基于三維矢量的切削加工性綜合評價(jià)方法研究
發(fā)布時間:2019-08-26 19:36
【摘要】:基于三維空間矢量,提出了多維切削加工性綜合評價(jià)模型,并在此基礎(chǔ)上建立了通用性三因素評價(jià)模型,可以快捷、簡便地對材料切削加工性進(jìn)行定性及定量表征,有利于指導(dǎo)并優(yōu)化切削加工工藝及切削加工參數(shù)的選擇。
【圖文】:
刀具之間要有相對運(yùn)動,即切削運(yùn)動;②刀具材料必須具備一定的切削性能;③刀具必須具有適當(dāng)?shù)膸缀螀?shù),即刀具幾何角度等。與其他材料成形工藝相比,切削加工具有一系列優(yōu)點(diǎn):①切削加工是生產(chǎn)原型機(jī)或零件數(shù)量有限時的最優(yōu)方法;②對工件材料力學(xué)機(jī)械性能影響很小;③能獲得精確的表面輪廓、尺寸公差和較好的加工表面質(zhì)量;④應(yīng)用范圍很廣,幾乎可以應(yīng)用到現(xiàn)有的全部材料成形方式中,特別是金屬零件的成形過程。在金屬切削加工過程中,工件和刀具間的相互作用會產(chǎn)生切削力、切削熱、刀具磨損、切屑及工件變形等現(xiàn)象,如圖1所示。這些現(xiàn)象共同影響著材料的切削加工過程,只有綜合考慮這些因素才能對切削過程獲得全面的認(rèn)知評價(jià),在獲得良好加工質(zhì)量的同時,進(jìn)一步優(yōu)化加工工藝參數(shù)。圖1金屬切削加工過程材料的切削加工性一般是指工件材料切削加工的難易程度。實(shí)踐表明,對于同一種被加工材料,如零件技術(shù)要求和具體加工條件不同,則其加工的難易程度有著很大的差異[2]。切削加工性是材料在切削加工過程中的一種行為模式,評價(jià)材料的切削加工性應(yīng)當(dāng)說明切削的具體條件。比較材料的切削加工性優(yōu)劣,應(yīng)當(dāng)有一個數(shù)量的概念。在不同情況下,可以利用不同的評價(jià)指標(biāo)來衡量材料的切削加工性能。有時只需采用單一指標(biāo)衡量切削加工性即可,有時則需要兼用多項(xiàng)指標(biāo),比如:刀具耐用度或2015年第49卷No.1129
氖糶裕嘈鄧?對于材料切削加工性的孰優(yōu)孰劣,仍然無法給出確定性的結(jié)論。因此,通常借助多評價(jià)指標(biāo)對材料的切削性能進(jìn)行綜合評價(jià),常用的綜合評價(jià)方法包括有向圖法[5]、雷達(dá)圖法[6-8]、模糊評價(jià)方法[9-12]、基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)的綜合評價(jià)方法[13]等。然而,這些方法都存在其適用性及各自的弊端。在以上研究的基礎(chǔ)上,基于三維空間矢量,提出了多維切削加工性綜合評價(jià)模型,并在此基礎(chǔ)上建立了通用性三因素評價(jià)模型,可以快捷、簡便地對材料切削加工性進(jìn)行定性及定量表征。2三維綜合評價(jià)模型圖2所示為基于三維矢量的切削加工性綜合評價(jià)模型建模過程,其基本原理是將各個評價(jià)指標(biāo)采用矢量的形式加以表征,然后依循矢量的運(yùn)算法則獲得最終的切削加工性綜合評價(jià)向量及其對應(yīng)的評價(jià)值,以此作為依據(jù)來進(jìn)行切削加工性評價(jià)。其基本建模過程包括以下六個步驟。圖2三維矢量切削加工性評價(jià)模型2.1工作空間的確立在對材料進(jìn)行切削加工性評價(jià)前,首先需要為其建立起基本工作空間,由控制圓弧及控制向量兩部分組成。在水平面內(nèi)作單位圓ΦO,并將其定義為控制圓弧(ControlCircle);與此同時,,將通過圓心O的反向單位法向量OP定義為控制向量(ControlVector)。工作空間的建立為切削加工性綜合評價(jià)提供了統(tǒng)一平臺,可以保證不同條件下材料的切削加工性具有一致的單調(diào)性和可比性。2.2評價(jià)指標(biāo)的選擇根據(jù)切削加工工藝及技術(shù)指標(biāo)要求,選擇切削過程中典型輸出量作為材料切削加工性的評價(jià)指標(biāo),如切削力、切削溫度、刀具磨損/壽命、表面粗糙度等。將切削加工性評價(jià)指標(biāo)的個數(shù)記為n(n≥3)。評價(jià)指標(biāo)的選擇多依靠經(jīng)驗(yàn)選取,選擇需合乎工藝要求,對切削加工過程影響較大的因素成為進(jìn)行切削加工性評價(jià)的關(guān)鍵。2.3數(shù)據(jù)?
