov txiav ceev kom tau txais cov cuab yeej zoo tshaj plaws lub neej.
Txhawm rau txhim kho roughing efficiency, koj tuaj yeem pib los ntawm optimizing tus nqi rov qab txiav. Yog tias muaj ntau txoj hauv kev, ua kom cov txheej txheem rov qab txiav thiab txo cov cuab yeej txoj kev, los yog ua kom cov nyiaj rov qab txiav, txo qhov kev txiav ceev, thiab txhim kho lub neej ntawm cov cuab yeej. , ua kom lub feed ceev thiab xyuas kom meej efficiency.
3.4 Cov ntawv thov piv txwv
Lub flange ua los ntawm lub tsheb qhov chaw ua lag luam yog qhia nyob rau hauv daim duab 4. Cov kev daws teeb meem uas twb muaj lawm yog tsis muaj txiaj ntsig, thiab ntau yam kev txiav yuav tsum tau ua kom zoo los txhim kho cov cuab yeej lub neej thiab kev ua haujlwm ntau lawm.
duab
Daim duab 4 Flange
Txhim kho txoj kev npaj ua tiav los ntawm kev nce cov nyiaj rov qab txiav, txo cov cuab yeej txoj hauv kev, thiab txo kev txiav ceev. Ua ntej optimization, cov cuab yeej txoj kev muaj ntau thiab chaotic, tab sis tom qab optimization, cov cuab yeej txoj kev tau meej, raws li qhia nyob rau hauv daim duab 5 thiab 6. Cov tsis ua ntej thiab tom qab optimization yog qhia nyob rau hauv Table 1. Tom qab optimization, lub cuab tam lub neej tau nce. los ntawm 15 qhov chaw mus rau 31 qhov chaw.
duab
Daim duab 5 Optimizing cov cuab yeej pem hauv ntej
duab
Daim duab 6 Optimized tool path
Table 1 Parameters ua ntej thiab tom qab optimization
duab
Qhov tseem ceeb uas ntsuas qhov kev ua tau zoo ntawm cov hniav yog txiav ceev. CNC system nyeem spindle ceev. Ntau tus programmers tsuas yog xav txog qhov ceev thaum tsim cov kev pab cuam thiab tsis quav ntsej txog txoj kab uas hla. Txawm li cas los xij, nyob rau hauv qhov tseeb machining, txoj kab uas hla kuj muaj kev cuam tshuam ntau dua. Ua piv txwv, thaum lub workpiece txoj kab uas hla D yog 50 hli thiab lub tshuab cuab tam ceev n yog 1000r/min, linear ceev vc=157m/min. Thaum lub workpiece txoj kab uas hla D yog 100 hli thiab lub tshuab cuab tam ceev n yog 1000r/min, linear ceev vc=314m/min.
Raws li cov qauv qauv, kev txiav ceev ntawm 314m / min yog siab heev, ze rau qhov txwv uas cov hniav tuaj yeem tiv taus. Kev txiav ceev ceev tuaj yeem ua kom cov txheej txheem hnav ntawm lub cuab yeej thiab txo qhov kev pab cuam lub neej ntawm lub cuab yeej.
Nws tuaj yeem pom los ntawm qhov no tias rau tib lub tshuab cuab yeej ceev, qhov sib txawv workpiece diameters, thiab cov cuab yeej txiav nrawm, thaum lub cuab yeej lub neej qis dhau, koj tuaj yeem tshawb xyuas seb nws yog tshwm sim los ntawm kev txiav ceev dhau lawm.
04
Kev cuam tshuam ntawm wiper ntug ntawm txiav efficiency
Lub wiper hniav muaj lub kaum sab xis uas muaj li ntawm 3 mus rau 9 arcs nrog sib txawv radii, thiab lub vojvoog arc tuaj yeem ncav cuag ntau dua 900mm. Kev sib raug zoo ntawm cov cuab yeej tip fillet, pub tus nqi thiab qhov zoo ntawm qhov chaw yog
Rmax＝fn²/8r(1)
Rmax (so ntug)=Rmax/² (2)
Hauv cov qauv, fn yog tus nqi pub (mm/r); r yog cov cuab yeej taub hau fillet radius (mm); Rmax yog qhov siab sib txawv ntawm lub ncov thiab trough ntawm txiav nto (mm).
