基于三维矢量的切削加工性综合评价方法研究

发布时间：2019-08-26 19:36

【摘要】：基于三维空间矢量,提出了多维切削加工性综合评价模型,并在此基础上建立了通用性三因素评价模型,可以快捷、简便地对材料切削加工性进行定性及定量表征,有利于指导并优化切削加工工艺及切削加工参数的选择。
【图文】：

过程图,金属切削加工,过程

刀具之间要有相对运动，即切削运动;②刀具材料必须具备一定的切削性能;③刀具必须具有适当的几何参数，即刀具几何角度等。与其他材料成形工艺相比，切削加工具有一系列优点:①切削加工是生产原型机或零件数量有限时的最优方法;②对工件材料力学机械性能影响很小;③能获得精确的表面轮廓、尺寸公差和较好的加工表面质量;④应用范围很广，几乎可以应用到现有的全部材料成形方式中，特别是金属零件的成形过程。在金属切削加工过程中，工件和刀具间的相互作用会产生切削力、切削热、刀具磨损、切屑及工件变形等现象，如图1所示。这些现象共同影响着材料的切削加工过程，只有综合考虑这些因素才能对切削过程获得全面的认知评价，在获得良好加工质量的同时，进一步优化加工工艺参数。图1金属切削加工过程材料的切削加工性一般是指工件材料切削加工的难易程度。实践表明，对于同一种被加工材料，如零件技术要求和具体加工条件不同，则其加工的难易程度有着很大的差异［2］。切削加工性是材料在切削加工过程中的一种行为模式，评价材料的切削加工性应当说明切削的具体条件。比较材料的切削加工性优劣，应当有一个数量的概念。在不同情况下，可以利用不同的评价指标来衡量材料的切削加工性能。有时只需采用单一指标衡量切削加工性即可，有时则需要兼用多项指标，比如:刀具耐用度或2015年第49卷No．1129

雷达图,切削加工性,三维矢量,评价模型

氖粜裕嘈鄧?对于材料切削加工性的孰优孰劣，仍然无法给出确定性的结论。因此，通常借助多评价指标对材料的切削性能进行综合评价，常用的综合评价方法包括有向图法［5］、雷达图法［6－8］、模糊评价方法［9－12］、基于数据库技术的综合评价方法［13］等。然而，这些方法都存在其适用性及各自的弊端。在以上研究的基础上，基于三维空间矢量，提出了多维切削加工性综合评价模型，并在此基础上建立了通用性三因素评价模型，可以快捷、简便地对材料切削加工性进行定性及定量表征。2三维综合评价模型图2所示为基于三维矢量的切削加工性综合评价模型建模过程，其基本原理是将各个评价指标采用矢量的形式加以表征，然后依循矢量的运算法则获得最终的切削加工性综合评价向量及其对应的评价值，以此作为依据来进行切削加工性评价。其基本建模过程包括以下六个步骤。图2三维矢量切削加工性评价模型2．1工作空间的确立在对材料进行切削加工性评价前，首先需要为其建立起基本工作空间，由控制圆弧及控制向量两部分组成。在水平面内作单位圆ΦO，并将其定义为控制圆弧(ControlCircle);与此同时，，将通过圆心O的反向单位法向量OP定义为控制向量(ControlVector)。工作空间的建立为切削加工性综合评价提供了统一平台，可以保证不同条件下材料的切削加工性具有一致的单调性和可比性。2．2评价指标的选择根据切削加工工艺及技术指标要求，选择切削过程中典型输出量作为材料切削加工性的评价指标，如切削力、切削温度、刀具磨损/寿命、表面粗糙度等。将切削加工性评价指标的个数记为n(n≥3)。评价指标的选择多依靠经验选取，选择需合乎工艺要求，对切削加工过程影响较大的因素成为进行切削加工性评价的关键。2．3数据?
【作者单位】：潍坊科技学院;
【分类号】：TG506

【参考文献】