刀具是現(xiàn)代切削加工中極其關(guān)鍵的根底部件，其功能直接影響加工功率和已加工零件的表面質(zhì)量。即使對刀具刃口進(jìn)行細(xì)心的磨削，刀具刃區(qū)的描摹依然會(huì)存在細(xì)微缺點(diǎn)，然后降低刀具的壽數(shù)和加工質(zhì)量。刀具刃口鈍化能夠延常刀具使用壽數(shù)50%-400%。因此，近年來刀具鈍化技能越來越受到重視。

國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于刀具刃口鈍化展開了大量的研討。Tugrul ozel選用切削軟件進(jìn)行方真，研討了鈍化后的PCBN刀具切削鋁合金時(shí)的應(yīng)力和切削力等的改變規(guī)則；P.I.Varela等研討了不同的刃口形狀對切削后的剩余應(yīng)力及已加工零件的表面質(zhì)量的影響，驗(yàn)證了刀具刃口鈍化能夠有用提高加工表面質(zhì)量；賈秀杰等選用切削實(shí)驗(yàn)探究了鈍化后的刀具在不同的切削參數(shù)下切削工件時(shí)，產(chǎn)生的切削力和被加工零件的表面質(zhì)量隨切削參數(shù)改變而改變的規(guī)則；朱曉雯選用了7種不同的鈍化工藝對硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行鈍化處理，其間包含立式旋轉(zhuǎn)鈍化法，并經(jīng)過實(shí)驗(yàn)探究了不同鈍化方式對硬質(zhì)合金刀具壽數(shù)的影響。

刀具鈍化刃口尺度歸于微米級，通常選用鈍圓半徑表征刃口概括。實(shí)際上，刀具鈍化的刃口概括并非規(guī)則的圓弧，僅僅選用鈍圓半徑不足以表征實(shí)際的鈍化概括。B.Denkena等提出了任何切削刃的非對稱問題K-factor方法，選用從極點(diǎn)刀尖1和刀尖2的比率Sa/Sγ即K因子來表示，邊緣的扁平度經(jīng)過參數(shù)△γ和φ的比值來表示，這種方法相對簡單且可視化；C. F. Wyen等提出刀具刃口鈍化形狀的非對稱性問題，以一個(gè)圓的形式描繪刃口鈍化形狀，選用Da和Dγ的比率來測量垂直極點(diǎn)與兩邊的距離，選用R2≤0.9判定系數(shù)驗(yàn)證。

目前通常選用K因子表示刀具鈍化非對稱刃口。當(dāng)K=1時(shí)，刀具鈍化刃口為對稱刃口，即為鈍圓半徑。當(dāng)K≠1時(shí)，刀具鈍化刃口為非對稱刃口。國內(nèi)外關(guān)于刀具鈍化非對稱刃口機(jī)制的研討十分少C.E.H.Ventura等選用研磨法對CBN刀具進(jìn)行鈍化，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了不同的K因子對刀具刃口磨損的影響程度不同，選擇合適的K值以減少磨損；E.Bassett等選用磨料刷法對刀具進(jìn)行鈍化，研討了不同K因子的非對稱刃口對涂層WC-Co刀具切削AISI1045的磨損和熱力散布的影響規(guī)則，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了Sα值影響刀具壽數(shù)，主要是后刀面磨損。因此，對刀具非對稱刃口鈍化的研討是必要的。

本文選用刀具刃口鈍化進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)研討，對硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行立式旋轉(zhuǎn)鈍化，經(jīng)過對實(shí)驗(yàn)成果進(jìn)行數(shù)學(xué)回歸分析，研討了刀具鈍化非對稱刃口K因子隨不同鈍化參數(shù)的改變規(guī)則，為實(shí)現(xiàn)刀具鈍化刃口優(yōu)化供給依據(jù)。

1  刀具刃口鈍化實(shí)驗(yàn)

如圖1所示，在立式旋轉(zhuǎn)鈍化機(jī)上進(jìn)行刀具鈍化處理。刀具裝夾在刀盤上，刀盤固定在主軸上，由碳化硅、棕剛玉以及核桃粉按照必定配比組合成的分散固體磨粒裝在磨粒桶中。成組刀具在磨粒中實(shí)現(xiàn)公轉(zhuǎn)及自轉(zhuǎn)，單個(gè)刀具實(shí)現(xiàn)公轉(zhuǎn)及自轉(zhuǎn)，達(dá)到鈍化的意圖。