【作者單位】: 濰坊科技學(xué)院;
【分類號】:TG506
【圖文】:
刀具之間要有相對運(yùn)動,即切削運(yùn)動;②刀具材料必須具備一定的切削性能;③刀具必須具有適當(dāng)?shù)膸缀螀?shù),即刀具幾何角度等。與其他材料成形工藝相比,切削加工具有一系列優(yōu)點(diǎn):①切削加工是生產(chǎn)原型機(jī)或零件數(shù)量有限時的最優(yōu)方法;②對工件材料力學(xué)機(jī)械性能影響很小;③能獲得精確的表面輪廓、尺寸公差和較好的加工表面質(zhì)量;④應(yīng)用范圍很廣,幾乎可以應(yīng)用到現(xiàn)有的全部材料成形方式中,特別是金屬零件的成形過程。在金屬切削加工過程中,工件和刀具間的相互作用會產(chǎn)生切削力、切削熱、刀具磨損、切屑及工件變形等現(xiàn)象,如圖1所示。這些現(xiàn)象共同影響著材料的切削加工過程,只有綜合考慮這些因素才能對切削過程獲得全面的認(rèn)知評價(jià),在獲得良好加工質(zhì)量的同時,進(jìn)一步優(yōu)化加工工藝參數(shù)。圖1金屬切削加工過程材料的切削加工性一般是指工件材料切削加工的難易程度。實(shí)踐表明,對于同一種被加工材料,如零件技術(shù)要求和具體加工條件不同,則其加工的難易程度有著很大的差異[2]。切削加工性是材料在切削加工過程中的一種行為模式,評價(jià)材料的切削加工性應(yīng)當(dāng)說明切削的具體條件。比較材料的切削加工性優(yōu)劣,應(yīng)當(dāng)有一個數(shù)量的概念。在不同情況下,可以利用不同的評價(jià)指標(biāo)來衡量材料的切削加工性能。有時只需采用單一指標(biāo)衡量切削加工性即可,有時則需要兼用多項(xiàng)指標(biāo),比如:刀具耐用度或2015年第49卷No.1129
氖糶裕嘈鄧?對于材料切削加工性的孰優(yōu)孰劣,仍然無法給出確定性的結(jié)論。因此,通常借助多評價(jià)指標(biāo)對材料的切削性能進(jìn)行綜合評價(jià),常用的綜合評價(jià)方法包括有向圖法[5]、雷達(dá)圖法[6-8]、模糊評價(jià)方法[9-12]、基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)的綜合評價(jià)方法[13]等。然而,這些方法都存在其適用性及各自的弊端。在以上研究的基礎(chǔ)上,基于三維空間矢量,提出了多維切削加工性綜合評價(jià)模型,并在此基礎(chǔ)上建立了通用性三因素評價(jià)模型,可以快捷、簡便地對材料切削加工性進(jìn)行定性及定量表征。2三維綜合評價(jià)模型圖2所示為基于三維矢量的切削加工性綜合評價(jià)模型建模過程,其基本原理是將各個評價(jià)指標(biāo)采用矢量的形式加以表征,然后依循矢量的運(yùn)算法則獲得最終的切削加工性綜合評價(jià)向量及其對應(yīng)的評價(jià)值,以此作為依據(jù)來進(jìn)行切削加工性評價(jià)。其基本建模過程包括以下六個步驟。圖2三維矢量切削加工性評價(jià)模型2.1工作空間的確立在對材料進(jìn)行切削加工性評價(jià)前,首先需要為其建立起基本工作空間,由控制圓弧及控制向量兩部分組成。在水平面內(nèi)作單位圓ΦO,并將其定義為控制圓弧(ControlCircle);與此同時,,將通過圓心O的反向單位法向量OP定義為控制向量(ControlVector)。工作空間的建立為切削加工性綜合評價(jià)提供了統(tǒng)一平臺,可以保證不同條件下材料的切削加工性具有一致的單調(diào)性和可比性。2.2評價(jià)指標(biāo)的選擇根據(jù)切削加工工藝及技術(shù)指標(biāo)要求,選擇切削過程中典型輸出量作為材料切削加工性的評價(jià)指標(biāo),如切削力、切削溫度、刀具磨損/壽命、表面粗糙度等。將切削加工性評價(jià)指標(biāo)的個數(shù)記為n(n≥3)。評價(jià)指標(biāo)的選擇多依靠經(jīng)驗(yàn)選取,選擇需合乎工藝要求,對切削加工過程影響較大的因素成為進(jìn)行切削加工性評價(jià)的關(guān)鍵。2.3數(shù)據(jù)?
【作者單位】: 濰坊科技學(xué)院;
【分類號】:TG506
【參考文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前1條
1 巫少龍,胡靜,樓白楊;機(jī)械材料切削加工性的模糊綜合評判[J];機(jī)床與液壓;2005年09期
【共引文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 門可佩;朱鴻婷;;基于雷達(dá)圖法的江蘇省糧食安全評價(jià)[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2008年24期
2 張建寧;;雷達(dá)圖在360度績效評價(jià)中應(yīng)用研究[J];財(cái)會通訊;2011年29期
3 喬鵬程;吳正國;李輝;;基于改進(jìn)雷達(dá)圖法的電能質(zhì)量綜合評估方法[J];電力自動化設(shè)備;2011年06期
4 周柯雯;聶志強(qiáng);劉W
本文編號:2529508
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