關(guān)鍵詞：模具型面+刀軸方向+加工區(qū)域+五軸加工
中圖分類號(hào)：TG76+文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A+文章編號(hào)：1672-3791（2014）08（a）-0070-01
在機(jī)械設(shè)備的模具的加工制造工作中，像汽車掩蓋見這樣的外形復(fù)雜、尺寸變化大、外表質(zhì)量請(qǐng)求高的產(chǎn)品，為保證加工模具型號(hào)契合設(shè)計(jì)請(qǐng)求，制造廠家常常會(huì)運(yùn)用定位五軸的加工辦法。應(yīng)用這一工藝停止加工實(shí)踐上就是將曲面的加工區(qū)域以近似平面加工的方式停止加工。在工作中，經(jīng)過調(diào)整刀軸的角度，使加工過程中的切削速率等于零，使產(chǎn)品契合請(qǐng)求，這種辦法在實(shí)踐工作中是可行的。而調(diào)整好刀軸的方向就成為這一工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
1+刀軸方向優(yōu)化流程
定位五軸加工的技術(shù)理念是將加工區(qū)域看作一個(gè)契合請(qǐng)求的操作平面，調(diào)整刀軸的方向使之契合加工質(zhì)量請(qǐng)求停止操作的過程。而刀軸的方向肯定需求根據(jù)發(fā)明出的假想平面所包含的法矢方向和刀軸傾角。關(guān)于外形復(fù)雜的模具是不可能一次性的加工完成的，在加工中需求依據(jù)設(shè)計(jì)請(qǐng)求將模具劃分紅若干個(gè)加工區(qū)域。對(duì)刀軸方向停止優(yōu)化的前提是綜合加工資料和刀具資料的詳細(xì)要素，選擇最為合適的刀軸傾角。為此我們?cè)诳倛?jiān)固際加工經(jīng)歷的根底上制定出對(duì)刀軸方向停止優(yōu)化的流程圖（如圖1所示）。首先，在停止模具的加工之前需求對(duì)模具特性停止剖析，設(shè)定加工型面。其次，以最優(yōu)平面想象劃定加工區(qū)域。再次，是依據(jù)區(qū)域設(shè)計(jì)出最優(yōu)的刀軸方向。最后，停止儀器的數(shù)控編程工作，其他區(qū)域同樣依照這樣的工作流程完成加工。其中刀軸傾角的優(yōu)化選擇和加工區(qū)域的劃定是完成模具的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)。
2+型面定位五軸加工刀軸方向優(yōu)化的技術(shù)措施
2.1+對(duì)刀軸傾角的優(yōu)化
2.1.1+優(yōu)化刀軸傾角進(jìn)步切削效果
加工區(qū)域的位置的曲面法矢同刀軸方向之間構(gòu)成的夾角構(gòu)成了刀軸傾角，經(jīng)過理論證明，刀軸傾角對(duì)刀具切削過程中的平穩(wěn)性和磨損水平有很大的影響。出于保證面五軸加工方式的加工質(zhì)量，我們應(yīng)當(dāng)對(duì)刀軸傾角和刀具切削性之間的關(guān)系停止認(rèn)真剖析，使模具切削面法矢和刀軸方向之間構(gòu)成的夾角得到優(yōu)化，這是完成刀軸方向優(yōu)化的先決條件。
2.1.2+對(duì)刀軸傾角停止優(yōu)化的措施
為了保證刀軸傾角的優(yōu)化效果，我們需求將與加工誤差和刀具運(yùn)用年限有關(guān)的切削力和溫度作為研討剖析的對(duì)象。論證的辦法包括理論剖析、實(shí)驗(yàn)考證和有限元模仿等，從完成刀軸傾角的優(yōu)化。
同其他的物理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)不同，五軸加工的工序復(fù)雜、需求投入很多的人力和物力、而且有效數(shù)據(jù)獲取艱難，關(guān)于探究加工模具切削過程中的各項(xiàng)物理變化規(guī)律是很有明顯的效果的。所以，僅僅依托實(shí)踐操作實(shí)驗(yàn)效率極慢。理論剖析的先決條件是需求樹立精確的切削過程的數(shù)據(jù)模型，而模型樹立必需以大量的實(shí)踐實(shí)驗(yàn)為根底，同樣是費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
所以，我們應(yīng)當(dāng)將現(xiàn)代計(jì)算機(jī)模仿技術(shù)引入研討中，現(xiàn)有的有限元模仿技術(shù)克制了傳統(tǒng)的實(shí)體實(shí)驗(yàn)的弊端，免去了實(shí)踐操作的耗費(fèi)，而采用計(jì)算機(jī)模仿切削過程的辦法，明晰的模仿出在切削過程中各種應(yīng)力和溫度的變化趨向，這是停止刀軸方向優(yōu)化研討的有效方法。
在計(jì)算機(jī)切削加工有限元模仿實(shí)驗(yàn)中，
第一步，樹立起能夠反映出加工資料應(yīng)力、應(yīng)變率和加工當(dāng)中溫度變化規(guī)律的數(shù)據(jù)模型；
第二步，針對(duì)加工過程中各種力學(xué)的變化狀況樹立起描繪模型；
第三步，需求在理想狀態(tài)下將外形復(fù)雜的切削區(qū)域劃分紅若干個(gè)局部，采用有限形態(tài)的參數(shù)方式表現(xiàn)出來，樹立起切削加工程序的力學(xué)仿真模型；
第四步，是在不時(shí)的演化實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)模型停止校正，使其愈加接近實(shí)踐加工過程。這是運(yùn)用有限元模仿實(shí)驗(yàn)對(duì)刀軸傾角停止優(yōu)化的措施，但是由于加工過程中，模具外形千差萬別，刀軸傾角也會(huì)隨之變化，因而模仿實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果僅能在一定范圍內(nèi)有效。
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2.2+加工區(qū)域的劃定
關(guān)于外形復(fù)雜的模具需求劃定不同的加工區(qū)域，這樣可以防止零切速度不時(shí)發(fā)作變化，確保刀軸傾角一直處于最佳位置。合理的劃定加工區(qū)域是獲得理想的加工效果的保證。但需留意，加工區(qū)域不能劃分太細(xì)，這樣會(huì)增加數(shù)控機(jī)床的操作程序，而且接刀點(diǎn)太多也會(huì)影響加工模具外表的質(zhì)量。
詳細(xì)的優(yōu)化措施是將模具的整體的型面劃分紅點(diǎn)，密度要平均，同時(shí)測(cè)算出各點(diǎn)的法向矢量；經(jīng)過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聚類的功用，測(cè)算出法向矢量同最優(yōu)的刀軸傾角之間的最小誤差的步距，經(jīng)過各點(diǎn)的銜接劃定區(qū)域。
3+結(jié)語
綜上所述，關(guān)于模具型面定位五軸加工刀軸方向的優(yōu)化研討應(yīng)以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)模仿技術(shù)為根底?？酥苽鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)辦法的缺乏，采用科學(xué)的剖析辦法，對(duì)刀軸傾角停止優(yōu)化設(shè)計(jì)，合理的劃分加工區(qū)域，保證加工的質(zhì)量和效率。