刀具選用標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為ZX040的硬質(zhì)合金立銑刀。刀具前角14°，后角15°，刃長25mm，直徑10mm，柄長75mm。

選用Alicona光學(xué)三維刀具測量儀對鈍化后的刀具非對稱刃口進(jìn)行檢測（見圖2）。刀具鈍化非對稱刃口檢測成果如圖3所示。

依據(jù)鈍化速度、鈍化時(shí)刻、磨粒配比和磨粒粒度規(guī)劃正交實(shí)驗(yàn)。其間，磨粒由棕剛玉和碳化硅組成，磨粒配比為碳化硅與棕剛玉的比值。刀具鈍化正交實(shí)驗(yàn)成果見表1。

圖1  刀具刃口鈍化機(jī)    圖2  光學(xué)三維刀具測量儀

圖3  刀具鈍化非對稱刃口檢測成果

表1  刀具鈍化正交實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)成果表明，不同的鈍化參數(shù)對刀具非對稱刃口的影響程度不同。鈍化時(shí)刻對刀具非對稱刃口K因子的影響蕞大，磨粒配比與主軸轉(zhuǎn)速次之，磨粒粒度對刀具非對稱刃口K因子的影響蕞小。

2  刀具鈍化非對稱刃口模型的樹立

選用數(shù)學(xué)回歸法樹立刀具非對稱刃口K因子的猜測模型，把刀具鈍化4個(gè)鈍化參數(shù)作為自變量，刀具鈍化非對稱刃口K因子為因變量。依據(jù)正交實(shí)驗(yàn)成果進(jìn)行數(shù)學(xué)回歸，獲得刀具鈍化非對稱刃口K因子的猜測模型。

Y=1.352-0.00003651A-0.024B 0.000007221AD 0.004BD-0.002CD    （1）

式中，Y為因子；A為主軸轉(zhuǎn)速(mm/min)；B為鈍化時(shí)刻(min)；C為磨粒粒度(目數(shù))；D為磨粒配比。

為查驗(yàn)數(shù)學(xué)回歸法構(gòu)造的的刀具鈍化非對稱刃口K因子模型能否較好地體現(xiàn)各自變量與因變量之間的函數(shù)關(guān)系，選用F查驗(yàn)法進(jìn)行顯著性查驗(yàn)，K因子模型的F法查驗(yàn)，成果見表2。

查F散布表，當(dāng)α=0.05 時(shí)，F(xiàn)=（4，4）=6.39，因?yàn)镕比16.591>6.39，從刀具鈍化非對稱刃口K因子模型的F查驗(yàn)法的查驗(yàn)成果可知，該猜測模型能夠較好地反映刀具鈍化非對稱刃口K因子與主軸轉(zhuǎn)速、鈍化時(shí)刻、磨粒粒度和磨粒配比之間的關(guān)系。

表2  刀具鈍化非對稱刃口K因子模型的方差分析表

小結(jié)

選用立式旋轉(zhuǎn)鈍化法進(jìn)行刀具刃口鈍化實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過正交實(shí)驗(yàn)研討刀具鈍化非對稱刃口K因子隨鈍化參數(shù)的改變規(guī)則，對刀具鈍化非對稱刃口K因子的影響蕞大的是鈍化時(shí)刻，其次是磨粒配比與主軸轉(zhuǎn)速，磨粒粒度對刀具鈍化非對稱刃口K因子的影響蕞小。選用數(shù)學(xué)回歸方法樹立了刀具鈍化非對稱刃口K因子的猜測模型，選用方差分析驗(yàn)證了該模型的正確性。

眾所周知，閥門是一種運(yùn)用在氣體液體傳輸和操控的一種東西，目前在流體管道體系中運(yùn)用是非常廣泛的。平板閘閥廠家認(rèn)為，閥門的首要作用就是阻隔設(shè)備和管道體系、調(diào)理流量、避免回流、調(diào)理和排泄壓力等，而要想確保這些重要作用的發(fā)揮，閥門選型則是非常重要的。以下，咱們就來談?wù)勯y門選型問題，希望對咱們有所協(xié)助。