Txoj kev no yog tsim los ua kom tiav txoj kev tig los yog tho txawv. Lub cuab yeej wiper nws tus kheej tsis muaj kev ua haujlwm ceev ceev. Txawm li cas los xij, raws li cov qauv dhau los, nws tuaj yeem suav tau tias cov yam ntxwv ntawm cov cuab yeej wiper yog: thaum cov kev ua haujlwm tsis zoo ib yam, qhov zoo ntawm cov cuab yeej wiper tuaj yeem nce 1 zaug; Thaum qhov zoo ntawm qhov chaw zoo ib yam, qhov pub ceev ntawm cov cuab yeej wiper tuaj yeem nce ntxiv 1 zaug. .
Thaum tib qhov zoo li qhov yuav tsum tau muaj, kev pub noj ceev dua tuaj yeem siv thaum siv cov cuab yeej wiper.
Ua cov txheej txheem ntawm lub ntsej muag kawg ntawm lub plhaub tso zis ua piv txwv ntawm kev txhim kho kev ua haujlwm, cov khoom siv ua haujlwm yog QT500 thiab qhov roughness tus nqi Ra tsawg dua lossis sib npaug li 1.6μm yog xav tau. Txhawm rau txhim kho lub sijhawm voj voog, siv lub wiper hniav. Ntawm qhov chaw ua tau raws li qhov yuav tsum tau ua ntawm tib qhov chaw roughness, pub ceev tau nce los ntawm 0.36mm / r rau 0.5mm / r. Qhov ntsuas qhov roughness tus nqi Ra=1.33μm, thiab cov hniav lub neej yog tib yam. Cov txheej txheem ntau yam uas siv cov kev sib hloov zoo tib yam thiab cov wiper inserts yog qhia nyob rau hauv Table 2. Lub ntsej muag kawg ntawm lub plhaub tso zis tom qab optimization yog pom nyob rau hauv daim duab 7.
Table 2 Ntau yam kev ua haujlwm tsis zoo ntawm cov khoom tig tig thiab cov wiper inserts
duab
duab
Daim duab 7 Optimized tso zis plhaub kawg lub ntsej muag
05
Cov nyhuv ntawm lub ntsiab deflection lub kaum sab xis ntawm txiav efficiency
Pub rau ib tug hniav tau hais nyob rau hauv lub yav dhau los qhia luv luv rau lub tswvyim ntawm pub ceev. Qee lub npe ntawm cov qauv ntsuas pom zoo kom siab tshaj plaws nti thickness hex raws li qhov txiav tsis hloov ntawm pub rau ib tus hniav. Vim tias dab tsi txiav txim siab tus nqi pub yog qhov siab tshaj plaws nti tuab hex thiab lub kaum sab xis Kr ntawm lub cuab yeej. Cov mis hloov pauv yog hex=fzsinKr.
Thaum lub ntsiab deflection lub kaum sab xis yog 90 degree, fz=hex, lub siab tshaj plaws nti thickness ntawm lub cuab tam yog tib yam li pub rau ib tug hniav. Raws li lub ntsiab deflection lub kaum sab xis txo, qhov pub ceev tuaj yeem nce ntxiv.
Siv lub xub pwg nyom milling cutter (saib daim duab 8) ua piv txwv, tus naj npawb ntawm cov hniav ZN ntawm 90 degree square xub pwg milling cutter yog 5 flutes, n=1000r/min, hex=0.2mm , fz=0.2mm/z, tshuab cuab tam pub ceev vf =0.2 × 5 × 1000=1000 (mm/min).
duab
a) Square lub xub pwg milling cutter qauv daim duab
duab
b) Cov khoom siv lub cev
Daim duab 8 90 degree square xub pwg milling cutter
45 degree ua lub ntsej muag milling cutter (saib daim duab 9) ZN muaj 5 flutes, n=1000r/min, hex=0.2mm, fz=hex /sin45 degree {{8} }.282mm/z, ces lub tshuab cuab tam pub ceev vf=0.282 × 5 ×1000=1410 (mm/min).
duab
a) Daim duab duab ntawm lub ntsej muag milling cutter
duab
b) Cov khoom siv lub cev
Daim duab 9 45 degree square xub pwg milling cutter
10 degree ua lub ntsej muag milling cutter (saib daim duab 10) ZN muaj 5 npoo, n=1000r/min, hex=0.2mm, fz= hex/sin10 degree {{8} }.156mm/z, ces lub tshuab cuab tam pub ceev vf=1.156 × 5 ×1000=5780 (mm/min).