1.咱們知道，常規(guī)閥門有蝶閥、閘閥、球閥以及旋塞閥等幾個(gè)種類，因而，在閥門選型過程中應(yīng)該充分考慮閥門在供水管網(wǎng)中運(yùn)用的范圍。

2.球閥和旋塞閥鑄造及加工的難度大，價(jià)格天然比較貴一些，通常情況下適用于一些中小口徑的管道上。并且球閥在運(yùn)用的過程中，能夠保持閘閥水流阻力小、密封可靠、動(dòng)作靈敏、操作和修理便利等一系列的優(yōu)勢。當(dāng)然，旋塞閥在運(yùn)用的過程中也具有相似的長處，只是過水?dāng)嗝娌皇钦龍A形而已。

3.為了下降管道的覆土深度，平板閘閥廠家通知咱們，一般口徑較大的管道都會(huì)選配一些蝶閥來運(yùn)用，能起到不錯(cuò)的效果。但是，蝶閥的運(yùn)用也是有一些缺陷的，首要的就是蝶板要占有必定的過水?dāng)嗝妫瑫?huì)增加必定的水頭流失。

4.假如對于覆土深度要求不高的，平板閘閥廠家建議，仍是挑選閘閥效果比較好。但是閘閥的高度也是會(huì)影響管道的覆土深度的，并且大口徑臥式閘閥的長度則增大管道占有橫向面積，從而影響其他管線的安排，這些都是要注意的。

5.近幾年來，由于鑄造技能的不斷改進(jìn)，平板閘閥廠家通知咱們采用新式的樹脂砂法鑄造，可有效削減機(jī)械加工，從而大大下降生產(chǎn)成本。所以，從這個(gè)層面考慮，球閥用于大口徑管道上的可行性仍是值得咱們探求的，至于口徑大小的明確分界線還應(yīng)根據(jù)具體情況考慮劃分。

綜上所述，就是閥門選型需要考慮的幾個(gè)問題。由此平板閘閥廠家認(rèn)為，面臨種類繁多的閥門，挑選到適合的閥門仍是非常不容易的，在挑選的過程中必定要將這些問題充分考慮。

刀具的挑選是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一，不只影響機(jī)床的加工功率，并且直接影響零件的加工質(zhì)量。因?yàn)閿?shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速及規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般機(jī)床，并且主軸輸出功率較大，因而與傳統(tǒng)加工辦法相比，對數(shù)控加工刀具的提出了更高的要求，包含精度高、強(qiáng)度大、剛性好、耐用度高，并且要求尺度安穩(wěn)，裝置調(diào)整便利。這就要求刀具的結(jié)構(gòu)合理、幾許參數(shù)規(guī)范化、系列化。

1 數(shù)控刀具是進(jìn)步加工功率的先決條件之一，它的選用取決于被加工零件的幾許形狀、資料狀況、夾具和機(jī)床選用刀具的剛性。應(yīng)考慮以下方面：

（1）依據(jù)零件資料的切削功能挑選刀具。如車或銑高強(qiáng)度鋼、鈦合金、不銹鋼零件，建議挑選耐磨性較好的可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具。

（2）依據(jù)零件的加工階段挑選刀具。即粗加工階段以去除余量為主，應(yīng)挑選剛性較好、精度較低的刀具，半精加工、精加工階段以確保零件的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量為主，應(yīng)挑選耐用度高、精度較高的刀具，粗加工階段所用刀具的精度蕞低、而精加工階段所用刀具的精度蕞高。如果粗、精加工挑選相同的刀具，建議粗加工時(shí)選用精加工篩選下來的刀具，因?yàn)榫庸ずY選的刀具磨損狀況大多為刃部細(xì)微磨損，涂層磨損修光，持續(xù)運(yùn)用會(huì)影響精加工的加工質(zhì)量，但對粗加工的影響較小。

（3）依據(jù)加工區(qū)域的特色挑選刀具和幾許參數(shù)。在零件結(jié)構(gòu)允許的狀況下應(yīng)選用大直徑、長徑比值小的刀具；切削薄壁、超薄壁零件的過中心銑刀端刃應(yīng)有滿意的向心角，以削減刀具和切削部位的切削力。加工鋁、銅等較軟資料零件時(shí)應(yīng)挑選前角稍大一些的立銑刀，齒數(shù)也不要超越4齒。

選取刀具時(shí)，要使刀具的尺度與被加工工件的外表尺度相適應(yīng)。出產(chǎn)中，平面零件周邊概括的加工，常選用立銑刀；銑削平面時(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀；加工毛坯外表或粗加工孔時(shí)，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對一些立體型面和變斜角概括外形的加工，常選用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。

在進(jìn)行自在曲面加工時(shí)，因?yàn)榍蝾^刀具的端部切削速度為零，因而，為確保加工精度，切削行距一般很小，故球頭銑刀適用于曲面的精加工。而端銑刀無論是在外表加工質(zhì)量上還是在加工功率上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于球頭銑刀，因而，在確保零件加工不過切的前提下，粗加工和半精加工曲面時(shí)，盡量挑選端銑刀。別的，刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格聯(lián)系極大，有必要引起注意的是，在大多數(shù)狀況下，挑選好的刀具盡管增加了刀具本錢，但由此帶來的加工質(zhì)量和加工功率的進(jìn)步，則能夠使整個(gè)加工本錢大大下降。

在加工中心上，一切刀具全都預(yù)先裝在刀庫里，經(jīng)過數(shù)控程序的選刀和換刀指令進(jìn)行相應(yīng)的換刀動(dòng)作。有必要選用適合機(jī)床刀詳細(xì)系標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)規(guī)范刀柄，以便數(shù)控加工用刀具能夠敏捷、準(zhǔn)確地裝置到機(jī)床主軸上或返回刀庫。編程人員應(yīng)能夠了解機(jī)床所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺度、調(diào)整辦法以及調(diào)整規(guī)模等方面的內(nèi)容，以確保在編程時(shí)斷定刀具的徑向和軸向尺度，合理安排刀具的擺放次序。

特征造型不只能表達(dá)機(jī)械零件的底層幾許信息，并且可從具有工程意義的較高層次上對產(chǎn)品進(jìn)行表達(dá)和建模，有用支持產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)。因而，特征造型是將規(guī)劃與質(zhì)量計(jì)算、工程分析、數(shù)控加工編程等環(huán)節(jié)聯(lián)結(jié)起來的樞紐。

大多數(shù)特征造型體系均選用鴻溝表明法(B-rep)和結(jié)構(gòu)幾許法(CSG)相結(jié)合的辦法來描繪零件的形狀特征。鴻溝表明法首要用于描繪構(gòu)成幾許體的幾許元素(頂點(diǎn)、線、面等)之間的拓?fù)渎?lián)系，并可輔佐用戶選取特定的幾許元素；結(jié)構(gòu)幾許規(guī)律經(jīng)過樹形操作完結(jié)實(shí)體體素的拼合，構(gòu)成終究規(guī)劃特征。本文首要討論結(jié)構(gòu)幾許法的擴(kuò)展及其在數(shù)控鏜刀特征造型體系中的使用。該辦法對于其它數(shù)控刀具相同適用。

2 輔佐面切開法的引進(jìn)

因?yàn)閿?shù)控刀具的形體為不規(guī)矩的棱柱體，而結(jié)構(gòu)幾許法選用的拼合體素為規(guī)矩形體，因而，單純選用結(jié)構(gòu)幾許法對數(shù)控刀具進(jìn)行造型，既不靈敏功率又低。如引進(jìn)輔佐面切開法，則可簡化造型進(jìn)程，進(jìn)步造型功率，在某些狀況下還可下降造型難度。

若選用輔佐面切開法解決上述問題，則只需結(jié)構(gòu)原始長方體和輔佐面P，然后用

P面切開原始長方體，即可達(dá)到目的。

為取得形體Ⅰ，選用結(jié)構(gòu)幾許法需結(jié)構(gòu)三個(gè)別素，即原始長方體、直棱柱Ⅱ和Ⅲ，且直棱柱Ⅱ和Ⅲ中總有一個(gè)直棱柱需被結(jié)構(gòu)為比實(shí)踐需要的體素大，這也增加了不必要的存儲(chǔ)空間。并且，如要確保圖2中Pt點(diǎn)的空間方位，則需進(jìn)步原始長方體和直棱柱Ⅲ的造型要求，經(jīng)確規(guī)劃原始體素的尺度，才能得到符合要求的Pt點(diǎn)。