duab
a) Teeb liab
duab
b) Cov khoom siv lub cev
Daim duab 10 10 degree square xub pwg milling cutter
Txhawm rau ua kom tiav, ntawm tib qhov kev sib hloov ceev ntawm tib hom hniav, qhov me me ntawm lub ntsiab deflection lub kaum sab xis, qhov siab dua qhov pub ceev uas siv tau. Nws yog tsim nyog sau cia tias 90 degree square xub pwg milling cutter feem ntau dais radial quab yuam, thiab axial quab yuam zero. Raws li lub ntsiab deflection lub kaum sab xis txo qis, noj 10 degree lub ntsiab deflection lub kaum sab xis milling cutter ua piv txwv, nws tsuas yog dais axial quab yuam. Lub zog radial tsawg heev. Qhov me me ntawm lub ntsiab deflection lub kaum sab xis, qhov siab dua qhov kev vibration thiab siab dua lub zog noj.
06
Kev cuam tshuam ntawm kev ua cov txheej txheem ntawm txiav efficiency
Cov cuab yeej txiav txoj kev kuj muaj kev cuam tshuam zoo rau kev ua haujlwm ntawm machining. Piv txwv li, tsis ntev los no nrov dynamic milling txoj kev yog ib tug npaum trochoidal milling txoj kev nrog ib tug loj rov qab txiav ntim thiab ib tug me me txiav dav. Qhov txawv ntawm cov pa trochoidal milling yog tias cov txheej txheem dynamic milling nruj me ntsis ua raws li cov nti tsis tu ncua thickness hex. Muaj cov hlau tshem tawm siab. Txij li thaum dynamic milling tuaj yeem ua kom lub zog txiav tsis tu ncua thaum lub cuab yeej txiav, kev ua haujlwm nrawm nrawm thiab ruaj khov.
Noj milling ntawm sab nrauv contour ntawm lub valve lub cev ua piv txwv los qhia txog qhov cuam tshuam ntawm kev ua cov txheej txheem ntawm kev txiav kev ua haujlwm. Lub workpiece yog ua los ntawm stainless hlau. Qhov nyuaj yog tias cov cuab yeej ntev-rau-ntev piv mus txog 4 npaug ntawm txoj kab uas hla, uas ua rau muaj kev vibration thaum ua. Thawj txoj kev npaj siv hloov tau ntxig square lub xub pwg milling cutters, uas ua rau loj txiav kev co vim qhov loj nam piv. Tsis muaj peev xwm ua tau li qub. Optimized siv carbide kawg mills, loj rov qab txiav peev xwm, me me txiav dav, thiab dynamic milling txoj kev. Lub dynamic milling cuab tam simulation yog qhia nyob rau hauv daim duab 11, thiab cov kev sib piv tsis muaj nyob rau hauv Table 3.
duab
Daim duab 11 Dynamic milling cuab tam txoj kev simulation
Table 3 Parameter sib piv
duab
07
Txhim kho machining efficiency nrog cov cuab yeej sib xyaw
Rau cov khoom ntim siab, cov cuab yeej sib xyaw feem ntau yog siv los txhim kho kev tsim khoom, xws li chamfer xyaum, cov cuab yeej tho txawv (saib daim duab 12), thiab lwm yam.
duab
Daim duab 12 Compound tho txawv cuab yeej
Cov cuab yeej sib xyaw siv ib lub cuab yeej los ua ntau cov kauj ruam ua haujlwm, uas txhim kho kev ua tau zoo thiab txuag lub sijhawm hloov pauv ntawm ntau yam cuab yeej. Composite tej cuab yeej kuj muaj ntau yam shortcomings. Qhov loj tshaj drawback yog tias lawv tsis yog universal. Cov cuab yeej txiav tsuas yog tsim los rau qee qhov haujlwm thiab tsis tuaj yeem siv thoob ntiaj teb nrog lwm cov khoom ua haujlwm [3].
08
Xaus
Kab lus no muab rau txoj hauv kev los txhim kho cov cuab yeej txiav, uas tuaj yeem muab kev taw qhia rau kev txhim kho kev tsim khoom thiab txo cov nqi. Cov cuab yeej optimization txoj kev yuav tsum yoog raws thiab yuav tsum tau ua raws li cov tswv yim. Ua ntej kev ua kom zoo, nws yog ib qho tsim nyog los soj ntsuam cov txheej txheem hauv lub raj mis, ua kom zoo dua cov cuab yeej hauv lub hom phiaj, thiab tuav cov ntsiab lus tseem ceeb los daws qhov teeb meem raws li cov kev tsim khoom tshwj xeeb.