若選用輔佐面切開法，為取得形體Ⅰ，則只須結(jié)構(gòu)一個(gè)基本體素——原始長方體，然后結(jié)構(gòu)切開輔佐面P1和P2，如需確保Pt點(diǎn)的方位，只要確保P1和P2平面均過Pt點(diǎn)即可，而這一點(diǎn)不難做到。

為敘說便利和清楚，以上所舉二例都是經(jīng)化簡的模型，實(shí)踐造型中所遇到的問題要雜亂得多，并且用結(jié)構(gòu)幾許法結(jié)構(gòu)一個(gè)空間形體能夠經(jīng)由不同的拼合路徑。與一切拼合辦法相比，選用輔佐面切開法都具有明顯的優(yōu)越性。

3 輔佐面切開法的完結(jié)

盡管選用輔佐面切開法可大大簡化結(jié)構(gòu)幾許法，但并非在一切狀況下都能完結(jié)。如圖3所示狀況，為取得形體Ⅰ，有必要在原始長方體上減掉長方體Ⅱ，在此狀況下輔佐面切開法就無法運(yùn)用。因而，輔佐面切開法只能作為結(jié)構(gòu)幾許法的彌補(bǔ)和擴(kuò)展，而無法徹底取代結(jié)構(gòu)幾許法。

輔佐面切開法的使用條件為：

1) 結(jié)構(gòu)幾許法中兩體素有必要作差拼合運(yùn)算；

2) 拼合構(gòu)成的終究形體有必要坐落輔佐面一側(cè)。

因而，為了蕞大限度地使用輔佐面切開法，在構(gòu)成終究形體時(shí)，應(yīng)盡量選用差拼合辦法。但凡能經(jīng)機(jī)械加工得到的零件，均可經(jīng)過精心規(guī)劃基本體素而以差拼合辦法完結(jié)其特征造型。

完結(jié)輔佐面切開法的關(guān)鍵是輔佐面的結(jié)構(gòu)及體素被切開后兩部分的取舍。

平面的幾許界說為：經(jīng)過空間一固定點(diǎn)且垂直于一空間向量的曲面。即由一空間固定點(diǎn)和一空間向量可僅有地?cái)喽ㄒ粋€(gè)平面，其中固定點(diǎn)坐落平面上，空間向量為平面的法向量。因而，平面可由其點(diǎn)法度方程斷定，即

A(X-X0) B(Y-Y0) C( Z-Z0)=0 (1)

其中 P0(X0，Y0，Z0)為一固定點(diǎn)，而V={A，B，C}為平面的法向量。

依據(jù)界說，可用平面上一點(diǎn)和平面的法向量來結(jié)構(gòu)平面。在某些狀況下，如平面的法向量不易斷定，但能較容易地找到平面上的三個(gè)點(diǎn)P0、P1、P2，則可經(jīng)過結(jié)構(gòu)向量V1=P0P1和V2=P0P2，然后求V1和V2的叉積而得到平面的法向量V0=V1×V2。

輔佐面結(jié)構(gòu)完結(jié)后，切開后的形體如何取舍？在此作如下規(guī)則：凡切開后得到的兩個(gè)形體，坐落法向量正方向的形體為所需形體，坐落法向量負(fù)方向的形體為舍棄形體。在結(jié)構(gòu)平面時(shí)，一定要細(xì)心處理法向量的方向，使其指向所需形體。

4 數(shù)控刀具造型規(guī)劃實(shí)例

結(jié)構(gòu)幾許法是實(shí)體造型中廣泛使用的辦法，但單純選用結(jié)構(gòu)幾許法進(jìn)行造型規(guī)劃有時(shí)難度相當(dāng)大。本文提出使用輔佐面切開法對結(jié)構(gòu)幾許法進(jìn)行擴(kuò)展并使用于數(shù)控刀具的特征造型進(jìn)程，大大下降了造型規(guī)劃的雜亂程度和難度，具有較好的使用價(jià)值。

1．?dāng)?shù)牲加工常用刀具的種類及特色

數(shù)控加工刀具有必要適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、和自動(dòng)化程度高的特色，一般應(yīng)包含通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上，因而已逐漸規(guī)范化和系列化。